JP2015214045A - Three-dimensional molding device, method for controlling three-dimensional molding device, and method for manufacturing three-dimensional article - Google Patents

Three-dimensional molding device, method for controlling three-dimensional molding device, and method for manufacturing three-dimensional article Download PDF

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達哉 吉井
Tatsuya Yoshii
達哉 吉井
松本 和悦
Kazuyoshi Matsumoto
和悦 松本
佐井 範行
Noriyuki Sai
範行 佐井
祐一郎 辻口
Yuichiro Tsujiguchi
祐一郎 辻口
宏幸 石原
Hiroyuki Ishihara
宏幸 石原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional molding device in which strength of a three-dimensional article is ensured regardless of a deposition direction of layers in a process of depositing layers to form the three-dimensional article, and the article can be safely taken out.SOLUTION: A 3D printer is provided, which molds a three-dimensional article by supplying a powder material in a planar state to deposit in a vertical direction and discharging a binder liquid for solidifying the powder material to the supplied powder material so as to solidify the powder material to stack layers of the molding material. The device includes: a molding stage 111 where the powder material is supplied into a planar state; and a mesh 114 which is disposed on the molding stage 111 prior to supplying the powder material for forming a three-dimensional article and which has openings where the powder material not solidified can pass through. After layers of the molding material are stacked to form the three-dimensional article, the mesh 114 is separated from the molding stage 111 so as to take out the three-dimensional article embedded in the powder material not solidified.

Description

本発明は、立体造形装置、立体造形装置の制御方法及び立体物の製造方法に関し、特に、粉末中に埋没した状態で形成された立体物の取り出しに関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus, a method for controlling a three-dimensional modeling apparatus, and a method for manufacturing a three-dimensional object, and more particularly, to taking out a three-dimensional object formed in a state of being buried in powder.

近年、ラピッドプロトタイピング等の分野において三次元造型という技術が用いられている。かかる三次元造型によって得られた立体物は、商品開発段階等において最終製品の外観や性能の評価を行うための試作品、または展示品等として利用されることが多い。   In recent years, a technique called three-dimensional molding has been used in the field of rapid prototyping and the like. The three-dimensional object obtained by such three-dimensional molding is often used as a prototype or an exhibition for evaluating the appearance and performance of the final product in the product development stage.

このような三次元造型の技術の1つとして、立体物を輪切りにした形状を造形して積層していくことにより目的の立体物を形成する積層法が知られている。そして、そのような積層法を用いる装置の1つとして、粉末等の成形材料を成形部分に対応する位置に供給し、後から成形材料を凝固させるための液体を供給することで層を形成する粉末堆積造形プリンタが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As one of such three-dimensional molding techniques, there is known a laminating method for forming a target three-dimensional object by shaping and laminating a shape obtained by cutting a three-dimensional object into round pieces. And as one of the apparatuses using such a lamination method, a layer is formed by supplying a molding material such as powder to a position corresponding to a molding part and supplying a liquid for solidifying the molding material later. A powder deposition modeling printer is known (see, for example, Patent Document 1).

このような粉末堆積造形プリンタにおいては、未硬化の粉末材料に埋没した状態で目的の立体物が形成されるため、完成後の立体物の視認性が悪い。このような視認性の悪い立体物の破損を防ぐため、粉末材料を吸引するための吸引孔を設け、吸引、音波振動、風圧を使用して粉末除去を行う方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In such a powder deposition modeling printer, the target three-dimensional object is formed in a state of being buried in an uncured powder material, and thus the visibility of the three-dimensional object after completion is poor. In order to prevent breakage of such a three-dimensional object with poor visibility, a method of providing a suction hole for sucking the powder material and performing powder removal using suction, sonic vibration, and wind pressure has been proposed (for example, Patent Document 2).

特許文献2に開示された方法の場合、粉末材料を吸引するための吸引孔を設ける必要がある。立体物の形成過程において粉末材料が吸引孔に落ち込んでしまうと、供給された粉末材料の充填状態が変化し、形成中の立体物に位置ずれが生じてしまう可能性がある。   In the case of the method disclosed in Patent Document 2, it is necessary to provide a suction hole for sucking the powder material. If the powder material falls into the suction holes in the process of forming the three-dimensional object, the filling state of the supplied powder material may change, and the three-dimensional object being formed may be misaligned.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、粉末材料を選択的に凝固させた層を積層することにより立体物を形成する場合において、立体物の造形に不具合を生じさせることなく立体物形成後の立体物の安全な取り出しを可能とすることを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and in the case of forming a three-dimensional object by laminating layers obtained by selectively solidifying a powder material, a problem occurs in the formation of the three-dimensional object. It is an object to enable a safe removal of a three-dimensional object after formation of the three-dimensional object without causing it.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、平面状の粉末材料を鉛直方向に堆積させるように供給すると共に、前記粉末材料を凝固させるための凝固液を、供給された前記粉末材料に対して吐出して前記粉末材料を凝固させて成形材の層を積層することにより立体物を造形する立体造形装置であって、前記粉末材料が平面状に供給される造形ステージと、前記立体物を形成するための粉末材料が供給される前に前記造形ステージ上に配置され、凝固していない状態の前記粉末材料が通過可能な開口部が設けられた釣り上げ部材とを含み、前記成形材の層が積層されて立体物が形成された後、前記釣り上げ部材が前記造形ステージから離されることにより、凝固していない状態の粉末材料内部に埋没した状態の前記立体物が取り出されることを特徴とする。   In order to solve the above problems, according to one embodiment of the present invention, a planar powder material is supplied so as to be deposited in a vertical direction, and a coagulating liquid for solidifying the powder material is supplied to the supplied powder material. A solid modeling apparatus that forms a solid object by solidifying the powder material by laminating the powder material and laminating a layer of a molding material, the modeling stage in which the powder material is supplied in a planar shape, and the solid A fishing member disposed on the modeling stage before the powder material for forming an object is supplied and provided with an opening through which the powder material in a non-solidified state can pass. After the layers are stacked to form a three-dimensional object, the three-dimensional object embedded in the powder material in a non-solidified state is taken out by separating the fishing member from the modeling stage. The features.

本発明によれば、粉末材料を選択的に凝固させた層を積層することにより立体物を形成する場合において、立体物の造形に不具合を生じさせることなく立体物形成後の立体物の安全な取り出しが可能となる。   According to the present invention, in the case of forming a three-dimensional object by laminating layers in which powder material is selectively solidified, the three-dimensional object after the three-dimensional object formation is safe without causing a problem in the formation of the three-dimensional object. Removal is possible.

本発明の実施形態に係る3Dプリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of 3D printer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る3Dプリンタの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of a 3D printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る粉末供給の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the powder supply which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメッシュの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the mesh which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメッシュの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the mesh which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメッシュによる立体物の釣り上げ態様を示す図である。It is a figure which shows the fishing aspect of the solid object by the mesh which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る3Dプリンタの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the 3D printer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る3Dプリンタの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the 3D printer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る粉末材料の吸引態様を示す図である。It is a figure which shows the suction | inhalation aspect of the powder material which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る粉末材料の吹き飛ばしの態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of blowing off of the powder material which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメッシュの上昇動作の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the raising operation | movement of the mesh which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメッシュと造形ステージとを話す動作の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the operation | movement which speaks the mesh and modeling stage which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメッシュの粉末材料への埋没動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the burying operation | movement to the powder material of the mesh which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、CAD(Computer Aided Design)データなどの立体物の形状を示す3Dデータを受信し、平面状に供給した粉末材料を選択的に硬化させた層を堆積させることにより立体物を形成する立体造形装置である3Dプリンタを例として説明する。このような3Dプリンタにおいて、立体物の形成が完了した後の、未硬化の粉末材料に埋没している立体物の取り出しが本実施形態に係る要旨の1つである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, 3D data indicating the shape of a three-dimensional object such as CAD (Computer Aided Design) data is received, and a three-dimensional object is deposited by depositing a layer obtained by selectively curing a powder material supplied in a planar shape. A 3D printer which is a three-dimensional modeling apparatus to be formed will be described as an example. In such a 3D printer, taking out the three-dimensional object embedded in the uncured powder material after the formation of the three-dimensional object is one of the gist according to the present embodiment.

図1は、本実施形態に係る3Dプリンタ1のハードウェア構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る3Dプリンタ1は、一般的な情報処理装置と同様の構成を含む。即ち、本実施形態に係る3Dプリンタ1は、CPU(Central Processing Unit)10、RAM(Random Access Memory)20、ROM(Read Only Memory)30、HDD(Hard Disk Drive)40及びI/F50がバス80を介して接続されている。また、I/F50にはLCD(Liquid Crystal Display)60及び操作部70が接続されている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the 3D printer 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the 3D printer 1 according to the present embodiment includes the same configuration as a general information processing apparatus. That is, the 3D printer 1 according to the present embodiment has a CPU (Central Processing Unit) 10, a RAM (Random Access Memory) 20, a ROM (Read Only Memory) 30, an HDD (Hard Disk Drive) 40, and an I / F 50. Connected through. Further, an LCD (Liquid Crystal Display) 60 and an operation unit 70 are connected to the I / F 50.

CPU10は演算手段であり、3Dプリンタ1全体の動作を制御する。RAM20は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、CPU10が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ROM30は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。HDD40は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、OS(Operating System)や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。   The CPU 10 is a calculation means and controls the operation of the entire 3D printer 1. The RAM 20 is a volatile storage medium capable of reading and writing information at high speed, and is used as a work area when the CPU 10 processes information. The ROM 30 is a read-only nonvolatile storage medium and stores a program such as firmware. The HDD 40 is a non-volatile storage medium that can read and write information, and stores an OS (Operating System), various control programs, application programs, and the like.

I/F50は、バス80と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。LCD60は、ユーザが3Dプリンタ1の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部70は、ユーザが3Dプリンタ1に情報を入力するためのユーザインタフェースであり、タッチパネルやハードキー等によって実現される。   The I / F 50 connects and controls the bus 80 and various hardware and networks. The LCD 60 is a visual user interface for the user to check the state of the 3D printer 1. The operation unit 70 is a user interface for the user to input information to the 3D printer 1 and is realized by a touch panel, a hard key, or the like.

このようなハードウェア構成において、ROM30に格納されたプログラムや、HDD40若しくは図示しない光学ディスク等の記憶媒体からRAM20にロードされたプログラムに従ってCPU10が演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る3Dプリンタ1の機能を実現する機能ブロックが構成される。   In such a hardware configuration, the software control unit is configured by the CPU 10 performing calculations according to a program stored in the ROM 30 or a program loaded into the RAM 20 from a storage medium such as the HDD 40 or an optical disk (not shown). A functional block for realizing the functions of the 3D printer 1 according to the present embodiment is configured by a combination of the software control unit configured in this way and hardware.

また、3Dプリンタ1は、図1に示すような情報処理機能のための構成の他、立体造形を行うためのハードウェアエンジンを備える。図2を参照して、3Dプリンタ1のハードウェアエンジンの構成について説明する。本実施形態に係る3Dプリンタ1は、立体物を成形するために成形材を積層していくための造形ステージ111、造形ステージ111上に粉末材料を供給するために造形ステージ111と隣接して配置された供給ステージ112、供給ステージ112上の粉末材料を造形ステージ111側へ供給するリコーター113、造形ステージ111側に供給された粉末材料を凝固させるためのバインダー液を吐出するIJ(InkJet)ヘッド101及びIJヘッド101を支持し、造形ステージ111上の空間においてIJヘッド101を移動させるアーム102を含む。   In addition to the configuration for the information processing function as shown in FIG. 1, the 3D printer 1 includes a hardware engine for performing three-dimensional modeling. The configuration of the hardware engine of the 3D printer 1 will be described with reference to FIG. The 3D printer 1 according to this embodiment is arranged adjacent to the modeling stage 111 to supply a powder material on the modeling stage 111 for stacking molding materials to form a three-dimensional object. Supply stage 112, recoater 113 for supplying the powder material on the supply stage 112 to the modeling stage 111 side, and IJ (InkJet) head 101 for discharging a binder liquid for solidifying the powder material supplied to the modeling stage 111 side And an arm 102 that supports the IJ head 101 and moves the IJ head 101 in a space on the modeling stage 111.

3Dプリンタ1は、造形対象である目的の立体物の立体形状を水平方向に輪切りにして生成される輪切り画像に応じてIJヘッド101からバインダー液を吐出して造形ステージ111上に供給された粉末材料を凝固させることにより一層分の成形を行い、そのような層を積層していくことによって立体造形を行う。図3(a)〜(g)を参照して、本実施形態に係る一層分の成形動作について説明する。   The 3D printer 1 discharges a binder liquid from the IJ head 101 in accordance with a ring image generated by horizontally cutting a three-dimensional shape of a target three-dimensional object that is a modeling target, and is supplied onto the modeling stage 111 One layer of molding is performed by solidifying the material, and three-dimensional modeling is performed by stacking such layers. With reference to Fig.3 (a)-(g), the shaping | molding operation | movement for one layer which concerns on this embodiment is demonstrated.

図3(a)に示すように、供給ステージ112上には粉末材料が収容されている。即ち、供給ステージ112及び周囲の筐体により、粉末材料が収容される収容部が構成される。リコーター113が移動して供給ステージ112上に積載された粉末材料を造形ステージ111側に押し出すことにより、図3(b)に示すように造形ステージ111上に一層分の粉末材料が供給される。即ち、リコーター113が供給部として機能する。   As shown in FIG. 3A, powder material is accommodated on the supply stage 112. That is, the supply stage 112 and the surrounding casing constitute a storage portion that stores the powder material. The recoater 113 moves and pushes the powder material loaded on the supply stage 112 to the modeling stage 111 side, so that one layer of powder material is supplied onto the modeling stage 111 as shown in FIG. That is, the recoater 113 functions as a supply unit.

図3(b)に示すように造形ステージ111上に粉末材料が供給されると、図3(c)に示すように、輪切り状の画像データに応じた位置にIJヘッド101からバインダー液が吐出される。バインダー液とは、粉末材料を凝固させるための凝固液である。これにより、図3(d)に示すように、バインダー液が吐出された部分の粉末材料が、輪切り状の画像データに応じて選択的に凝固される。   When the powder material is supplied onto the modeling stage 111 as shown in FIG. 3 (b), the binder liquid is discharged from the IJ head 101 to a position corresponding to the sliced image data as shown in FIG. 3 (c). Is done. The binder liquid is a coagulating liquid for coagulating the powder material. As a result, as shown in FIG. 3D, the portion of the powder material from which the binder liquid has been discharged is selectively solidified according to the circular image data.

図3(d)に示すように一層分の成形が完了すると、図3(e)に示すように造形ステージ111と供給ステージ112との高さを調整し、再度リコーター113を移動させることにより、図3(f)に示すように、既に成形が完了した層の鉛直方向上方に新たな層のための粉末材料が供給される。このような動作を繰り返すことにより、粉末材料が凝固した成形層を積層させていき、立体成型が行われる。結果的に図3(g)に示すように、凝固していない未硬化の粉末材料に埋没した状態で目的の立体物が形成される。   When the molding for one layer is completed as shown in FIG. 3 (d), the height of the modeling stage 111 and the supply stage 112 is adjusted as shown in FIG. 3 (e), and the recoater 113 is moved again, As shown in FIG. 3 (f), the powder material for the new layer is supplied vertically above the layer that has already been formed. By repeating such an operation, the molding layer in which the powder material is solidified is laminated, and three-dimensional molding is performed. As a result, as shown in FIG. 3G, the target three-dimensional object is formed in a state of being buried in an uncured powder material that has not been solidified.

完成した立体物を3Dプリンタ1から取り出す際、図3(g)に示すように立体物は粉末材料に埋没した状態であるために視認性が悪く、手作業で粉末材料から取り出すと立体物を損傷してしまう場合がある。本実施形態に係る3Dプリンタ1においては、そのような弊害を回避して立体物を取り出すため、図3(g)に示すように粉末材料に埋没した状態の立体物を、粉末材料が通り過ぎる程度の粗さを有するメッシュによって支持して上昇させる。   When the completed three-dimensional object is taken out from the 3D printer 1, the three-dimensional object is poorly visible because the three-dimensional object is buried in the powder material as shown in FIG. 3 (g). It may be damaged. In the 3D printer 1 according to the present embodiment, in order to avoid such an adverse effect and take out the three-dimensional object, as shown in FIG. 3G, the powder material passes through the three-dimensional object embedded in the powder material. And supported by a mesh having a roughness of.

図4は、図3(a)に示す状態、即ち、造形ステージ111上に未だ粉末材料が供給されていない状態を示す図である。図4に示すように、本実施形態に係る3Dプリンタ1は、造形ステージ111の面積と略同一の面積を有するメッシュ114を含む。メッシュ114は、立体物の形成に用いられる粉末材料が未だ造形ステージ111上に供給されていない状態において造形ステージ111上に配置される。メッシュ114には綱状部材であるワイヤー115a、115b、115c、115dが接続されており、ワイヤー115a、115b、115c、115dは、夫々滑車116a、116b、116c、116dに架け渡されている。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state illustrated in FIG. 3A, that is, a state where a powder material is not yet supplied onto the modeling stage 111. As shown in FIG. 4, the 3D printer 1 according to the present embodiment includes a mesh 114 having an area substantially the same as the area of the modeling stage 111. The mesh 114 is arranged on the modeling stage 111 in a state where the powder material used for forming the three-dimensional object is not yet supplied on the modeling stage 111. Wires 115a, 115b, 115c, and 115d, which are ropes, are connected to the mesh 114, and the wires 115a, 115b, 115c, and 115d are bridged over pulleys 116a, 116b, 116c, and 116d, respectively.

図5は、図4に示す状態から図3(a)〜(f)に示す処理を繰り返し、図3(g)に示す状態に至った場合を示す図である。図5に示すように、メッシュ114は造形ステージ111上に供給された粉末材料P及び粉末材料Pの内部に形成された立体物Oの鉛直下方に入り込んだ状態となる。図5に示す状態からワイヤーを引っ張ることにより、メッシュ114が上昇する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a case where the process illustrated in FIGS. 3A to 3F is repeated from the state illustrated in FIG. 4 to reach the state illustrated in FIG. As shown in FIG. 5, the mesh 114 enters the powder material P supplied on the modeling stage 111 and vertically below the three-dimensional object O formed inside the powder material P. The mesh 114 is raised by pulling the wire from the state shown in FIG.

メッシュ114が上昇する際、メッシュ114は未硬化の粉末材料が通り過ぎる程度の粗さを有するため、立体物のみがメッシュ114によって支持されて上昇し、図6に示すように未硬化の粉末材料の中から取り出される。このような構成により、本実施形態に係る3Dプリンタ1においては、粉末材料に埋没した状態で形成される立体物を破損させることなく取り出すことが可能となる。   When the mesh 114 rises, the mesh 114 has a roughness that the uncured powder material passes through, so that only the three-dimensional object is supported by the mesh 114 and rises, and as shown in FIG. It is taken out from inside. With such a configuration, in the 3D printer 1 according to the present embodiment, a three-dimensional object formed in a state of being buried in a powder material can be taken out without being damaged.

尚、本実施形態においては、形成された立体物を釣り上げるための釣り上げ部材の例として、網状の部材であるメッシュ114を例として説明するが、これは一例である。本件の趣旨は、凝固していない粉末材料は通過可能であって形成された立体物が通過不可能な部材により立体物を釣り上げることであり、そのような開口部を有する部材であれば網状の部材に関わらず採用可能である。但し、大部分が開口部である網状の部材により、より効率的に立体物のみを釣り上げることが可能となる。   In the present embodiment, a mesh 114, which is a net-like member, will be described as an example of a fishing member for fishing a formed three-dimensional object, but this is only an example. The purpose of this case is to pick up a solid object by a member through which the solidified powder material can pass and the formed solid object cannot pass. It can be adopted regardless of the member. However, only a three-dimensional object can be picked up more efficiently by a net-like member, most of which is an opening.

次に、本実施形態に係る3Dプリンタ1の制御構成について図7を参照して説明する。図5に示すように、本実施形態に係る3Dプリンタ1は、供給ステージ112及びリコーター113によって構成される粉末供給部110、IJヘッド101、アーム102に加えて、図4〜6において説明したワイヤー115a、115b、115c、115dを巻き取るためのワイヤモータ130及びそれらを制御するコントローラ120を含む。   Next, a control configuration of the 3D printer 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the 3D printer 1 according to this embodiment includes the wire described in FIGS. 4 to 6 in addition to the powder supply unit 110, the IJ head 101, and the arm 102 configured by the supply stage 112 and the recoater 113. A wire motor 130 for winding up 115a, 115b, 115c, 115d and a controller 120 for controlling them are included.

図7に示すように、コントローラ120は、主制御部121、ネットワーク制御部122、粉末供給部ドライバ123及びIJヘッドドライバ124、アームドライバ125及びワイヤモータドライバ126を含む。主制御部121は、コントローラ120において全体を制御する制御部であり、OSやアプリケーション・プログラムに従ってCPU10が演算を行うことにより構成される。   As shown in FIG. 7, the controller 120 includes a main control unit 121, a network control unit 122, a powder supply unit driver 123 and an IJ head driver 124, an arm driver 125, and a wire motor driver 126. The main control unit 121 is a control unit that controls the entire controller 120, and is configured by the CPU 10 performing calculations in accordance with the OS and application programs.

ネットワーク制御部122は、3Dプリンタ1が他の機器と情報をやり取りするためのインタフェースであり、Ethernet(登録商標)やUSB(Universal Serial Bus)インタフェースが用いられる。3Dプリンタ1に立体造形を実行させるためのジョブはネットワーク制御部122が受信し、主制御部121に入力する。   The network control unit 122 is an interface for the 3D printer 1 to exchange information with other devices, and uses an Ethernet (registered trademark) or a USB (Universal Serial Bus) interface. The network control unit 122 receives a job for causing the 3D printer 1 to perform 3D modeling and inputs the job to the main control unit 121.

粉末供給部ドライバ123は、粉末供給部110を駆動制御するためのドライバソフトウェアであり、主制御部121の制御に従って粉末供給部110を駆動制御することによい、図3(a)〜(f)において説明した動作を実現する。粉末供給部ドライバ123の駆動制御には、造形ステージ111及び供給ステージ112の上昇、下降制御や、リコーター113の回転、移動制御が含まれる。   The powder supply unit driver 123 is driver software for driving and controlling the powder supply unit 110, and is good for driving and controlling the powder supply unit 110 according to the control of the main control unit 121. FIGS. The operation described in the above is realized. The drive control of the powder supply unit driver 123 includes ascent and descent control of the modeling stage 111 and the supply stage 112 and rotation and movement control of the recoater 113.

IJヘッドドライバ124は、IJヘッド101を駆動制御するためのドライバソフトウェアであり、主制御部121の制御に従ってIJヘッド101を駆動制御することにより、図3(c)において説明したようなIJヘッド101からのバインダー液の吐出を実行させる。アームドライバ125は、アーム102を駆動制御するためのドライバソフトウェアであり、主制御部121の制御に従ってアーム102を駆動制御する。これにより、アーム102が造形ステージ111上においてIJヘッド101を移動させる。   The IJ head driver 124 is driver software for driving and controlling the IJ head 101. By driving and controlling the IJ head 101 according to the control of the main control unit 121, the IJ head 101 as described in FIG. The binder liquid is discharged from the nozzle. The arm driver 125 is driver software for controlling the driving of the arm 102, and controls the driving of the arm 102 according to the control of the main control unit 121. As a result, the arm 102 moves the IJ head 101 on the modeling stage 111.

ワイヤモータドライバ126は、ワイヤモータ130を駆動制御するためのドライバソフトウェアであり、主制御部121の制御に従ってワイヤモータ130を駆動制御することにより、図5、図6において説明したようにメッシュ114の釣り上げを実現する。   The wire motor driver 126 is driver software for controlling the drive of the wire motor 130. By controlling the drive of the wire motor 130 according to the control of the main control unit 121, the wire motor driver 126 of the mesh 114 as described in FIGS. Realize fishing.

次に、本実施形態に係る3Dプリンタ1の動作について、図8を参照して説明する。3Dプリンタ1による立体造形において、まずはメッシュ114を粉末材料で埋めるための処理を行う。そのため、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123及びワイヤモータドライバ126を制御し、造形ステージ111、供給ステージ112及びメッシュ114の高さ調整を行う(S801)。S801において、主制御部121は、例えば、造形ステージ111及びメッシュ114を0.5mm程度下降させると共に、供給ステージ112を0.5mm程度上昇させる。   Next, the operation of the 3D printer 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the three-dimensional modeling by the 3D printer 1, first, a process for filling the mesh 114 with a powder material is performed. Therefore, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 and the wire motor driver 126 to adjust the height of the modeling stage 111, the supply stage 112, and the mesh 114 (S801). In S801, the main control unit 121 lowers the modeling stage 111 and the mesh 114 by about 0.5 mm and raises the supply stage 112 by about 0.5 mm, for example.

高さ調整を完了すると、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123を制御し、リコーター113の回転を開始させると共に部3(b)に示すようにリコーターを移動させて供給ステージ112上の所定量の粉末材料を造形ステージ111側に供給する(S802)。主制御部121は、所定高さの分S801及びS802の処理を繰り返して(S803/NO)、メッシュ114が埋まる程度の粉末材料を造形ステージ111側に供給する。   When the height adjustment is completed, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to start the rotation of the recoater 113 and move the recoater as shown in the unit 3 (b) to place the recoater on the supply stage 112. A fixed amount of powder material is supplied to the modeling stage 111 side (S802). The main control unit 121 repeats the processing of S801 and S802 by a predetermined height (S803 / NO), and supplies the powder material to the extent that the mesh 114 is filled to the modeling stage 111 side.

S801、S802の処理を繰り返すことにより、所定高さ分の粉末材料が造形ステージ111側に供給され、造形ステージ111上に配置されたメッシュ114が粉末材料に埋没することとなる。これにより、造形ステージ111上に形成される立体物とメッシュ114とが接触して固まってしまうことを防ぐことが出来る。   By repeating the processes of S801 and S802, a powder material of a predetermined height is supplied to the modeling stage 111 side, and the mesh 114 arranged on the modeling stage 111 is buried in the powder material. Thereby, it can prevent that the solid thing and mesh 114 which are formed on the modeling stage 111 contact and solidify.

所定高さ分の繰り返しが完了すると(S803/YES)、主制御部121は、立体物の造形処理に移る。立体物の造形処理において、主制御部121は、図3(a)〜(f)において説明したように、S801と同様に粉末供給部ドライバ123及びワイヤモータドライバ126を制御し、造形ステージ111、供給ステージ112及びメッシュ114の高さ調整を行う(S804)。S804において、主制御部121は、粉末材料の一層分の高さ、例えば0・3mm程度の高さを調整する。   When the repetition for the predetermined height is completed (S803 / YES), the main control unit 121 proceeds to a solid object modeling process. In the three-dimensional object modeling process, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 and the wire motor driver 126 in the same manner as in S801, as described in FIGS. The height of the supply stage 112 and the mesh 114 is adjusted (S804). In step S804, the main control unit 121 adjusts the height of one layer of the powder material, for example, a height of about 0.3 mm.

高さ調整を完了すると、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123を制御し、リコーター113を駆動して供給ステージ112上の所定量の粉末材料を造形ステージ111側に供給する(S805)。粉末材料を供給すると、主制御部121は、アームドライバ125を制御してアームを駆動することによりIJヘッド101の位置を移動させ、IJヘッドドライバ124を制御することにより、輪切り画像に基づいて立体物の一部となる部分に対してバインダー液を吐出させる(S806)。   When the height adjustment is completed, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to drive the recoater 113 to supply a predetermined amount of powder material on the supply stage 112 to the modeling stage 111 side (S805). When the powder material is supplied, the main control unit 121 controls the arm driver 125 to move the position of the IJ head 101 by driving the arm, and controls the IJ head driver 124 to control the three-dimensional image based on the sliced image. The binder liquid is discharged to a part that becomes a part of the object (S806).

S804〜S806の処理により、図3(d)に示すように、一層分の造形処理が完了する。主制御部121は、3Dプリンタ1が受信したジョブに係る立体造形が完了するまでS804からの処理を繰り返す(S807/NO)。これにより、図3(g)に示すように、目的の立体物が粉末材料に埋没した状態で造形される。   Through the processes of S804 to S806, as shown in FIG. 3D, the modeling process for one layer is completed. The main control unit 121 repeats the processing from S804 until the 3D modeling related to the job received by the 3D printer 1 is completed (S807 / NO). Thereby, as shown in FIG.3 (g), it shape | molds in the state which the target solid thing was buried in the powder material.

造形が完了したら(S807/YES)、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123を制御してリコーターの回転を停止させる(S808)。そして、主制御部121は、ワイヤモータドライバ126を制御してワイヤモータ130を駆動することにより、ワイヤー115a、115b、115c、115dを巻き取ってメッシュ114を上昇させる(S809)。   When the modeling is completed (S807 / YES), the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to stop the rotation of the recoater (S808). Then, the main control unit 121 controls the wire motor driver 126 to drive the wire motor 130, thereby winding the wires 115a, 115b, 115c, and 115d and raising the mesh 114 (S809).

S809においてメッシュ114を上昇させる高さは、少なくとも造形ステージ111を加工させた高さである。従って、主制御部121は、S804〜S806の処理を繰り返す際、造形ステージ111を下降させた高さを積算しておき、その積算結果に応じてS809の処理を行う。   In S809, the height at which the mesh 114 is raised is at least the height at which the modeling stage 111 is processed. Therefore, when repeating the processes of S804 to S806, the main control unit 121 accumulates the heights at which the modeling stage 111 is lowered, and performs the process of S809 according to the accumulation result.

メッシュ114を上昇させて粉末材料から立体物が取り出されると、主制御部121は粉末供給部ドライバ123を制御して図9に示すように造形ステージ111を更に下降させ、造形ステージ111上に残留した粉末材料を吸引口から吸引する(S810)。図9に示す吸引口は、立体造形を行う際に造形ステージ111が配置される高さよりも更に下方に設けられている。即ち、造形ステージ111上に供給された粉末材料は、立体造形の実行中に吸引口に落ち込むことは無いため、立体造形の実行中に粉末材料が移動して立体造形物に位置ずれが生じることを防ぐことが出来る。吸引口から吸引された粉末材料は再利用される。   When the three-dimensional object is taken out from the powder material by raising the mesh 114, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to further lower the modeling stage 111 as shown in FIG. 9 and remain on the modeling stage 111. The powdered material is sucked from the suction port (S810). The suction port shown in FIG. 9 is provided further below the height at which the modeling stage 111 is arranged when three-dimensional modeling is performed. That is, since the powder material supplied onto the modeling stage 111 does not fall into the suction port during the execution of the three-dimensional modeling, the powder material moves during the execution of the three-dimensional modeling, and the positional displacement occurs in the three-dimensional modeled object. Can be prevented. The powder material sucked from the suction port is reused.

粉末材料の吸引が完了すると、主制御部121は、ワイヤモータドライバ126を制御してメッシュ114を再度下降させて造形ステージ111上に戻し、造形ステージ111上に風を送り込むことによって形成された立体物に付着している粉末材料を吹き飛ばす(S811)。S811において送り込まれる風は、例えば図9に示す吸引口から送り込むことが出来る。これにより、立体物表面に残留している粉末材料を自動的に除去することが可能となる。   When the suction of the powder material is completed, the main control unit 121 controls the wire motor driver 126 to lower the mesh 114 again and return it to the modeling stage 111, and send the wind onto the modeling stage 111. The powder material adhering to the object is blown off (S811). The wind sent in S811 can be sent from, for example, the suction port shown in FIG. Thereby, it becomes possible to automatically remove the powder material remaining on the surface of the three-dimensional object.

このような処理により、本実施形態に係る立体造形動作が完了する。本実施形態に係る3Dプリンタ1においては、立体造形を開始する前に造形ステージ111上に配置されたメッシュ114によって立体物を釣り上げるため、粉末材料に埋没した状態で視認性の悪い立体物を破損することなく取り出すことが可能である。また、粉末材料を自動的に吸引する場合のように、立体造形の実行中において粉末材料の位置ずれを生じさせるような開口部を設ける必要がないため、立体物の造形に不具合を生じさせることがない。   By such processing, the three-dimensional modeling operation according to the present embodiment is completed. In the 3D printer 1 according to the present embodiment, the three-dimensional object is picked up by the mesh 114 arranged on the modeling stage 111 before the three-dimensional modeling is started. It is possible to take out without doing. In addition, unlike the case where the powder material is automatically sucked, it is not necessary to provide an opening that causes the positional displacement of the powder material during the execution of the three-dimensional modeling, which causes a problem in the modeling of the three-dimensional object. There is no.

尚、S809のメッシュ114を上昇させる際に特別な処理を加えることにより、形成された立体物からの粉末材料の除去をより効果的に行うことが可能となる。例えば、メッシュ114を上昇させて立体物を粉末材料から取り出した後、主制御部121は、ワイヤモータドライバ126を制御してワイヤー115a、115b、115c、115dの微小な巻き取りと繰り出しを高速で繰り返すことにより、メッシュ114によって釣り上げられている立体物を振動させるようにしても良い。これにより、立体物に付着している粉末材料が振り落されることとなる。   In addition, it becomes possible to perform the removal of the powder material from the formed solid object more effectively by adding a special process when raising the mesh 114 of S809. For example, after the mesh 114 is raised and the three-dimensional object is taken out from the powder material, the main control unit 121 controls the wire motor driver 126 to perform the minute winding and unwinding of the wires 115a, 115b, 115c, and 115d at a high speed. By repeating, the three-dimensional object picked up by the mesh 114 may be vibrated. Thereby, the powder material adhering to the three-dimensional object is shaken off.

ワイヤー115a、115b、115c、115dの微小な巻き取りと繰り出しを高速で繰り返す際の巻き取り及び繰り出し量は、例えば0.1mmであるが、ユーザによって任意の値を設定可能としても良い。   The winding and feeding amount when the minute winding and feeding of the wires 115a, 115b, 115c, and 115d are repeated at a high speed is 0.1 mm, for example, but any value may be set by the user.

また、メッシュ114を上昇させる際に特別な処理を行うことによっても、立体物に付着している粉末材料を振り落すことが可能である。図11は、S809の処理の詳細を示すフローチャートである。図11に示すように、主制御部121は、ワイヤモータドライバ126を制御して、4本のワイヤーを所定高さずつ順番に上昇させる(S1101〜1104)。   Moreover, it is possible to shake off the powder material adhering to the three-dimensional object also by performing a special process when raising the mesh 114. FIG. 11 is a flowchart showing details of the processing in S809. As shown in FIG. 11, the main control unit 121 controls the wire motor driver 126 to raise the four wires in order by a predetermined height (S1101 to 1104).

S1101〜S1104の処理により、メッシュ114の4つの角が順番に上昇することになり、メッシュ114によって釣り上げられる立体物は傾きながら上昇することとなる。その結果、立体物に付着している粉末材料が振り落されることとなる。主制御部121は、メッシュ114を上昇させる高さに到達するまで、所定高さ毎のS1101〜S1104の処理を繰り返し(S1105/NO)、メッシュ114を上昇させる高さに到達したら(S1105/YES)、処理を終了する。   By the processing of S1101 to S1104, the four corners of the mesh 114 rise in order, and the three-dimensional object picked up by the mesh 114 rises while tilting. As a result, the powder material adhering to the three-dimensional object is shaken off. The main control unit 121 repeats the processing of S1101 to S1104 for each predetermined height until reaching the height at which the mesh 114 is raised (S1105 / NO), and when reaching the height at which the mesh 114 is raised (S1105 / YES) ), The process is terminated.

S1101〜S1104においてワイヤーを巻き取る長さ、即ちメッシュ114を上昇させる高さは、例えば1.0mmであるが、ユーザによる任意の値を設定可能としても良い。   The length of winding the wire in S1101 to S1104, that is, the height at which the mesh 114 is raised is, for example, 1.0 mm, but an arbitrary value may be set by the user.

図11に示すような制御は、例えば造形された立体物の重心が比較的高い場合等、立体物が安定していない場合に行うと立体物が倒れてしまう場合がある。従って、主制御部121は、造形対象の立体物の形状に応じて、図11に示す動作を適用するか否かを判断することが好ましい。例えば、主制御部121は、造形された立体物の底面の寸法を解析し、最も狭い幅の寸法が立体物の高さを下回る場合、即ち、立体物が縦に細長い形状の場合には、図11に示す動作を実行しないことが好ましい。尚、そのような条件に該当する場合に、図11に示す動作の実行可否をユーザに選択させるようにしても良い。   When the control as shown in FIG. 11 is performed when the three-dimensional object is not stable, for example, when the center of gravity of the three-dimensional object formed is relatively high, the three-dimensional object may fall down. Therefore, it is preferable that the main controller 121 determines whether to apply the operation illustrated in FIG. 11 according to the shape of the three-dimensional object to be modeled. For example, the main control unit 121 analyzes the size of the bottom surface of the three-dimensional object that has been shaped, and when the narrowest width is less than the height of the three-dimensional object, that is, when the three-dimensional object has a vertically elongated shape, It is preferable not to execute the operation shown in FIG. When such a condition is met, the user may be allowed to select whether or not to execute the operation shown in FIG.

また、図11に示すような動作を実行しない場合であっても、上述したように立体物が安定しない倒れやすい形状の場合、メッシュ114を上昇させる速度が速いと、立体物が倒れてしまう場合がある。従って、主制御部121は、S809においてメッシュ114を上昇させる際、立体物の形状を解析し、倒れやすい条件に該当する場合には上昇速度を遅くすることが好ましい。   Further, even when the operation as shown in FIG. 11 is not executed, when the solid object is in a shape that is not stable as described above and is easy to fall down, the solid object may fall if the speed of raising the mesh 114 is high. There is. Therefore, when the main control unit 121 raises the mesh 114 in step S809, it is preferable to analyze the shape of the three-dimensional object and to slow down the ascending speed when the condition is easy to fall down.

メッシュ114を上昇させる速度の制御態様としては、例えば、通常は10mm/sであり、立体物が倒れやすい条件に該当する場合には、半分の5mm/sとすることが可能である。この他、ユーザによって任意の値を設定可能としても良い。   As a control mode of the speed at which the mesh 114 is raised, for example, it is usually 10 mm / s, and can be set to 5 mm / s, which is a half when the three-dimensional object easily falls. In addition, any value may be set by the user.

また、S809の処理の時間短縮を行うため、S809においてメッシュ114を上昇させる速度を立体物の重量に反比例して設定しても良い。立体物の重量は、例えば、固着剤の吐出量と立体物の形状に応じた粉末材料の量によって求めることが可能である。また、立体物の形状に応じた粉末材料の量は、簡易的に、立体物の底面積、S804を繰り返した回数による造形ステージ111の下降量、粉末材料の比重の積によって求めることが可能である。   In order to shorten the processing time of S809, the speed at which the mesh 114 is raised in S809 may be set in inverse proportion to the weight of the three-dimensional object. The weight of the three-dimensional object can be determined by, for example, the amount of the powder material corresponding to the discharge amount of the fixing agent and the shape of the three-dimensional object. In addition, the amount of the powder material according to the shape of the three-dimensional object can be easily determined by the product of the bottom area of the three-dimensional object, the descending amount of the modeling stage 111 by the number of times S804 is repeated, and the specific gravity of the powder material. is there.

S809においてメッシュ114を上昇させる速度を立体物の重量に反比例させる制御については、その要否をユーザに確認するようにしても良い。例えば、立体物の重量が所定の閾値よりも重い場合、メッシュ114を上昇させる速度を遅くするか否かをユーザに選択させるようにすることが出来る。   About control which makes the speed which raises the mesh 114 in S809 inversely proportional to the weight of a solid thing, you may make it confirm the necessity for a user. For example, when the weight of the three-dimensional object is heavier than a predetermined threshold value, the user can select whether or not to slow down the mesh 114.

また、立体物の重量がある程度重い場合、ワイヤモータ130のトルクによってはメッシュ114を上昇させることが出来ない場合がある。そのような場合、S809の処理として、造形ステージ111の上昇と下降とを繰り返すことにより、粉末材料から立体物を取り出すことが可能となる。そのような例について説明する。   In addition, when the weight of the three-dimensional object is somewhat heavy, the mesh 114 may not be raised depending on the torque of the wire motor 130. In such a case, as the process of S809, it is possible to take out a three-dimensional object from the powder material by repeatedly raising and lowering the modeling stage 111. Such an example will be described.

図12は、造形ステージ111の上昇を利用することによりメッシュ114を上昇させる場合の動作を示すフローチャートである。図12に示すように、主制御部121は、まず、粉末供給部ドライバ123及びワイヤモータドライバ126を制御し、造形ステージ111及びメッシュ114を所定高さ上昇させる(S1201)。S1201における上昇量は、例えば1.0mmである。   FIG. 12 is a flowchart showing the operation when the mesh 114 is raised by using the rise of the modeling stage 111. As shown in FIG. 12, the main control unit 121 first controls the powder supply unit driver 123 and the wire motor driver 126 to raise the modeling stage 111 and the mesh 114 by a predetermined height (S1201). The amount of increase in S1201 is, for example, 1.0 mm.

続いて、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123を制御し、造形ステージ111を所定高さ加工させる(S1202)。S1202における下降量は、S1201と同様である。これにより、メッシュ114が造形ステージ111から所定高さ分上昇されることとなる。主制御部121は、メッシュ114を上昇させる必要のある高さ分、S1201からの処理を繰り返し(S1203/NO)、必要な高さ分の上昇を完了したら(S1203/YES)、処理を終了する。   Subsequently, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to process the modeling stage 111 to a predetermined height (S1202). The descending amount in S1202 is the same as that in S1201. As a result, the mesh 114 is raised from the modeling stage 111 by a predetermined height. The main control unit 121 repeats the process from S1201 for the height that needs to raise the mesh 114 (S1203 / NO), and when the increase for the required height is completed (S1203 / YES), the process ends. .

図12の動作においては、メッシュ114を上昇させることによって立体物を釣り上げるのではなく、造形ステージ111の上昇によって立体物を上昇させ、その状態でメッシュ114により立体物を指示した上で、造形ステージ111を下降させる。これを繰り返すことによってメッシュ114を造形ステージ111から話、粉末材料の中から立体物が取り出される。このような処理により、ワイヤモータ130のトルク不足によって立体物を釣り上げることが出来ない場合であっても、粉末材料中から立体物を取り出すことが可能となる。   In the operation of FIG. 12, the three-dimensional object is not lifted by raising the mesh 114, but the three-dimensional object is raised by raising the modeling stage 111, and the three-dimensional object is instructed by the mesh 114 in that state, and then the modeling stage 111 is lowered. By repeating this, the mesh 114 is spoken from the modeling stage 111, and a three-dimensional object is taken out from the powder material. By such a process, even when the three-dimensional object cannot be picked up due to insufficient torque of the wire motor 130, the three-dimensional object can be taken out from the powder material.

また、上記実施形態においては、図8のS801〜S803によって説明したように、メッシュ114を粉末材料中に埋めるために、通常の粉末材料の供給動作を繰り返す場合を例として説明した。この他、迅速に処理を終了するための簡易的な方法を用いることも可能である。そのような場合について説明する。   Moreover, in the said embodiment, as demonstrated by S801-S803 of FIG. 8, in order to embed the mesh 114 in a powder material, the case where the supply operation | movement of a normal powder material was repeated was demonstrated as an example. In addition, a simple method for quickly ending the process can be used. Such a case will be described.

図13は、図8においてはS801〜S803によって実行されるメッシュ114を粉末材料中に埋める処理を簡易的に実行する場合の動作を示すフローチャートである。図13に示すように、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123及びワイヤモータドライバ126を制御し、造形ステージ111及びメッシュ114の高さ調整を行う(S1301)。S1301において、主制御部121は、メッシュ114を埋めるために必要な粉末材料の高さ分、即ち、図8のS803における所定高さ分、造形ステージ111及びメッシュ114を加工させる。   FIG. 13 is a flowchart showing an operation in a case where the process of filling the mesh 114 in S801 to S803 in FIG. 8 is simply executed. As shown in FIG. 13, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 and the wire motor driver 126 to adjust the height of the modeling stage 111 and the mesh 114 (S1301). In S1301, the main control unit 121 causes the modeling stage 111 and the mesh 114 to be processed by the height of the powder material necessary for filling the mesh 114, that is, the predetermined height in S803 of FIG.

高さ調整を完了すると、主制御部121は、造形ステージ111が下降することによって設けられた空間に所定量の粉末材料が供給されるまで待機する(S1302)。そして、所定量の粉末材料が供給されると、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123を制御することにより、造形ステージ111を振動させる(S1303)。この処理により、造形ステージ111及びメッシュ114じょうに供給された粉末材料が平坦にならされることとなる。   When the height adjustment is completed, the main control unit 121 waits until a predetermined amount of powder material is supplied to the space provided when the modeling stage 111 is lowered (S1302). When a predetermined amount of powder material is supplied, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to vibrate the modeling stage 111 (S1303). By this process, the powder material supplied to the modeling stage 111 and the mesh 114 is leveled.

その後、主制御部121は、粉末供給部ドライバ123を制御することにより、リコーター113の回転を開始させて移動させ、造形ステージ111及びメッシュ114上の粉末材料を更に平坦に整えて(S1304)、処理を終了する。このような処理により、図8のS801〜S803の処理を繰り返すよりも迅速に処理を終了することが可能となる。   Thereafter, the main control unit 121 controls the powder supply unit driver 123 to start and move the recoater 113, and arranges the powder material on the modeling stage 111 and the mesh 114 further flat (S1304). End the process. By such processing, it becomes possible to finish the processing more quickly than repeating the processing of S801 to S803 of FIG.

また、上記実施形態においては、造形ステージ111を上昇若しくは下降させる際、メッシュ114についてもワイヤモータドライバ126を制御して上昇、下降させる場合を例として説明した。これは造形ステージ111の高さとメッシュ114の高さとを合わせるための制御である。積極的にワイヤモータドライバ126の制御を行う場合の他、ワイヤー115a、115b、115c、115dがワイヤモータ130に対して解放された状態としておき、造形ステージ111が上昇、若しくは下降することにより、造形ステージ111に従って上昇、下降するようにしても良い。   Moreover, in the said embodiment, when raising / lowering the modeling stage 111, the case where the mesh 114 was also raised / lowered by controlling the wire motor driver 126 was demonstrated as an example. This is control for matching the height of the modeling stage 111 with the height of the mesh 114. In addition to the case where the wire motor driver 126 is positively controlled, the wire 115a, 115b, 115c, 115d is set in a released state with respect to the wire motor 130, and the modeling stage 111 is moved up or down, thereby forming the modeling. It may be raised and lowered according to the stage 111.

また、3Dプリンタ1は、造形ステージ111を上昇、下降させるモータ、供給ステージ112を上昇、下降させるモータ、アーム102を移動させるモータ、ワイヤモータ130等、複数のモータを含む。夫々のモータは、図7において説明した夫々のドライバによって制御されるが、不具合によりモータの駆動制御が不可能となる場合がある。   The 3D printer 1 includes a plurality of motors such as a motor that raises and lowers the modeling stage 111, a motor that raises and lowers the supply stage 112, a motor that moves the arm 102, and a wire motor 130. Each motor is controlled by the respective driver described with reference to FIG. 7, but there are cases where the drive control of the motor becomes impossible due to a problem.

主制御部121は、図8に示す動作を実行する場合において、いずれかのモータの駆動制御が不具合により失敗した場合、主制御部121は、駆動制御に失敗したモータの駆動制御を500msごとに所定回数繰り返し、動作が確認でき次第、以降の動作を実行する。これにより、一時的な不具合から迅速に復帰することが可能である。500msごとに繰り返す回数は、例えば3回であるが、ユーザにより任意の回数を設定可能としても良い。   When the main control unit 121 executes the operation shown in FIG. 8 and the drive control of any motor fails due to a malfunction, the main control unit 121 performs the drive control of the motor that failed the drive control every 500 ms. The operation is repeated a predetermined number of times, and the subsequent operation is executed as soon as the operation is confirmed. Thereby, it is possible to quickly recover from a temporary malfunction. The number of repetitions every 500 ms is three, for example, but an arbitrary number may be set by the user.

他方、500msごとの駆動制御を所定回数繰り返しても動作が確認できない場合、実行中の造形動作を停止し、ユーザにエラー通知を行うことが好ましい。この際、動作が確認できないモータがワイヤモータ130である場合、図12において説明した動作により、メッシュ114を上昇させることが可能となる。   On the other hand, if the operation cannot be confirmed even after repeating the drive control every 500 ms a predetermined number of times, it is preferable to stop the modeling operation being performed and notify the user of an error. At this time, when the motor whose operation cannot be confirmed is the wire motor 130, the mesh 114 can be raised by the operation described in FIG.

10 CPU
20 RAM
30 ROM
40 HDD
50 I/F
60 LCD
70 操作部
80 バス
100 コントローラ
101 IJヘッド
102 アーム
110 粉末供給部
111 造形ステージ
112 供給ステージ
113 リコーター
114 メッシュ
115a、115b、115c、115d ワイヤー
116a、116b、116c、116d 滑車
120 コントローラ
121 主制御部
122 ネットワーク制御部
123 粉末供給部ドライバ
124 IJヘッドドライバ
125 アームドライバ
126 ワイヤモータドライバ
130 ワイヤモータ
10 CPU
20 RAM
30 ROM
40 HDD
50 I / F
60 LCD
70 Operation unit 80 Bus 100 Controller 101 IJ head 102 Arm 110 Powder supply unit 111 Modeling stage 112 Supply stage 113 Recoater 114 Mesh 115a, 115b, 115c, 115d Wire 116a, 116b, 116c, 116d Pulley 120 Controller 121 Main control unit 122 Network Control unit 123 Powder supply unit driver 124 IJ head driver 125 Arm driver 126 Wire motor driver 130 Wire motor

特開2004−291625号公報JP 2004-291625 A 特開2013−184405号公報JP 2013-184405 A

Claims (10)

平面状の粉末材料を鉛直方向に堆積させるように供給すると共に、前記粉末材料を凝固させるための凝固液を、供給された前記粉末材料に対して吐出して前記粉末材料を凝固させて成形材の層を積層することにより立体物を造形する立体造形装置であって、
前記粉末材料が平面状に供給される造形ステージと、
前記立体物を形成するための粉末材料が供給される前に前記造形ステージ上に配置され、凝固していない状態の前記粉末材料が通過可能な開口部が設けられた釣り上げ部材とを含み、
前記成形材の層が積層されて立体物が形成された後、前記釣り上げ部材が前記造形ステージから離されることにより、凝固していない状態の粉末材料内部に埋没した状態の前記立体物が取り出されることを特徴とする立体造形装置。
A flat powder material is supplied so as to be deposited in a vertical direction, and a coagulating liquid for solidifying the powder material is discharged onto the supplied powder material to solidify the powder material, thereby forming a molding material. A three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional object by laminating layers of
A modeling stage in which the powder material is supplied in a planar shape,
A lifting member disposed on the modeling stage before the powder material for forming the three-dimensional object is supplied and provided with an opening through which the powder material in an unsolidified state can pass;
After the layer of the molding material is laminated to form a three-dimensional object, the three-dimensional object in a state of being buried in the powder material in a non-solidified state is taken out by separating the lifting member from the modeling stage. The three-dimensional modeling apparatus characterized by this.
前記釣り上げ部材が埋没する程度の前記粉末材料が前記造形ステージ上に供給された後、前記立体物を形成するための粉末材料の供給が開始されることを特徴とする請求項1に記載の立体造形装置。   The three-dimensional object according to claim 1, wherein supply of the powder material for forming the three-dimensional object is started after the powder material to the extent that the fishing member is buried is supplied onto the modeling stage. Modeling equipment. 前記釣り上げ部材が埋没する程度の前記粉末材料が前記造形ステージ上に供給された後、前記造形ステージが振動することによって前記釣り上げ部材が前記粉末材料に埋没することを特徴とする請求項2に記載の立体造形装置。   3. The fishing material is buried in the powder material by virtue of the vibration of the modeling stage after the powder material to the extent that the fishing member is buried is supplied onto the modeling stage. 3D modeling equipment. 前記造形ステージと隣接して配置され、前記造形ステージに供給される粉末材料が収容される収容部及び前記収容部に収容されている粉末材料を前記造形ステージ側に供給する供給部を含み、
前記釣り上げ部材が埋没する程度の前記粉末材料が前記造形ステージ上に供給された後、前記供給部が駆動することによって前記造形ステージ上に供給された前記粉末材料が整えられることを特徴とする請求項2または3に記載の立体造形装置。
A housing part that is arranged adjacent to the modeling stage and that accommodates the powder material supplied to the modeling stage and a supply part that supplies the powder material stored in the housing part to the modeling stage side;
The powder material supplied onto the modeling stage is prepared by driving the supply unit after the powder material to the extent that the fishing member is buried is supplied onto the modeling stage. Item 4. The three-dimensional modeling apparatus according to Item 2 or 3.
前記釣り上げ部材は、複数の綱状部材によって釣り上げられることにより前記造形ステージから離され、複数の前記綱状部材夫々を順番に巻き上げることによって前記釣り上げ部材が釣り上げられることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の立体造形装置。   The said fishing member is separated from the said modeling stage by being picked up by the some rope-shaped member, and the said fishing member is picked up by winding up each of the said some rope-like members in order. 4. The three-dimensional modeling apparatus according to any one of 4 above. 前記釣り上げ部材は、前記造形ステージから離された後に振動することを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載の立体造形装置。   The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the fishing member vibrates after being separated from the modeling stage. 前記釣り上げ部材は、前記立体物が形成された後、形成された立体物の高さ以上、前記造形ステージから離されることを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項に記載の立体造形装置。   The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein after the three-dimensional object is formed, the fishing member is separated from the modeling stage by a height of the formed three-dimensional object or more. . 前記釣り上げ部材は、形成された立体物の形状に応じた速度で前記造形ステージから離されることを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項に記載の立体造形装置。   The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the fishing member is separated from the modeling stage at a speed according to a shape of the three-dimensional object formed. 平面状の粉末材料を鉛直方向に堆積させるように供給すると共に、前記粉末材料を凝固させるための凝固液を、供給された前記粉末材料に対して吐出して前記粉末材料を凝固させて成形材の層を積層することにより立体物を造形する立体造形装置の制御方法であって、
凝固していない状態の前記粉末材料が通過可能な開口部が設けられた釣り上げ部材を、前記立体物を形成するための粉末材料が供給される前に、前記立体物が形成される造形ステージ上に配置し、
前記粉末材料の供給及び前記凝固液の吐出を繰り返して前記立体物を形成し、
前記立体物が形成された後、前記釣り上げ部材を前記造形ステージから離すことにより、凝固していない状態の粉末材料内部に埋没した状態の前記立体物を取り出すことを特徴とする立体造形装置の制御方法。
A flat powder material is supplied so as to be deposited in a vertical direction, and a coagulating liquid for solidifying the powder material is discharged onto the supplied powder material to solidify the powder material, thereby forming a molding material. A method for controlling a three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional object by laminating layers of
On the modeling stage on which the three-dimensional object is formed before the powder material for forming the three-dimensional object is supplied to the fishing member provided with an opening through which the powder material in a non-solidified state can pass. Placed in
Repeat the supply of the powder material and the discharge of the coagulation liquid to form the three-dimensional object,
After the three-dimensional object is formed, the three-dimensional object is removed from the modeling stage to take out the three-dimensional object embedded in the powder material that is not solidified. Method.
平面状の粉末材料を鉛直方向に堆積させるように供給すると共に、前記粉末材料を凝固させるための凝固液を、供給された前記粉末材料に対して吐出して前記粉末材料を凝固させて成形材の層を積層することにより立体物を造形する立体物の製造方法であって、
凝固していない状態の前記粉末材料が通過可能な開口部が設けられた釣り上げ部材を、前記立体物を形成するための粉末材料が供給される前に、前記立体物が形成される造形ステージ上に配置し、
前記粉末材料の供給及び前記凝固液の吐出を繰り返して前記立体物を形成し、
前記立体物が形成された後、前記釣り上げ部材を前記造形ステージから離すことにより、凝固していない状態の粉末材料内部に埋没した状態の前記立体物を取り出すことを特徴とする立体物の製造方法。
A flat powder material is supplied so as to be deposited in a vertical direction, and a coagulating liquid for solidifying the powder material is discharged onto the supplied powder material to solidify the powder material, thereby forming a molding material. It is a manufacturing method of a three-dimensional object that forms a three-dimensional object by laminating layers of
On the modeling stage on which the three-dimensional object is formed before the powder material for forming the three-dimensional object is supplied to the fishing member provided with an opening through which the powder material in a non-solidified state can pass. Placed in
Repeat the supply of the powder material and the discharge of the coagulation liquid to form the three-dimensional object,
After the three-dimensional object is formed, the three-dimensional object embedded in the powder material in a non-solidified state is taken out by separating the fishing member from the modeling stage. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021074976A (en) * 2019-11-11 2021-05-20 ダイハツ工業株式会社 Laminate molding method
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