JP2016185625A

JP2016185625A - 三次元造形装置及び三次元造形方法

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Publication number: JP2016185625A
Application number: JP2015065949A
Authority: JP
Inventors: 淳片山; Atsushi Katayama; けん筒口; Ken Tsutsuguchi; 慎吾安藤; Shingo Ando; 秀典田中; Hidenori Tanaka; 行信谷口; Yukinobu Taniguchi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27

Abstract

【課題】造形材料を無駄にすることなく様々な色の三次元造形物を作製できる。【解決手段】三次元造形装置１０は、三次元造形物が造形されるベッド１２、ベッド１２を昇降させるベッド昇降部１４、フィラメントを吐出するメインノズル２２、フィラメントを供給するフィラメント供給部３０、フィラメントの供給量を調整するフィラメント供給量調整部３２、フィラメントを加熱する加熱部３４、メインノズル２２の先端部の近傍に設けられたサブノズル２８Ａ〜２８Ｄ、メインノズル２２をベッド１２上で二次元走査させるノズル走査部２０、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄの各々に、異なる色の塗料を供給する塗料供給部２４Ａ〜２４Ｄ、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄから、異なる色の塗料を噴射させるための噴射ポンプ２６Ａ〜２６Ｄ、及びベッド１２上に三次元造形物が造形されるように、三次元造形物の造形データに基づいて各部を制御する制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、三次元造形装置及び三次元造形方法に係り、特に、様々な色の三次元造形物を作製可能な三次元造形装置及び三次元造形方法である。

三次元造形物を造形する技術として、ＡＭ（ＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術が知られている。ＡＭ技術は、二次元の層を積層することにより、三次元造形物を作製するものである。

様々な色の三次元造形物を作製する場合、例えば非特許文献１に記載された材料押出方式のＡＭ技術及び予め着色された材料を用いることで様々な色の三次元造形物を作製することができる。

また、非特許文献１に記載された結合剤噴射方式のＡＭ技術を用いる場合、例えば特許文献１に記載されたように、粉末の造形材料の特定位置に、着色した結合剤溶液を振りかけて固化することで様々な色の三次元造形物を作製することができる。

特表２００４−５３８１９１号公報

"Additive Manufacturing現状と可能性", 日本機械学会誌, Vol.118 No.1154, pp12-17, 2015年1月

しかしながら、材料押出方式のＡＭ技術では、予め着色された材料を、それぞれ異なるノズルから射出することで三次元造形物を作製しており、各色の材料が固化する前に十分に混ざることがない。このため、予め着色した材料の色のみしか三次元造形物に着色することができない、という問題があった。

また、結合剤噴射方式のＡＭ技術では、固化せずに廃棄される粉末の材料が無駄になる、という問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、造形材料を無駄にすることなく様々な色の三次元造形物を作製することができる三次元造形装置及び三次元造形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の三次元造形装置は、三次元造形物が造形されるベッドと、前記ベッドを昇降させるベッド昇降部と、前記三次元造形物の造形材料としてのフィラメントを吐出するメインノズルと、前記メインノズルに前記フィラメントを供給するフィラメント供給部と、前記フィラメントの供給量を調整するフィラメント供給量調整部と、前記メインノズル内の前記フィラメントを加熱する加熱部と、前記メインノズルの先端部の近傍に設けられた複数のサブノズルと、前記メインノズル及び前記複数のサブノズルを前記ベッド上で二次元走査させるノズル走査部と、前記複数のサブノズルの各々に、異なる色の塗料を各々供給する複数の塗料供給部と、前記複数のサブノズルの各々から、前記異なる色の塗料を各々噴射させるための複数の噴射ポンプと、前記ベッド上に前記三次元造形物が造形されるように、前記三次元造形物の造形データに基づいて、前記ベッド昇降部、前記ノズル走査部、前記フィラメント供給部、前記フィラメント供給量調整部、前記加熱部、前記複数の塗料供給部、及び前記複数の噴射ポンプを制御する制御部と、を備えた構成である。

なお、前記メインノズル内に設けられたねじ状ポンプ羽根と、前記ねじ状ポンプ羽根を回転駆動する駆動モータと、を更に備えた構成としてもよい。

また、前記メインノズルの前記先端部は複数の先端部に分岐しており、前記複数の先端部から吐出された複数の前記フィラメントがねじり合って一条の流れとなるように前記複数の先端部がねじれて配置されている構成としてもよい。

また、前記複数のサブノズルの先端が、前記メインノズルから吐出された前記フィラメントの内部に位置するように前記複数のサブノズルが配置されている構成としてもよい。

また、前記複数のサブノズルの先端が、前記メインノズルから吐出された前記フィラメントの外部に位置するように前記複数のサブノズルが配置されている構成としてもよい。

また、前記異なる色は、シアン、イエロー、マゼンタ、及びブラックである構成としてもよい。

本発明の三次元造形方法は、三次元造形物が造形されるベッドと、前記ベッドを昇降させるベッド昇降部と、前記三次元造形物の造形材料としてのフィラメントを吐出するメインノズルと、前記メインノズルに前記フィラメントを供給するフィラメント供給部と、前記フィラメントの供給量を調整するフィラメント供給量調整部と、前記メインノズル内の前記フィラメントを加熱する加熱部と、前記メインノズルの出口の近傍に設けられた複数のサブノズルと、前記メインノズル及び前記複数のサブノズルを前記ベッド上で二次元走査させるノズル走査部と、前記複数のサブノズルの各々に、異なる色の塗料を各々供給する複数の塗料供給部と、前記複数のサブノズルの各々から、前記異なる色の塗料を各々噴射させるための複数の噴射ポンプと、制御部と、を備えた三次元造形装置における三次元造形方法であって、前記制御部が、前記三次元造形物の造形データに基づいて、前記三次元造形物の複数の層の各々に対する層データを生成するステップと、前記制御部が、前記層データに基づいて、前記ベッド上に前記三次元造形物の層を造形するように、前記メインノズル、前記ノズル走査部、前記フィラメント供給部、前記フィラメント供給量調整部、前記加熱部、前記複数のサブノズル、前記複数の塗料供給部、及び前記複数の噴射ポンプを制御するステップと、前記制御部が、前記ベッドが１層分下降するように前記ベッド昇降部を制御するステップと、前記制御部が、前記複数の層を造形するまで、前記層データを生成するステップ、前記三次元造形物の層を造形するように制御するステップ、及び前記ベッド昇降部を制御するステップを繰り返すステップと、を含む方法である。

以上説明したように、本発明の三次元造形装置及び三次元造形方法によれば、造形材料を無駄にすることなく様々な色の三次元造形物を作製することができる、という効果が得られる。

第１実施形態に係る三次元造形装置の側面図である。第１実施形態に係る三次元造形装置のブロック図である。メインノズルの内部構成図である。メインノズルの先端部の近傍の側面図である。メインノズルの先端部の近傍の底面図である。三次元造形処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。第２実施形態に係る三次元造形装置の側面図である。第２実施形態に係る三次元造形装置のブロック図である。メインノズルの先端部の近傍の側面図である。メインノズルの先端部の近傍の底面図である。メインノズルの先端部の近傍の側面図である。メインノズルの先端部の近傍の底面図である。第３実施形態に係る三次元造形装置の側面図である。メインノズルの先端部の近傍の側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態では、ＡＭ技術のうち、材料押出方式により様々な色の三次元造形物を作製可能な三次元造形装置について説明する。

（第１実施形態）

＜システム構成＞

図１には三次元造形装置１０の側面図を、図２には、三次元造形装置１０のブロック図を示した。図１に示すように、三次元造形装置１０は、三次元造形物が造形されるベッド１２を備えている。ベッド１２は、ベッド昇降部１４に取り付けられている。ベッド昇降部１４は、筐体１６の底面に取り付けられており、図１においてＺ方向にベッド１２を昇降させる。

筐体１６の内側の側面には、走査軸１８が取り付けられており、走査軸１８には、ノズル走査部２０が取り付けられている。ノズル走査部２０には、メインノズル２２及び塗料供給部２４Ａ〜２４Ｄが取り付けられている。

塗料供給部２４Ａ〜２４Ｄには、噴射ポンプ２６Ａ〜２６Ｄが各々対応して取り付けられており、噴射ポンプ２６Ａ〜２６Ｄには、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄが各々対応して取り付けられている。なお、図１においては、塗料供給部２４Ｃ、２４Ｄ、噴射ポンプ２６Ｃ、２４Ｄ、サブノズル２８Ｃ、２８Ｄの図示は省略している。

ノズル走査部２０は、メインノズル２２及びサブノズル２８Ａ〜２８Ｄをベッド１２上で図１においてＸ方向及びＹ方向に移動させる。すなわち、ノズル走査部２０は、メインノズル２２及びサブノズル２８Ａ〜２８Ｄをベッド１２上で二次元走査させる。

メインノズル２２には、フィラメント供給部３０から三次元造形物の造形材料としてのフィラメントが供給される。フィラメントは、線状の固形樹脂であり、例えばポリ酢酸ビニル又はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）を用いることができるが、これに限られるものではなく、常温で固体化し、加熱することで液体化する材料であればよい。

フィラメント供給部３０は、メインノズル２２にフィラメントを供給する。フィラメント供給部３０からメインノズル２２に供給されるフィラメントの供給量は、フィラメント供給量調整部３２によって調整される。

メインノズル２２のフィラメントの入口側には、フィラメント供給部３０から供給されたフィラメントを加熱する加熱部３４が設けられている。これにより、フィラメント供給部３０からメインノズル２２に供給されたフィラメントは、メインノズル２２内で加熱溶融されて液状樹脂となる。

図１に示すように、加熱部３４は、メインノズル２２の周囲を覆うようにパイプ状となっており、一例として電熱によってメインノズル２２内のフィラメントを加熱溶融する。

また、図３に示すように、メインノズル２２の胴体部２２Ａ内には、ねじ状ポンプ羽根３６が設けられている。ねじ状ポンプ羽根３６は、駆動モータ３８によって回転駆動される。

メインノズル２２の先端部２２Ｂは、胴体部２２Ａから先端部２２Ｂの出口に向かうに従って先細り形状となっている。

メインノズル２２内に供給されたフィラメントは加熱溶融されて液状樹脂となり、ねじ状ポンプ羽根３６の回転によって攪拌されてメインノズル２２の先端部２２Ｂから噴射される。

ここで、メインノズル２２の胴体部２２Ａの内径ｄ１は、本実施形態では一例として１２ｍｍ、メインノズル２２の先端部２２Ｂの出口の内径ｄ２は２ｍｍ、ねじ状ポンプ羽根３６の外径ｄ３は１０ｍｍ、ねじ状ポンプ羽根３６の軸径ｄ４は５ｍｍ、ねじ状ポンプ羽根３６のねじ山間のピッチｄ５は１．５ｍｍである。なお、図３において、ｄ５は図面の見やすさを考慮して長めに記載している。また、ｄ１〜ｄ５の値は、これに限られるものではなく、例えば±５０％の範囲内で変更してもよい。

次に、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄの配置について具体的に説明する。

図４Ａ、４Ｂに示すように、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄは、メインノズル２２の先端部２２Ｂの出口の近傍に設けられている。より具体的には、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄの先端が、フィラメントがメインノズル２２内で加熱溶融されて吐出された液体樹脂４０の内部に位置するように、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄが配置されている。なお、メインノズル２２の中心軸Ｃからサブノズル２８Ａ〜２８Ｄの先端までの距離ｄ６は、本実施形態では一例として０．７５ｍｍであるが、これに限られるものではない。

塗料供給部２４Ａは、噴射ポンプ２６Ａを介してサブノズル２８Ａにシアンの塗料を供給する。噴射ポンプ２６Ａは、塗料供給部２４Ａから供給されたシアンの塗料に圧力を加える。これにより、サブノズル２８Ａからシアンの塗料が、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０に向けて噴射される。

同様に、塗料供給部２４Ｂは、噴射ポンプ２６Ｂを介してサブノズル２８Ｂにイエローの塗料を供給する。噴射ポンプ２６Ｂは、塗料供給部２４Ｂから供給されたイエローの塗料に圧力を加える。これにより、サブノズル２８Ｂからイエローの塗料が、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０に向けて噴射される。

同様に、塗料供給部２４Ｃは、噴射ポンプ２６Ｃを介してサブノズル２８Ｃにマゼンタの塗料を供給する。噴射ポンプ２６Ｃは、塗料供給部２４Ｃから供給されたマゼンタの塗料に圧力を加える。これにより、サブノズル２８Ｃからマゼンタの塗料が、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０に向けて噴射される。

同様に、塗料供給部２４Ｄは、噴射ポンプ２６Ｄを介してサブノズル２８Ｄにブラックの塗料を供給する。噴射ポンプ２６Ｄは、塗料供給部２４Ｄから供給されたブラックの塗料に圧力を加える。これにより、サブノズル２８Ｄからブラックの塗料が、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０に向けて噴射される。

サブノズル２８Ａ〜２８Ｄに供給する塗料は、メインノズル２２から噴射される材料と親和性が高い塗料であれば任意の塗料を用いることができる。

図２に示すように、ベッド昇降部１４、ノズル走査部２０、フィラメント供給部３０、フィラメント供給量調整部３２、加熱部３４、駆動モータ３８、塗料供給部２４Ａ〜２４Ｄ、噴射ポンプ２６Ａ〜２６Ｄ、及び記憶部４２は、制御部４４に接続されている。

記憶部４２には、三次元造形物を造形するための造形データが記憶される。造形データは、三次元造形物の形状及び色が定義されたデータであり、例えば三次元造形装置１０と接続されたパーソナルコンピュータ等から取得する。

制御部４４は、ベッド１２上に三次元造形物が造形されるように、三次元造形物の造形データに基づいて、ベッド昇降部１４、駆動モータ３８、ノズル走査部２０、フィラメント供給部３０、フィラメント供給量調整部３２、加熱部３４、塗料供給部２４Ａ〜２４Ｄ、及び噴射ポンプ２６Ａ〜２６Ｄを制御する。

制御部４４は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）と、後述する三次元造形処理ルーチンを実行するための三次元造形処理プログラムを記憶したＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、を備えたコンピュータにより実現される。なお、ＲＯＭに代えて不揮発性メモリを用いてもよい。

＜三次元造形装置の作用＞

次に、図５を参照して、本実施の形態に係る三次元造形装置１０において実行される三次元造形処理の処理ルーチンについて説明する。図５に示す処理ルーチンは、三次元造形物の作製が指示された場合に実行される。

ステップＳ１００では、制御部４４が、記憶部４２に記憶された三次元造形物の造形データを読み出す。

ステップＳ１０２では、制御部４４が、造形データに基づいて定義される三次元造形物をＸＹ平面でＺ軸方向、すなわち積層方向にスライスした層データを生成する。これにより、三次元造形物をＸＹ平面でスライスした二次元の層データが積層方向に複数生成される。

ステップＳ１０４では、制御部４４が、１層分の造形処理を実行する。すなわち、制御部４４は、ステップＳ１０４で生成した層データに基づいて、メインノズル２２及びサブノズル２８Ａ〜２８ＤがＸＹ平面を走査するようにノズル走査部２０を制御し、かつ、フィラメントが加熱溶融された液体樹脂４０がメインノズル２２から吐出されると共に、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄから各色の塗料が噴射されるように、フィラメント供給部３０、フィラメント供給量調整部３２、加熱部３４、駆動モータ３８、塗料供給部２４Ａ〜２４Ｄ、及び噴射ポンプ２６Ａ〜２６Ｄを制御する。これにより、メインノズル２２からは液体樹脂４０が吐出されると共に、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄからは、層データに基づく所望の色に応じた量の塗料が各々噴射される。サブノズル２８Ａ〜２８Ｄから噴射された各色の塗料は、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０の中で攪拌される。このため、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０は、複数の塗料によって混色した状態でベッド１２上に堆積される。

なお、制御部４４は、メインノズル２２から吐出される液体樹脂４０の単位時間当たりの体積と、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄから噴射される塗料の単位時間当たりの体積との合計値が所望の値となるように、フィラメントの供給量を調整するようフィラメント供給量調整部３２を制御する。これにより、ベッド１２上に堆積される造形材料の単位時間当たりの堆積量が一定となる。メインノズル２２を等速で移動させた場合、メインノズル２２から吐出される液体樹脂４０の単位時間当たりの体積が一定でないと、積層厚が変化してしまい、精密な造形ができない。そのため、制御部４４は、液体樹脂４０及び塗料の体積の合計値がメインノズル２２の移動速度に合わせて適切な値となるように、フィラメント供給量調整部３２を制御する。

ステップＳ１０６では、制御部４４が、ベッド１２が１層分下降するように、ベッド昇降部１４を制御する。なお、液体樹脂４０の固化に時間を要する場合は、液体樹脂４０が固化するまで待機してからベッド１２を下降させてもよい。

ステップＳ１０８では、制御部４４が、全ての層を造形したか否かを判定し、全ての層を造形した場合は本ルーチンを終了し、全ての層を造形していない場合はステップＳ１０４へ戻って、次の層の造形処理を実行する。

このように、本実施形態では、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０とサブノズル２８Ａ〜２８Ｄから噴射された塗料とを混合することで混色し、これをベッド１２上に堆積させることを繰り返すことで三次元造形物を作製する。これにより、造形材料を無駄にすることなく様々な色の三次元造形物を作製することができる。

（第２実施形態）

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

図６には、第２実施形態に係る三次元造形装置１０Ａの側面図を、図７には、三次元造形装置１０Ａのブロック図を示した。

図６に示す三次元造形装置１０Ａは、メインノズル２２が途中で二股に分岐して、２つの出口を備えている点が図１に示す三次元造形装置１０と異なる。また、三次元造形装置１０Ａは、図３に示すようなねじ状ポンプ羽根３６及びねじ状ポンプ羽根３６を駆動する駆動モータを備えていない点も図１に示す三次元造形装置１０と異なる（図７参照）。その他の構成は三次元造形装置１０と同様であるので、詳細な説明は省略する。

図８Ａに示すように、第２実施形態に係るメインノズル２２の先端部は、２つの先端部２２Ｂ１、２２Ｂ２に分岐している。そして、図８Ｂに示すように、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２から各々吐出された液体樹脂４０がねじり合って一条の流れとなるように、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２がねじれて配置されている。これにより、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２から各々吐出された液体樹脂４０は、表面張力によって途中でねじり合って一条の流れとなる。ここで、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２の内径ｄ７は、一例として２ｍｍ、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２の中心間の距離ｄ８は、一例として３ｍｍであるが、これに限られるものではなく、例えば±５０％の範囲内で変更してもよい。

図９Ａ、９Ｂに示すように、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄは、メインノズル２２の先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２の近傍に設けられている。より具体的には、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄの先端が、メインノズル２２の先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２から吐出された液体樹脂４０の内部に位置するように、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄが配置されている。なお、メインノズル２２の先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２の中間位置からサブノズル２８Ａ〜２８Ｄの先端までの距離ｄ９は、本実施形態では一例として０．７５ｍｍであるが、これに限られるものではない。

このように、第２実施形態では、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２から各々吐出された液体樹脂４０がねじり合って一条の流れとなるように、先端部２２Ｂ１、先端部２２Ｂ２がねじれて配置されている。これにより、液体樹脂４０及び塗料が混ざり合うので、第１実施形態に示したようなねじ状ポンプ羽根３６及びねじ状ポンプ羽根３６を駆動する駆動モータを省略することができる。

なお、第２実施形態では、メインノズル２２の先端部が二股に分岐して２つの先端部２２Ｂ１、２２Ｂ２を有する場合について説明したが、３つ以上の先端部に分岐していてもよい。

（第３実施形態）

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

図１０には、第３実施形態に係る三次元造形装置１０Ｂの側面図を示した。なお、三次元造形装置１０Ｂのブロック図は図７に示した三次元造形装置１０Ａと同様であるので説明は省略する。

図１０に示すように、三次元造形装置１０Ｂは、図３に示すようなねじ状ポンプ羽根３６及びねじ状ポンプ羽根３６を駆動する駆動モータを備えていない点が図１に示す三次元造形装置１０と異なる。また、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄが、Ｚ軸方向に沿って配置されている点が図１に示す三次元造形装置１０と異なる。

また、図１１に示すように、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄの先端が、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０の外部に位置するようにサブノズル２８Ａ〜２８Ｄが配置されている。その他の構成は図１に示した三次元造形装置１０と同様であるので、説明は省略する。

サブノズル２８Ａ〜２８Ｄから噴射された塗料は、メインノズル２２から吐出された液体樹脂４０とは混合せず、液体樹脂４０の表面に付着するだけである。サブノズル２８Ａ〜２８Ｄの先端が十分に細い場合、例えば０．１ｍｍ径以下の場合、独立に付着した各塗料は、離間した位置から見ると、あたかも混色しているよう見える。このため、第１実施形態に示したようなねじ状ポンプ羽根３６及びねじ状ポンプ羽根３６を駆動する駆動モータを省略することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上記各実施形態では、メインノズル２２及びサブノズル２８Ａ〜２８ＤがＸＹ平面上を走査しながらベッド１２がＺ軸方向に徐々に下降する場合について説明したが、ベッド１２を固定とし、メインノズル２２及びサブノズル２８Ａ〜２８ＤがＸＹ平面上を走査しながらＺ軸方向に徐々に上昇するようにしてもよい。また、両者がＺ軸方向に離間するように移動してもよい。

また、上記各実施形態では、サブノズルの数が４個の場合について説明したが、サブノズルの数はこれに限られるものではなく、１〜３個又は５個以上でもよい。また、上記各実施形態では、サブノズル２８Ａ〜２８Ｄから噴射される塗料の色がイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの場合について説明したが、これに限られるものではなく、任意の色とすることができる。

また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭやメモリーカード等に格納して提供することも可能である。

１０、１０Ａ、１０Ｂ三次元造形装置
１２ベッド
１４ベッド昇降部
１６筐体
１８走査軸
２０ノズル走査部
２２メインノズル
２２Ａ胴体部
２２Ｂ、２２Ｂ１、２２Ｂ２先端部
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ塗料供給部
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ噴射ポンプ
２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄサブノズル
３０フィラメント供給部
３２フィラメント供給量調整部
３４加熱部
３６ねじ状ポンプ羽根
３８駆動モータ
４０液体樹脂
４２記憶部
４４制御部

Claims

三次元造形物が造形されるベッドと、
前記ベッドを昇降させるベッド昇降部と、
前記三次元造形物の造形材料としてのフィラメントを吐出するメインノズルと、
前記メインノズルに前記フィラメントを供給するフィラメント供給部と、
前記フィラメントの供給量を調整するフィラメント供給量調整部と、
前記メインノズル内の前記フィラメントを加熱する加熱部と、
前記メインノズルの先端部の近傍に設けられた複数のサブノズルと、
前記メインノズル及び前記複数のサブノズルを前記ベッド上で二次元走査させるノズル走査部と、
前記複数のサブノズルの各々に、異なる色の塗料を各々供給する複数の塗料供給部と、
前記複数のサブノズルの各々から、前記異なる色の塗料を各々噴射させるための複数の噴射ポンプと、
前記ベッド上に前記三次元造形物が造形されるように、前記三次元造形物の造形データに基づいて、前記ベッド昇降部、前記ノズル走査部、前記フィラメント供給部、前記フィラメント供給量調整部、前記加熱部、前記複数の塗料供給部、及び前記複数の噴射ポンプを制御する制御部と、
を備えた三次元造形装置。
前記メインノズル内に設けられたねじ状ポンプ羽根と、前記ねじ状ポンプ羽根を回転駆動する駆動モータと、
を更に備えた請求項１記載の三次元造形装置。
前記メインノズルの前記先端部は複数の先端部に分岐しており、前記複数の先端部から吐出された複数の前記フィラメントがねじり合って一条の流れとなるように前記複数の先端部がねじれて配置されている
請求項１記載の三次元造形装置。
前記複数のサブノズルの先端が、前記メインノズルから吐出された前記フィラメントの内部に位置するように前記複数のサブノズルが配置されている
請求項１〜３の何れか１項に記載の三次元造形装置。
前記複数のサブノズルの先端が、前記メインノズルから吐出された前記フィラメントの外部に位置するように前記複数のサブノズルが配置されている
請求項１記載の三次元造形装置。
前記異なる色は、シアン、イエロー、マゼンタ、及びブラックである
請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元造形装置。
三次元造形物が造形されるベッドと、
前記ベッドを昇降させるベッド昇降部と、
前記三次元造形物の造形材料としてのフィラメントを吐出するメインノズルと、
前記メインノズルに前記フィラメントを供給するフィラメント供給部と、
前記フィラメントの供給量を調整するフィラメント供給量調整部と、
前記メインノズル内の前記フィラメントを加熱する加熱部と、
前記メインノズルの出口の近傍に設けられた複数のサブノズルと、
前記メインノズル及び前記複数のサブノズルを前記ベッド上で二次元走査させるノズル走査部と、
前記複数のサブノズルの各々に、異なる色の塗料を各々供給する複数の塗料供給部と、
前記複数のサブノズルの各々から、前記異なる色の塗料を各々噴射させるための複数の噴射ポンプと、
制御部と、
を備えた三次元造形装置における三次元造形方法であって、
前記制御部が、前記三次元造形物の造形データに基づいて、前記三次元造形物の複数の層の各々に対する層データを生成するステップと、
前記制御部が、前記層データに基づいて、前記ベッド上に前記三次元造形物の層を造形するように、前記メインノズル、前記ノズル走査部、前記フィラメント供給部、前記フィラメント供給量調整部、前記加熱部、前記複数のサブノズル、前記複数の塗料供給部、及び前記複数の噴射ポンプを制御するステップと、
前記制御部が、前記ベッドが１層分下降するように前記ベッド昇降部を制御するステップと、
前記制御部が、前記複数の層を造形するまで、前記層データを生成するステップ、前記三次元造形物の層を造形するように制御するステップ、及び前記ベッド昇降部を制御するステップを繰り返すステップと、
を含む三次元造形方法。