JP2016141129A - Three-dimensional shaping apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus.
従来から、所定の断面形状の樹脂材料を順次積層し、樹脂材料を硬化させることによって3次元造形物を造形する3次元造形装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a three-dimensional modeling apparatus that forms a three-dimensional model by sequentially laminating resin materials having a predetermined cross-sectional shape and curing the resin material is known.
この種の3次元造形装置として、例えば、引用文献1に示すように、樹脂材料を吐出するノズルを備えた造形ヘッドと、吐出された樹脂材料を保持するステージとを備えた3次元造形装置が知られている。ノズルから樹脂材料が吐出されることによって、ステージ上に3次元造形物が造形される。また、引用文献2に示すように、液体の光硬化性樹脂を収容する槽と、槽の下方に配置された光を照射する光源と、槽の上方に配置された昇降自在なステージと、を備えた3次元造形装置が知られている。槽内に収容された液体の光硬化性樹脂に光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させることによってステージの下面に3次元造形物が造形される。 As this type of three-dimensional modeling apparatus, for example, as shown in the cited document 1, a three-dimensional modeling apparatus including a modeling head including a nozzle that discharges a resin material and a stage that holds the discharged resin material is used. Are known. By discharging the resin material from the nozzle, a three-dimensional structure is formed on the stage. Further, as shown in the cited document 2, a tank containing a liquid photocurable resin, a light source for irradiating light disposed below the tank, and a vertically movable stage disposed above the tank, A three-dimensional modeling apparatus provided is known. A three-dimensional structure is formed on the lower surface of the stage by irradiating light to the liquid photocurable resin accommodated in the tank and curing the photocurable resin.
ところで、3次元造形物の造形が完了した後には、ステージから3次元造形物を取り外す。完成した3次元造形物は、ステージに固着している。このため、3次元造形物を引っ張ったり、3次元造形物とステージとの間にヘラを差し込んだりすることによって、3次元造形物をステージから引きはがさなければならない。しかし、3次元造形物を引っ張ることによって、3次元造形物をステージから引きはがす場合には、3次元造形物に引っ張り力が加わるため、3次元造形物が変形したり破損したりする虞がある。また、3次元造形物とステージとの間にヘラを差し込むことによって、3次元造形物をステージから引きはがす場合には、3次元造形物のうち、ヘラを差し込んだ部分にのみ力が加わるため、該部分が変形したり破損したりする虞がある。特に、3次元造形物とステージとの接触面積が大きいほど、3次元造形物をステージから引きはがす力が大きくなり、上記変形や破損の虞が高くなる。 By the way, after the modeling of the three-dimensional structure is completed, the three-dimensional structure is removed from the stage. The completed three-dimensional structure is fixed to the stage. For this reason, the three-dimensional structure must be removed from the stage by pulling the three-dimensional structure or inserting a spatula between the three-dimensional structure and the stage. However, when the three-dimensional structure is pulled off from the stage by pulling the three-dimensional structure, a pulling force is applied to the three-dimensional structure, and the three-dimensional structure may be deformed or damaged. . In addition, by inserting a spatula between the three-dimensional structure and the stage, when the three-dimensional structure is peeled off from the stage, a force is applied only to the portion where the spatula is inserted in the three-dimensional structure, There is a risk that the portion may be deformed or damaged. In particular, the larger the contact area between the three-dimensional structure and the stage, the greater the force for peeling the three-dimensional structure from the stage, and the higher the risk of deformation and damage.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、3次元造形物をステージから取り外す際に、3次元造形物の変形や破損を防止すると共に、3次元造形物をステージから容易に取り外すことができる3次元造形装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such points, and its purpose is to prevent deformation and breakage of the three-dimensional structure when removing the three-dimensional structure from the stage, and to easily remove the three-dimensional structure from the stage. It is to provide a three-dimensional modeling apparatus that can be removed.
本発明に係る3次元造形装置は、樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより3次元造形物を造形する3次元造形装置であって、樹脂材料を吐出するノズルを備えた造形ヘッドと、前記造形ヘッドの下方に配置され、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持されるステージと、を備え、前記ステージは、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持される第1造形面を備えた第1部材と、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持され、平面視において前記第1造形面と隣り合う第2造形面を備えた第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とに連結された第3部材と、を備え、前記第1造形面および前記第2造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記ノズルから前記第1造形面および前記第2造形面に前記樹脂材料が吐出され、前記第3部材は、前記第2部材を下方に移動させ、前記第2造形面を前記第1造形面より下方に配置させ、かつ、前記第2部材を上方に移動させ、前記第1造形面を前記第2造形面より下方に配置させるように構成されている。 A three-dimensional modeling apparatus according to the present invention is a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure by sequentially curing a resin material and sequentially laminating resins having a predetermined cross-sectional shape, and includes a nozzle that discharges the resin material. And a stage that is disposed below the modeling head and holds the resin material discharged from the nozzle. The stage holds the resin material discharged from the nozzle. A first member having a first modeling surface, a second member having a second modeling surface that holds the resin material discharged from the nozzle and is adjacent to the first modeling surface in plan view, and A first member and a third member coupled to the second member, and when the vertical position of the first modeling surface and the second modeling surface is the same, the first modeling from the nozzle Surface and the second structure The resin material is discharged onto a surface, the third member moves the second member downward, places the second modeling surface below the first modeling surface, and moves the second member upward And the first modeling surface is arranged below the second modeling surface.
本発明に係る3次元造形装置によれば、第3部材は、第2部材を下方に移動させ、第2造形面を第1造形面より下方に配置させるように構成されている。このため、第1造形面および第2造形面に形成された3次元造形物には、第2造形面から下方に向く方向の力が加えられる。このとき、3次元造形物は、第1造形面によって下方への移動が規制される。このため、第2造形面のみが下方に移動し、3次元造形物は、第2造形面から引きはがれる。一方、第3部材は、第2部材を上方に移動させ、第1造形面を第2造形面より下方に配置させるように構成されている。このため、第1造形面および第2造形面に形成された3次元造形物には、第2造形面から上方に向く方向の力が加えられる。このため、3次元造形物は、第2造形面と共に上方に移動し、3次元造形物は、第1造形面から引きはがれる。このように、3次元造形物が第1造形面および第2造形面から引きはがされるときには、第1造形面および第2造形面から3次元造形物にそれぞれ均一の力が加わるため、3次元造形物の変形や破損を防止することができる。また、第2部材を上下方向に移動させることによって、容易に3次元造形物を第1造形面および第2造形面から引きはがすことができる。なお、3次元造形物の造形は、ステージの第1造形面と第2造形面とが面一のときに行われる。即ち、第1造形面と第2造形面との上下方向の位置が同じであるとき、ノズルから第1造形面および第2造形面に樹脂材料が吐出される。このため、樹脂材料が吐出されるステージの表面に凹凸があることによって、造形しようとする3次元造形物が部分的にずれてしまうといった不具合の発生を防止することができる。 According to the three-dimensional modeling apparatus according to the present invention, the third member is configured to move the second member downward and dispose the second modeling surface below the first modeling surface. For this reason, a force in a direction facing downward from the second modeling surface is applied to the three-dimensional modeling object formed on the first modeling surface and the second modeling surface. At this time, the downward movement of the three-dimensional structure is regulated by the first modeling surface. For this reason, only the second modeling surface moves downward, and the three-dimensional modeling object is peeled off from the second modeling surface. On the other hand, the third member is configured to move the second member upward and to dispose the first modeling surface below the second modeling surface. For this reason, a force in a direction directed upward from the second modeling surface is applied to the three-dimensional modeling object formed on the first modeling surface and the second modeling surface. For this reason, the three-dimensional structure moves upward together with the second modeling surface, and the three-dimensional structure is peeled off from the first modeling surface. Thus, when the three-dimensional structure is peeled off from the first modeling surface and the second modeling surface, a uniform force is applied to the three-dimensional structure from the first modeling surface and the second modeling surface, respectively. The deformation and breakage of the three-dimensional structure can be prevented. Further, the three-dimensional structure can be easily peeled off from the first modeling surface and the second modeling surface by moving the second member in the vertical direction. Note that the modeling of the three-dimensional model is performed when the first modeling surface and the second modeling surface of the stage are flush with each other. That is, when the vertical positions of the first modeling surface and the second modeling surface are the same, the resin material is discharged from the nozzle to the first modeling surface and the second modeling surface. For this reason, when the surface of the stage where the resin material is discharged is uneven, it is possible to prevent a problem that the three-dimensional structure to be modeled is partially displaced.
本発明に係る3次元造形装置は、光硬化性樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより3次元造形物を造形する3次元造形装置であって、光硬化性樹脂を収容する槽と、前記槽が載置され、前記光硬化性樹脂に照射する光を通過させる光通過部を有する台と、前記台の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光通過部を通じて前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、前記槽の上方において昇降自在に設けられ、下降したときに前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、上昇するときに、前記光が照射されて硬化した前記光硬化性樹脂を吊り上げるステージと、を備え、前記ステージは、前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持される第1造形面を備えた第1部材と、前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持され、底面視において前記第1造形面と隣り合う第2造形面を備えた第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とに連結された第3部材と、を備え、前記ステージは、前記第1造形面および前記第2造形面の上下方向の位置が同じであるときに、前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、前記第3部材は、前記第2部材を下方に移動させ、前記第2造形面を前記第1造形面より下方に配置させ、かつ、前記第2部材を上方に移動させ、前記第1造形面を前記第2造形面より下方に配置させるように構成されている。 A three-dimensional modeling apparatus according to the present invention is a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure by curing a photocurable resin material and sequentially laminating a resin having a predetermined cross-sectional shape. A tank that houses the tank, a stage having the light passing part through which the light is irradiated to the photocurable resin, and a light source that emits light is disposed below the stage. An optical device that irradiates the photocurable resin in the tank with light from the light source through the light passage part, and a photocurable resin in the tank that is provided so as to be movable up and down above the tank and descends. And a stage for lifting the photocurable resin cured by being irradiated with the light when it is raised, and the stage holds the cured photocurable resin. A first member comprising: and the curing And a third member connected to the first member and the second member, the second member having a second modeling surface that is adjacent to the first modeling surface in a bottom view. And when the vertical position of the first modeling surface and the second modeling surface is the same, the stage is immersed in a photocurable resin in the tank, and the third member is The second member is moved downward, the second modeling surface is disposed below the first modeling surface, the second member is moved upward, and the first modeling surface is moved to the second modeling surface. It is comprised so that it may arrange | position below.
本発明に係る3次元造形装置によれば、3次元造形物が第1造形面および第2造形面から引きはがされるときには、第1造形面および第2造形面から3次元造形物にそれぞれ均一の力が加わるため、3次元造形物の変形や破損を防止することができる。また、第2部材を上下方向に移動させることによって、容易に3次元造形物を第1造形面および第2造形面から引きはがすことができる。 According to the 3D modeling apparatus according to the present invention, when the 3D model is peeled off from the first model surface and the second model surface, the first model surface and the second model surface are respectively changed to the 3D model. Since a uniform force is applied, deformation and breakage of the three-dimensional structure can be prevented. Further, the three-dimensional structure can be easily peeled off from the first modeling surface and the second modeling surface by moving the second member in the vertical direction.
本発明の一態様によれば、前記第1造形面は、複数の第1保持面から構成され、前記第2造形面は、複数の第2保持面から構成され、前記複数の第1保持面と前記複数の第2保持面とは、交互に配置されている。 According to an aspect of the present invention, the first modeling surface is constituted by a plurality of first holding surfaces, the second modeling surface is constituted by a plurality of second holding surfaces, and the plurality of first holding surfaces. And the plurality of second holding surfaces are alternately arranged.
上記態様によれば、3次元造形物を第1造形面および第2造形面から引きはがすときに、第1造形面および第2造形面から3次元造形物に加わる力が分散される。このため、3次元造形物の変形や破損をより確実に防止することができる。 According to the said aspect, when peeling a 3D modeling object from a 1st modeling surface and a 2nd modeling surface, the force added to a 3D modeling object from a 1st modeling surface and a 2nd modeling surface is disperse | distributed. For this reason, the deformation | transformation and damage of a three-dimensional structure can be prevented more reliably.
本発明の一態様によれば、前記第1造形面および前記第2造形面のいずれかは、複数の保持面から構成され、前記複数の保持面は、相互に隣り合わない。 According to one aspect of the present invention, either the first modeling surface or the second modeling surface is configured by a plurality of holding surfaces, and the plurality of holding surfaces are not adjacent to each other.
上記態様によれば、3次元造形物を第1造形面および第2造形面から引きはがすときに、第1造形面および第2造形面から3次元造形物に加わる力が分散される。このため、3次元造形物の変形や破損をより確実に防止することができる。 According to the said aspect, when peeling a 3D modeling object from a 1st modeling surface and a 2nd modeling surface, the force added to a 3D modeling object from a 1st modeling surface and a 2nd modeling surface is disperse | distributed. For this reason, the deformation | transformation and damage of a three-dimensional structure can be prevented more reliably.
本発明の一態様によれば、前記第1部材は、前記第1造形面と前記第1造形面の反対側に位置する第1面とを備えた第1支持部と、前記第1支持部の上方または下方に離間して配置され、前記第1支持部と対向する対向面とを備えた本体部と、を備え、前記第2部材は、前記第2造形面と前記第2造形面の反対側に位置する第2面とを備えた第2支持部を備え、前記ステージは、前記第1支持部および前記第2支持部と前記本体部との間に配置され、着脱可能なストッパを備え、前記第1造形面および前記第2造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記第1面および前記第2面の上下方向の位置は同じであり、かつ、前記ストッパは、前記第1面および前記第2面と前記対向面とに接触する。 According to an aspect of the present invention, the first member includes a first support portion including the first modeling surface and a first surface located on the opposite side of the first modeling surface, and the first support portion. And a main body portion provided with a facing surface facing the first support portion, wherein the second member includes the second modeling surface and the second modeling surface. A second support portion having a second surface located on the opposite side, and the stage is disposed between the first support portion and the second support portion and the main body portion, and has a detachable stopper. Provided, when the vertical positions of the first modeling surface and the second modeling surface are the same, the vertical positions of the first surface and the second surface are the same, and the stopper is The first surface and the second surface are in contact with the facing surface.
上記態様によれば、第1造形面と第2造形面との上下方向の位置を同じにすることが容易となる。また、ストッパは着脱可能であるため、第1造形面および第2造形面から3次元造形物を引きはがすときには、ストッパを取り外すことによって、第2部材が上方および下方に移動可能となる。 According to the said aspect, it becomes easy to make the vertical position of the 1st modeling surface and the 2nd modeling surface the same. Moreover, since the stopper is detachable, when the three-dimensional structure is to be peeled off from the first modeling surface and the second modeling surface, the second member can be moved upward and downward by removing the stopper.
本発明の一態様によれば、前記第3部材は、ねじであり、前記ねじは、前記第1部材に回転可能に固定され、前記第2部材は、前記ねじに係合する雌ねじ部を備え、前記ねじの回転に伴って上下方向に移動する。 According to an aspect of the present invention, the third member is a screw, the screw is rotatably fixed to the first member, and the second member includes a female screw portion that engages with the screw. As the screw rotates, it moves up and down.
上記態様によれば、ねじを回転させるという簡単な構成によって、第2部材を上方および下方に移動させることができる。すなわち、第1造形面と第2造形面との相対的な位置関係を容易に変更することができる。 According to the above aspect, the second member can be moved upward and downward by a simple configuration in which the screw is rotated. That is, the relative positional relationship between the first modeling surface and the second modeling surface can be easily changed.
本発明によれば、3次元造形物をステージから取り外す際に、3次元造形物の変形や破損を防止すると共に、3次元造形物をステージから容易に取り外すことができる3次元造形装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when removing a three-dimensional structure from a stage, while preventing a deformation | transformation and damage of a three-dimensional structure, the three-dimensional structure apparatus which can remove a three-dimensional structure from a stage easily is provided. be able to.
<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る3次元造形装置10は、樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより3次元造形物を造形する。以下の説明では、樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いる場合を例に説明するが、本発明の適用対象をかかる種類の樹脂材料に限定することを意図したものではない。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the three-
以下の説明において、特に断らない限り、図面中の符号Xは、X軸を示し、左右方向を表す。図面中の符号Yは、Y軸を示し、前後方向を表す。図面中の符号Zは、Z軸を示し、上下方向を表す。これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、3次元造形装置10の設置態様を何ら限定するものではない。
In the following description, unless otherwise specified, the symbol X in the drawings indicates the X axis and represents the left-right direction. The symbol Y in the drawing indicates the Y axis and indicates the front-rear direction. The symbol Z in the drawing indicates the Z axis and indicates the vertical direction. These are only directions for convenience of explanation, and do not limit the installation mode of the three-
図1に示すように、3次元造形装置10は、ハウジング20と、造形ヘッド30と、ステージ50と、カートリッジ70と、制御装置80と、移動機構90とを備えている。なお、図1において、ステージ50は簡略化して図示されている。
As shown in FIG. 1, the three-
3次元造形装置10の全体の動作は、制御装置80によって制御される。制御装置80の構成は特に限定されない。例えば、制御装置80は、コンピュータであり、中央演算処理装置(以下、CPUという)と、CPUが実行するプログラムなどを格納したROMと、RAMなどを備えていてもよい。
The overall operation of the three-
図1に示すように、ハウジング20は、右側壁20Aと、左側壁20Bと、底壁20Cと、後壁20Dと、上壁20Eとを備えている。ハウジング20には、その上側から前側に渡って開口22が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、移動機構90は、ハウジング20内に配置されている。移動機構90は、ガイドレール92と、移動部材94とを備えている。ガイドレール92は、XYZ直交座標系のX軸方向に延びる。ガイドレール92は、左右方向に延びる。ガイドレール92は、右側壁20Aと左側壁20Bとに接続されている。移動部材94は、ガイドレール92に移動自在に設けられている。移動部材94は、図示しない第1モータの駆動力を受けてX軸方向に移動する。第1モータは、制御装置80によって制御される。移動部材94は、左右方向に移動する。移動部材94には、ガイドレール96が設けられている。ガイドレール96は、XYZ直交座標系のZ軸方向に延びる。ガイドレール96は、上下方向に延びる。
As shown in FIG. 1, the moving
図1に示すように、造形ヘッド30は、ハウジング20内に配置されている。造形ヘッド30は、移動部材94に設けられている。造形ヘッド30は、ガイドレール96に移動自在に設けられている。造形ヘッド30は、本体部32と、樹脂材料を吐出するノズル34と、ヒータ36と、ローラギア38Aと、ローラギア38Bとを備えている。本体部32は、ガイドレール96に移動自在に設けられている。本体部32は、図示しない第2モータの駆動力を受けてZ軸方向に移動する。本体部32は、上下方向に移動する。ノズル34は、カートリッジ70から搬送された熱可塑性樹脂72をステージ50に吐出する。ヒータ36は、カートリッジ70から搬送された熱可塑性樹脂72に熱を加える。ヒータ36は、本体部32に取り付けられている。ヒータ36は、ノズル34より上方に配置されている。ローラギア38Aおよびローラギア38Bは、本体部32に設けられている。ローラギア38Aおよびローラギア38Bは、制御装置80によって制御される。ローラギア38Aおよびローラギア38Bは、相互に離間して配置されている。ローラギア38Aおよびローラギア38Bは、図示しない第3モータの駆動力を受けて回転する。第3モータは、制御装置80によって制御される。カートリッジ70から搬送された熱可塑性樹脂72は、ローラギア38Aとローラギア38Bとの間を通過する。ローラギア38Aおよびローラギア38Bが回転することによって、熱可塑性樹脂72は、ノズル34に搬送される。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、カートリッジ70は、ハウジング20の上壁20Eに配置されている。カートリッジ70の配置場所は、特に限定されない。カートリッジ70は、熱可塑性樹脂72を収容する。カートリッジ70は、交換可能である。
As shown in FIG. 1, the
ステージ50は、ノズル34から吐出される熱可塑性樹脂72を保持する。図1に示すように、ステージ50は、ハウジング20内に配置されている。ステージ50は、造形ヘッド30の下方に配置されている。ステージ50は、ハウジング20の底壁20Cに設けられている。ステージ50は、ハウジング20に設けられた図示しないガイドレールに移動自在に設けられている。ステージ50は、図示しない第4モータの駆動力を受けてY軸方向に移動する。ステージ50は、前後方向に移動する。第4モータは、制御装置80によって制御される。
The
図2に示すように、ステージ50は、第1部材51と、第2部材61と、第3部材68とを備えている。第3部材68は、第1部材51と第2部材61とに連結されている。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、第1部材51は、第1支持部55と本体部56とを備えている。本体部56は、第1支持部55の下方に離間して配置されている。本体部56には、第3部材68が挿入される貫通孔56Hが形成されている。第1支持部55は、第1造形面52を備えている。ノズル34(図1参照)から吐出される熱可塑性樹脂72(図1参照)は、第1造形面52に保持される。図3に示すように、第1造形面52は、複数の第1保持面53から構成されている。第1保持面53は長方形状に形成されている。ノズル34から吐出される熱可塑性樹脂72は、第1保持面53に保持される。図2に示すように、第1支持部55は、第1面54を備えている。第1面54は、第1支持部55のうち第1造形面52(第1保持面53)の反対側に位置する。本体部56は、対向面57を備えている。対向面57は、第1支持部55と対向する。対向面57は、第1面54と対向する。なお、図3中の符号Aは、第1保持面53を示す。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、第2部材61は、第2支持部65を備えている。第2支持部65には、第3部材68が挿入される雌ねじ部66が形成されている。第2支持部65は、第2造形面62を備えている。ノズル34(図1参照)から吐出される熱可塑性樹脂72(図1参照)は、第2造形面62に保持される。図3に示すように、第2造形面62は、平面視において、第1造形面52と隣り合う。第2造形面62は、複数の第2保持面63から構成されている。第2保持面63は長方形状に形成されている。ノズル34から吐出される熱可塑性樹脂72は、第2保持面63に保持される。複数の第2保持面63と複数の第1保持面53とは、交互に配置されている。図2に示すように、第2支持部65は、第2面64を備えている。第2面64は、第2支持部65のうち第2造形面62(第2保持面63)の反対側に位置する。第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであるとき、第1面54と第2面64との上下方向の位置は同じである。第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであるとき、第1面54と対向面57との距離は、第2面64と対向面57との距離と同じである。第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであるとき、ノズル34から第1造形面52および第2造形面62に熱可塑性樹脂72が吐出される。なお、図3中の符号Bは、第2保持面63を示す。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、第3部材68は、第1部材51の本体部56に取り付けられている。第3部材68は、第1部材51の本体部56に回転可能に取り付けられている。第3部材68は、図示しない第5モータの駆動力を受けて回転する。なお、第3部材68は、手動によって回転する構成であってもよい。第3部材68は、ねじである。第3部材68は、頭部68Aと脚部68Bとを備えている。第3部材68は、本体部56に形成された貫通孔56Hに挿入されている。第3部材68は、第2支持部65に形成された雌ねじ部66に挿入されている。脚部68Bは、貫通孔56Hに挿入されている。脚部68Bは、雌ねじ部66に挿入されている。脚部68Bには、固定部材68Cが取り付けられている。固定部材68Cは、本体部56に対して頭部68Aと反対方向に取り付けられている。固定部材68Cは、本体部56の対向面57に接触している。固定部材68Cは、第3部材68を本体部56に固定する。脚部68Bは、雄ねじ部68Dを備えている。雄ねじ部68Dは、脚部68Bのうち、第2支持部65に形成された雌ねじ部66に挿入される部分に形成されている。脚部68Bの雄ねじ部68Dは、第2支持部65の雌ねじ部66と噛み合っている。雄ねじ部68Dは、脚部68Bのうち、貫通孔56Hに挿入された部分には形成されていない。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、第3部材68は、第3部材68を時計回りに回転させると、第2部材61を下方に移動させるように構成されている。第2部材61は、第3部材68の回転に伴って下方に移動する。第3部材68は、第3部材68を時計回りに回転させることによって、第2造形面62を第1造形面52より下方に配置させるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、第3部材68は、第3部材68を反時計回りに回転させると、第2部材61を上方に移動させるように構成されている。第2部材61は、第3部材68の回転に伴って上方に移動する。第3部材68は、第3部材68を反時計回りに回転させることによって、第1造形面52を第2造形面62より下方に配置させるように構成されている。なお、第3部材68は、第3部材68を時計回りに回転させるときに第2部材61を上方に移動させ、かつ、第3部材68を反時計回りに回転させるときに第2部材61を下方に移動させてもよい。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、ステージ50は、ストッパ85を備えている。ストッパ85は、第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間に配置されている。ストッパ85は、着脱可能である。図7に示すように、ストッパ85は、中央壁85Cと、右側壁85Rと、左側壁85Lとを備えている。中央壁85Cは、X軸方向に延びる。右側壁85Rおよび左側壁85Lは、Y軸方向に延びる。中央壁85Cは、右側壁85Rと左側壁85Lとに接続されている。中央壁85C、右側壁85Rおよび左側壁85LのZ軸方向の長さは、相互に同じである。図6に示すように、第1造形面52および第2造形面62の上下方向の位置が同じであるとき、ストッパ85は、第1面54および第2面64と対向面57とに接触する。即ち、中央壁85C、右側壁85Rおよび左側壁85Lは、第1面54および第2面64と対向面57とに接触する。
As shown in FIG. 6, the
次に、本実施形態の3次元造形装置10の動作の一例を説明する。まず、図6に示すように、第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間にストッパ85を配置する。第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間にストッパ85を配置できないような状態、即ちステージ50が図4に示すような状態である場合には、第3部材68を反時計回りに回転させることによって、第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間にストッパ85を配置する。そして、第3部材68を時計周りに回転させることによって、ストッパ85を、第1面54および第2面64と対向面57とに接触させる。これにより、第1造形面52および第2造形面62の上下方向の位置が同じになる。
Next, an example of operation | movement of the three-
図8に示すように、第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであるとき、ノズル34(図1参照)から第1造形面52および第2造形面62に熱可塑性樹脂72(図1参照)が吐出され、第1造形面52および第2造形面62上に3次元造形物75が造形される。3次元造形物75は、第1造形面52および第2造形面62に固着している。3次元造形物75の造形が終了した後、ストッパ85をステージ50から取り外す。なお、第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであれば、ストッパ85をステージ50から取り外した状態で、ノズル34から第1造形面52および第2造形面62に熱可塑性樹脂72を吐出してもよい。
As shown in FIG. 8, when the vertical positions of the
図9に示すように、第3部材68を時計回りに回転させると、第3部材68は、第2部材61を下方に移動させる。このとき、3次元造形物75には、第2造形面62から下方に向く方向の力が加えられるが、3次元造形物75は、第1造形面52によって下方への移動が規制される。このため、第2造形面62のみが下方に移動し、3次元造形物75は、第2造形面62から引きはがされる。
As shown in FIG. 9, when the
次に、図10に示すように、第3部材68を反時計回りに回転させると、第3部材68は、第2部材61を上方に移動させる。このとき、3次元造形物75には、第2造形面62から上方に向く方向の力が加えられる。このため、3次元造形物75は、第2造形面62と共に上方に移動し、3次元造形物75は、第1造形面52から引きはがされる。
Next, as shown in FIG. 10, when the
なお、上述の実施形態では、まず、第3部材68を時計回りに回転させることによって、3次元造形物75を第2造形面62から引きはがし、次に、第3部材68を反時計回りに回転させることによって、3次元造形物75を第1造形面52から引きはがしているが、これに限定されない。即ち、まず、第3部材68を反時計回りに回転させることによって、3次元造形物75を第1造形面52から引きはがし、次に、第3部材68を時計回りに回転させることによって、3次元造形物75を第2造形面62から引きはがしてもよい。
In the above-described embodiment, first, the
以上のように、3次元造形装置10によれば、図9に示すように、第3部材68は、第2部材61を下方に移動させ、第2造形面62を第1造形面52より下方に配置させるように構成されている。このため、第1造形面52および第2造形面62に形成された3次元造形物75には、第2造形面62から下方に向く方向の力が加えられる。このとき、3次元造形物75は、第1造形面52によって下方への移動が規制される。このため、第2造形面62のみが下方に移動し、3次元造形物75は、第2造形面62から引きはがれる。一方、図10に示すように、第3部材68は、第2部材61を上方に移動させ、第1造形面52を第2造形面62より下方に配置させるように構成されている。このため、第1造形面52および第2造形面62に形成された3次元造形物75には、第2造形面62から上方に向く方向の力が加えられる。このため、3次元造形物75は、第2造形面62と共に上方に移動し、3次元造形物75は、第1造形面52から引きはがれる。このように、3次元造形物75が第1造形面52および第2造形面62から引きはがされるときには、第1造形面52および第2造形面62から3次元造形物にそれぞれ均一の力が加わるため、3次元造形物75の変形や破損を防止することができる。また、第2部材61を上下方向に移動させることによって、容易に3次元造形物75を第1造形面52および第2造形面62から引きはがすことができる。なお、3次元造形物75の造形は、ステージ50の第1造形面52と第2造形面62とが面一のときに行われる。即ち、第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであるとき、ノズル34から第1造形面52および第2造形面62に熱可塑性樹脂72が吐出される。このため、熱可塑性樹脂72が吐出されるステージ50の表面に凹凸があることによって、造形しようとする3次元造形物75が部分的にずれてしまうといった不具合の発生を防止することができる。
As described above, according to the three-
本実施形態の3次元造形装置10によれば、図3に示すように、複数の第1保持面53と複数の第2保持面63とは、交互に配置されている。これにより、3次元造形物75を第1造形面52および第2造形面62から引きはがすときに、第1造形面52および第2造形面62から3次元造形物75に加わる力が分散される。このため、3次元造形物75の変形や破損をより確実に防止することができる。
According to the three-
本実施形態の3次元造形装置10によれば、図6に示すように、第1造形面52および第2造形面62の上下方向の位置が同じであるとき、第1面54および第2面64の上下方向の位置は同じであり、かつ、ストッパ85は、第1面54および第2面64と対向面57とに接触する。このように、ストッパ85を第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間に配置することによって、第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置を同じにすることが容易となる。また、ストッパ85は着脱可能であるため、第1造形面52および第2造形面62から3次元造形物75を引きはがすときには、ストッパ85を取り外すことによって、第2部材61が上方および下方に移動可能となる。
According to the three-
本実施形態の3次元造形装置10によれば、図2に示すように、第3部材68は、ねじであり、第2部材61は、第3部材68の回転に伴って上下方向に移動する。このように、ねじを回転させるという簡単な構成によって、第2部材61を上方および下方に移動させることができる。すなわち、第1造形面52と第2造形面62との相対的な位置関係を容易に変更することができる。
According to the three-
<第2実施形態>
上述の第1実施形態では、樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いる場合を例に説明したが、本実施形態では液体の光硬化性樹脂を用いる場合を例に説明する。図11に示すように、3次元造形装置110は、台111と、槽112と、ステージ50と、光学装置114と、ケース125と、制御装置80とを備えている。
Second Embodiment
In the first embodiment, the case where a thermoplastic resin is used as the resin material has been described as an example. However, in the present embodiment, a case where a liquid photocurable resin is used will be described as an example. As shown in FIG. 11, the three-
図11に示すように、台111は、ケース125に支持されている。台111には、開口121が形成されている。開口121は、光硬化性樹脂123に照射する光を通過させる部位である。開口121の形状は特に限定されない。開口121は、例えば、平面視において矩形状に形成されている。
As shown in FIG. 11, the
図11に示すように、槽112は、液体の光硬化性樹脂123を収容する。槽112は、台111上に載置される。槽112は、台111に取り付け可能に配置されている。槽112は、例えば、平面視において矩形状に形成された容器である。槽112は、台111に載置された状態において、台111の開口121を覆う。槽112は、平面視で台111の開口121と重なる。槽112は、光を透過させることのできる材料、例えば透明な樹脂材料によって成形されている。透明な樹脂材料として、例えばアクリル樹脂が挙げられる。
As shown in FIG. 11, the
図11に示すように、ステージ50は、槽112の上方に配置されている。ステージ50は、台111の開口121の上方に配置されている。ステージ50は、昇降自在な部材である。ステージ50は、光学装置114のプロジェクタ131からの光が照射されることによって硬化した光硬化性樹脂123を槽112から引き上げる。ステージ50は、下降したときに槽112内の光硬化性樹脂123に浸漬するように構成されている。ステージ50は、上昇するときに、光が照射されて硬化した光硬化性樹脂123を吊り上げるように構成されている。
As shown in FIG. 11, the
図11に示すように、台111には、上下方向に延びた支柱141が設けられている。支柱141の前方には、スライダ142が取り付けられている。スライダ142は、支柱141に沿って昇降自在であり、モータ143によって上方または下方に移動する。ステージ50は、スライダ142に取り付けられている。図11に示すように、ステージ50は、モータ143によって上方または下方に移動する。支柱141は、スライダ142を介して、ステージ50を昇降自在に間接的に支持している。ただし、支柱141はステージ50を直接的に支持していてもよい。
As shown in FIG. 11, the
図12に示すように、ステージ50の第1部材51は、スライダ142に取り付けられている。第1部材51の本体部56は、スライダ142に取り付けられている。スライダ142には、第3部材68が挿入される貫通孔142Hが形成されている。第3部材68は、スライダ142に回転可能に取り付けられている。本体部56は、第1支持部55の上方に離間して配置されている。
As shown in FIG. 12, the
硬化した光硬化性樹脂123は、第1造形面52および第2造形面62に保持される。第2造形面62は、底面視において、第1造形面52と隣り合う。第1造形面52と第2造形面62との上下方向の位置が同じであるときに、ステージ50は、槽112内の光硬化性樹脂123に浸漬するように構成されている。
The cured
図11に示すように、光学装置114は、台111の下方に配置されている。光学装置114は、槽112内に収容された液体の光硬化性樹脂123に所定の波長からなる光を照射する装置である。光学装置114は、プロジェクタ131と、ミラー132とを備えている。光学装置114は台111の下方に設けられたケース125に収容されている。光学装置114は、ケース125に支持されている。
As shown in FIG. 11, the
図11に示すように、プロジェクタ131は光を発する光源の一例である。ただし、光学装置114の光源はプロジェクタ131に限定される訳ではない。プロジェクタ131は、台111の前部の下方に配置されている。プロジェクタ131は、レンズ134を備えている。レンズ134は、プロジェクタ131の後部に配置されている。レンズ134を通じて前方から後方に向かって光が発せられる。プロジェクタ131の投光方向は特に限定されない。
As shown in FIG. 11, the
図11に示すように、ミラー132は、プロジェクタ131からの光を槽112に向かって反射させる。ミラー132は、台111に形成された開口121の下方に配置されている。プロジェクタ131から発せられた光は、ミラー132によって反射され、台111の開口121を通じて槽112内の光硬化性樹脂123に照射される。ここで、3次元造形物を造形するに先立って、プロジェクタ131から発せられた全ての光が開口121を通過するように、光の照射方向を調節する必要がある。本実施形態では、3次元造形物を造形するに先立って、プロジェクタ131の位置を調節することによって光の照射方向を調整しているが、ミラー132の角度を調整することによって光の照射方向を調整してもよい。
As shown in FIG. 11, the
制御装置80は、ステージ50が取り付けられたスライダ142を昇降自在に制御するモータ143に接続されている。制御装置80は、モータ143を制御する。制御装置80は、モータ143を駆動することによって、スライダ142およびステージ50を上方または下方に移動させる。制御装置80は、光学装置114のプロジェクタ131に接続されている。制御装置80は、光学装置114のプロジェクタ131を制御する。制御装置80は、プロジェクタ131から発せられる光のエネルギー、光度、光量、光の波長帯域、光の形状、光を照射させる位置および光を発するタイミングなどを制御する。
The
本実施形態の3次元造形装置10によれば、図12に示すように、3次元造形物75が第1造形面52および第2造形面62から引きはがされるときには、第1造形面52および第2造形面62から3次元造形物75にそれぞれ均一の力が加わるため、3次元造形物75の変形や破損を防止することができる。また、第2部材61を上下方向に移動させることによって、容易に3次元造形物75を第1造形面52および第2造形面62から引きはがすことができる。
According to the three-
<第3実施形態>
図13に示すように、スライダ142は、ストッパ185を備えている。ストッパ185は、第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間に配置されている。ストッパ185は、着脱可能である。ストッパ185が、第1面54(図2参照)および第2面64(図2参照)と対向面57(図2参照)とに接触するとき、第1造形面52(図2参照)および第2造形面62(図2参照)の上下方向の位置が同じとなる。
<Third Embodiment>
As shown in FIG. 13, the
<第4実施形態>
図14は、第4実施形態に係るステージ50を示す平面図である。図14に示すように、第1造形面52は、一つの第1保持面53から構成されている。第1造形面52には、4つの開口52Xが形成されている。第2造形面62は、4つの第2保持面63から構成されている。第2保持面63は、第1造形面52に形成された開口52Xと重なっている。複数の第2保持面63は、相互に隣り合わない。第2造形面62の数は特に限定されない。
<Fourth embodiment>
FIG. 14 is a plan view showing a
本実施形態の3次元造形装置10によれば、図14に示すように、複数の第2保持面63は、相互に隣り合わない。これにより、3次元造形物75を第1造形面52および第2造形面62から引きはがすときに、第1造形面52および第2造形面62から3次元造形物75に加わる力が分散される。このため、3次元造形物75の変形や破損をより確実に防止することができる。
According to the three-
<第5実施形態>
図15は、第5実施形態に係るステージ50を示す平面図である。図15に示すように、第1保持面53および第2保持面63は、三角形状に形成されている。X軸方向において、第1保持面53と第2保持面63とは、交互に配置されている。Y軸方向において、第1保持面53は、相互に隣り合っている。Y軸方向において、第2保持面63は、相互に隣り合っている。
<Fifth Embodiment>
FIG. 15 is a plan view showing a
<第6実施形態>
図16は、第6実施形態に係るステージ50を示す平面図である。図16に示すように、第1保持面53および第2保持面63は、長方形状に形成されている。第1保持面53および第2保持面63は、X軸方向に延びる。Y軸方向において、第1保持面53と第2保持面63とは、交互に配置されている。
<Sixth Embodiment>
FIG. 16 is a plan view showing a
上述した実施形態では、第1支持部55および第2支持部65と本体部56との間にストッパ85を配置することによって、第1造形面52および第2造形面62の上下方向の位置を同じにしていたが、これに限定されない。例えば、第3部材68に目印を設けてもよい。この場合、第3部材68を回転させて、目印が所定の位置にあるときに、第1造形面52および第2造形面62の上下方向の位置が同じになるようにするとよい。
In the embodiment described above, the vertical positions of the
50 ステージ
51 第1部材
52 第1造形面
53 第1保持面
61 第2部材
62 第2造形面
63 第2保持面
68 第3部材
70 カートリッジ
85 ストッパ
50
Claims (6)
樹脂材料を吐出するノズルを備えた造形ヘッドと、
前記造形ヘッドの下方に配置され、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持されるステージと、を備え、
前記ステージは、
前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持される第1造形面を備えた第1部材と、
前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持され、平面視において前記第1造形面と隣り合う第2造形面を備えた第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とに連結された第3部材と、を備え、
前記第1造形面および前記第2造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記ノズルから前記第1造形面および前記第2造形面に前記樹脂材料が吐出され、
前記第3部材は、前記第2部材を下方に移動させ、前記第2造形面を前記第1造形面より下方に配置させ、かつ、前記第2部材を上方に移動させ、前記第1造形面を前記第2造形面より下方に配置させるように構成されている、3次元造形装置。 A three-dimensional modeling apparatus that molds a three-dimensional structure by sequentially curing a resin material and sequentially laminating a resin having a predetermined cross-sectional shape,
A modeling head equipped with a nozzle for discharging a resin material;
A stage disposed below the modeling head and holding the resin material discharged from the nozzle; and
The stage is
A first member having a first modeling surface on which the resin material discharged from the nozzle is held;
The resin material discharged from the nozzle is held, a second member having a second modeling surface adjacent to the first modeling surface in plan view;
A third member coupled to the first member and the second member;
When the vertical positions of the first modeling surface and the second modeling surface are the same, the resin material is discharged from the nozzle to the first modeling surface and the second modeling surface,
The third member moves the second member downward, disposes the second modeling surface below the first modeling surface, moves the second member upward, and moves the first modeling surface. Is a three-dimensional modeling apparatus configured to be disposed below the second modeling surface.
光硬化性樹脂を収容する槽と、
前記槽が載置され、前記光硬化性樹脂に照射する光を通過させる光通過部を有する台と、
前記台の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光通過部を通じて前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、
前記槽の上方において昇降自在に設けられ、下降したときに前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、上昇するときに、前記光が照射されて硬化した前記光硬化性樹脂を吊り上げるステージと、を備え、
前記ステージは、
前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持される第1造形面を備えた第1部材と、
前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持され、底面視において前記第1造形面と隣り合う第2造形面を備えた第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とに連結された第3部材と、を備え、
前記ステージは、前記第1造形面および前記第2造形面の上下方向の位置が同じであるときに、前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、
前記第3部材は、前記第2部材を下方に移動させ、前記第2造形面を前記第1造形面より下方に配置させ、かつ、前記第2部材を上方に移動させ、前記第1造形面を前記第2造形面より下方に配置させるように構成されている、3次元造形装置。 A three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure by curing a photocurable resin material and sequentially laminating a resin having a predetermined cross-sectional shape,
A tank containing a photocurable resin;
A table on which the tank is placed and has a light passage part that allows light to be applied to the photocurable resin to pass through;
An optical device disposed below the table, having at least a light source that emits light, and irradiating the light curable resin in the tank with light from the light source through the light passage unit;
A stage that is provided so as to be movable up and down above the tank, immerses in the photocurable resin in the tank when lowered, and lifts the photocurable resin cured by being irradiated with the light when rising, With
The stage is
A first member having a first modeling surface on which the cured photocurable resin is retained;
The cured photocurable resin is retained, and a second member having a second modeling surface adjacent to the first modeling surface in a bottom view;
A third member coupled to the first member and the second member;
The stage is immersed in the photocurable resin in the tank when the vertical positions of the first modeling surface and the second modeling surface are the same,
The third member moves the second member downward, disposes the second modeling surface below the first modeling surface, moves the second member upward, and moves the first modeling surface. Is a three-dimensional modeling apparatus configured to be disposed below the second modeling surface.
前記第2造形面は、複数の第2保持面から構成され、
前記複数の第1保持面と前記複数の第2保持面とは、交互に配置されている、請求項1または2に記載の3次元造形装置。 The first modeling surface is composed of a plurality of first holding surfaces,
The second modeling surface is composed of a plurality of second holding surfaces,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the plurality of first holding surfaces and the plurality of second holding surfaces are alternately arranged.
前記複数の保持面は、相互に隣り合わない、請求項1または2に記載の3次元造形装置。 One of the first modeling surface and the second modeling surface is composed of a plurality of holding surfaces,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the plurality of holding surfaces are not adjacent to each other.
前記第2部材は、前記第2造形面と前記第2造形面の反対側に位置する第2面とを備えた第2支持部を備え、
前記ステージは、前記第1支持部および前記第2支持部と前記本体部との間に配置され、着脱可能なストッパを備え、
前記第1造形面および前記第2造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記第1面および前記第2面の上下方向の位置は同じであり、かつ、前記ストッパは、前記第1面および前記第2面と前記対向面とに接触する、請求項1から4のいずれか一項に記載の3次元造形装置。 The first member is arranged with a first support portion including the first modeling surface and a first surface located on the opposite side of the first modeling surface, and spaced above or below the first support portion. And a main body portion provided with a facing surface facing the first support portion,
The second member includes a second support portion including the second modeling surface and a second surface located on the opposite side of the second modeling surface,
The stage is disposed between the first support part and the second support part and the main body part, and includes a detachable stopper,
When the vertical positions of the first modeling surface and the second modeling surface are the same, the vertical positions of the first surface and the second surface are the same, and the stopper is the first surface. The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the three-dimensional modeling apparatus is in contact with a surface, the second surface, and the facing surface.
前記ねじは、前記第1部材に回転可能に固定され、
前記第2部材は、前記ねじに係合する雌ねじ部を備え、前記ねじの回転に伴って上下方向に移動する、請求項1から5のいずれか一項に記載の3次元造形装置。 The third member is a screw;
The screw is rotatably fixed to the first member;
6. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the second member includes an internal thread portion that engages with the screw, and moves in the vertical direction as the screw rotates.
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