JP2017030253A - Three-dimensional molding apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means for preventing reduction in accuracy of a three-dimensional molded object due to reduction in landing position accuracy of an uncured resin in the process of molding a three-dimensional object by discharging the uncured resin to a curing liquid accommodated in a container.SOLUTION: A three-dimensional molding apparatus includes: curing material supply means 113 for supplying a liquid curing material 102 and forming a curing material layer 102a; and molding material supply means 106 for discharging and supplying a molding material 107 to the curing material layer 102a. The apparatus forms a molded layer 108a that is a layer type molded object produced by solidifying the molding material 107 with the curing material 102 in the liquid curing material layer 102a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は立体造形装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus.

立体造形物(三次元造形物)を造形する立体造形装置(三次元造形装置)として、例えば積層造形法で造形するものが知られている。これは、層状造形物(以下、「造形層」ともいう。)を積層して立体造形物を造形する。   As a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) for modeling a three-dimensional modeled object (three-dimensional modeled object), for example, one that models by a layered modeling method is known. In this method, a three-dimensional structure is formed by laminating layered objects (hereinafter also referred to as “modeling layer”).

従来、溶融状態にある未硬化樹脂を、容器内の水や油などの冷却液(硬化液)中にヘッドから吐出して、未硬化樹脂を冷却固化することで立体造形物を造形するものが知られている(特許文献1)。   Conventionally, an uncured resin in a molten state is ejected from a head into a cooling liquid (curing liquid) such as water or oil in a container, and the three-dimensional object is formed by cooling and solidifying the uncured resin. Known (Patent Document 1).

特開平08−20073号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-20073

ところで、容器内に溜められた硬化液の表面に未硬化樹脂を吐出するようにした場合、硬化液の液面が揺れ易く、未硬化樹脂の着弾位置精度が低下して立体造形物の精度が低下し、あるいは、揺れた液面が安定するまでに造形を待たなければならず、造形に無駄な時間がかかるという課題がある。   By the way, when the uncured resin is discharged onto the surface of the curable liquid stored in the container, the liquid surface of the curable liquid is likely to shake, the landing position accuracy of the uncured resin is lowered, and the accuracy of the three-dimensional structure is increased. There is a problem that it takes a long time for modeling because it is necessary to wait for the modeling until the liquid level that is lowered or is shaken is stabilized.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、立体造形物の精度を向上することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said subject, and it aims at improving the precision of a three-dimensional molded item.

上記の課題を解決するため、本発明に係る立体造形装置は、
層状造形物を積層して立体造形物を造形する立体造形装置であって、
液状の硬化材層を形成し、前記硬化材層に対して造形材を供給し、前記硬化材層の前記硬化材で前記造形材が固化された前記層状造形物を形成する手段を備えている
構成とした。
In order to solve the above problems, the three-dimensional modeling apparatus according to the present invention is:
A three-dimensional modeling apparatus that stacks layered modeling objects to model a three-dimensional modeling object,
A liquid curing material layer is formed, a modeling material is supplied to the curing material layer, and the layered modeling object in which the modeling material is solidified by the curing material of the curing material layer is provided. The configuration.

本発明によれば、立体造形物の精度を向上することができる。   According to the present invention, the accuracy of a three-dimensional model can be improved.

本発明の第1実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the three-dimensional fabrication device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the three-dimensional fabrication device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the three-dimensional fabrication device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the solid modeling device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is typical explanatory drawing of the three-dimensional modeling apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the three-dimensional fabrication device concerning a 6th embodiment of the present invention. 各実施形態におけるサポート部の作用説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of an effect | action of the support part in each embodiment. 他のサポート部の説明に供する説明図である、It is explanatory drawing with which explanation of other support parts is offered. 本発明の第7実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is typical explanatory drawing of the three-dimensional modeling apparatus which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the three-dimensional fabrication device concerning an 8th embodiment of the present invention. 本発明の第9実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。It is typical explanatory drawing of the three-dimensional modeling apparatus which concerns on 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10実施形態に係る立体造形装置における硬化材層の形成工程の説明に供する模式的説明図である。It is typical explanatory drawing with which it uses for description of the formation process of the hardening material layer in the three-dimensional model | molding apparatus which concerns on 10th Embodiment of this invention. 同じく図12に続く工程の説明に供する模式的説明図である。FIG. 13 is a schematic explanatory diagram for explaining the process following FIG. 12. 同じく図13に続く工程の説明に供する模式的説明図である。FIG. 14 is a schematic explanatory diagram for explaining a process following the step in FIG. 13.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態について図1を参照して説明する。図1は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

この立体造形装置は、立体造形物108が造形される造形槽101を備えている。造形槽101内には、立体造形物(積層造形物)108が造形される造形ステージ104が昇降可能に配置されている。造形ステージ104は、造形槽101外に配置されたアクチュエータ103により昇降される。   This three-dimensional modeling apparatus includes a modeling tank 101 in which a three-dimensional model 108 is modeled. In the modeling tank 101, a modeling stage 104 on which a three-dimensional modeled object (layered modeled object) 108 is modeled is disposed so as to be movable up and down. The modeling stage 104 is moved up and down by an actuator 103 disposed outside the modeling tank 101.

造形槽101の上方には、硬化材供給手段113と、造形材供給手段106と、サポート材供給手段112とが配置されている。   Above the modeling tank 101, a curing material supply unit 113, a modeling material supply unit 106, and a support material supply unit 112 are arranged.

硬化材供給手段113は、液状の硬化材(硬化剤を含む。)102を滴下して供給する手段である。造形材供給手段106は、硬化材102で固化される造形材(造形剤を含む。)107を吐出して供給する。サポート材供給手段112は、硬化材102で固化されるサポート材(サポート剤を含む。)110を吐出して供給する手段である。   The curing material supply unit 113 is a unit that drops and supplies the liquid curing material (including a curing agent) 102. The modeling material supply unit 106 discharges and supplies a modeling material (including a modeling agent) 107 solidified by the curing material 102. The support material supply unit 112 is a unit that discharges and supplies a support material (including a support agent) 110 that is solidified by the curing material 102.

硬化材供給手段113によって造形ステージ104の表面、あるいは、既存の造形層108aの表面に液状の硬化材102を滴下して供給することで、液状の硬化材102が造形ステージ104の表面、あるいは、既存の造形層108aの表面で濡れ広がって薄膜化した硬化材層102aが形成される。   The liquid curing material 102 is supplied to the surface of the modeling stage 104 by dropping the liquid curing material 102 onto the surface of the modeling stage 104 or the surface of the existing modeling layer 108a by the curing material supply unit 113. A hardened material layer 102a is formed which is wet and spreads on the surface of the existing modeling layer 108a to form a thin film.

つまり、硬化材供給手段113は、液状の硬化材を供給する手段を構成している。   That is, the curing material supply means 113 constitutes a means for supplying a liquid curing material.

造形材供給手段106によって硬化材層102aの所要の位置に造形材107を吐出することで、造形材107が硬化材層102aの硬化材102によって固化されて、層状造形物である造形層108aが形成される。   By discharging the modeling material 107 to a required position of the curing material layer 102a by the modeling material supply means 106, the modeling material 107 is solidified by the curing material 102 of the curing material layer 102a, and the modeling layer 108a which is a layered modeling object is formed. It is formed.

つまり、造形材供給手段106は、液状の硬化材層に対して造形材を供給する手段を構成している。なお、本実施形態では、硬化材102(造形材層102a)の温度は造形材107の凝固点よりも低く、造形材107が硬化材層102aに着弾することで硬化材102によって冷却固化され、造形層108aが形成される。   That is, the modeling material supply means 106 constitutes a means for supplying a modeling material to the liquid cured material layer. In this embodiment, the temperature of the curing material 102 (modeling material layer 102a) is lower than the freezing point of the modeling material 107, and the modeling material 107 is cooled and solidified by the curing material 102 by landing on the curing material layer 102a. Layer 108a is formed.

サポート材供給手段112によって硬化材層102aの所要の位置にサポート材110を吐出することで、サポート材110が硬化材層102aの硬化材102によって固化されて、層状のサポート層111aが形成される。   By discharging the support material 110 to a required position of the cured material layer 102a by the support material supply means 112, the support material 110 is solidified by the cured material 102 of the cured material layer 102a, and a layered support layer 111a is formed. .

つまり、サポート材供給手段112は、硬化材層に対してサポート材を供給する手段を構成している。なお、本実施形態では、硬化材102(造形材層102a)の温度はサポート材110の凝固点よりも低く、サポート材110が硬化材層102aに着弾することで硬化材102によって冷却固化され、サポート層111aが形成される。   That is, the support material supply means 112 constitutes means for supplying a support material to the hardened material layer. In the present embodiment, the temperature of the curing material 102 (modeling material layer 102a) is lower than the freezing point of the support material 110, and the support material 110 is cooled and solidified by the curing material 102 by landing on the curing material layer 102a. Layer 111a is formed.

本実施形態では、サポート材供給手段112によってサポート材110を供給してサポート層111aを形成し、このサポート層111aで造形層108aのオーバーハング部を支えるサポート部111、又は、造形する立体造形物108を包括して支えるサポート部111を形成する。   In this embodiment, the support material 110 is supplied by the support material supply means 112 to form the support layer 111a, and the support layer 111a supports the overhang portion of the modeling layer 108a by the support layer 111a, or the three-dimensional model to be modeled. A support portion 111 that comprehensively supports 108 is formed.

ここで、硬化材供給手段113、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112は、造形槽101の造形ステージ104の表面に沿う方向に配置された駆動軸部材121に保持されている。   Here, the curing material supply unit 113, the modeling material supply unit 106, and the support material supply unit 112 are held by a drive shaft member 121 arranged in a direction along the surface of the modeling stage 104 of the modeling tank 101.

そして、駆動軸部材121がアクチュエータ105によって回転駆動されることで、硬化材供給手段113、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112が造形ステージ104の表面に沿って往復移動される。なお、硬化材供給手段113、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112の移動走査機構はこれに限られない。   The drive shaft member 121 is rotationally driven by the actuator 105, so that the curing material supply unit 113, the modeling material supply unit 106, and the support material supply unit 112 are reciprocated along the surface of the modeling stage 104. In addition, the moving scanning mechanism of the hardening material supply means 113, the modeling material supply means 106, and the support material supply means 112 is not restricted to this.

アクチュエータ103による造形ステージ104の昇降、アクチュエータ105による硬化材供給手段113、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112の往復移動、硬化材供給手段113による硬化材102の供給制御、造形材供給手段106による造形材107の供給制御、サポート材供給手段112によるサポート材110の供給制御などは制御装置109によって行われる。   Lifting and lowering of the modeling stage 104 by the actuator 103, reciprocation of the curing material supply means 113, modeling material supply means 106 and support material supply means 112 by the actuator 105, supply control of the curing material 102 by the curing material supply means 113, modeling material supply means The control device 109 performs supply control of the modeling material 107 by 106, supply control of the support material 110 by the support material supply unit 112, and the like.

また、硬化材供給手段113は、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を挟んで両側に配置されている。   Further, the curing material supply unit 113 is disposed on both sides of the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112.

これにより、造形材供給手段106がいずれの方向に移動するときでも、造形材供給手段106による造形材107の供給に先立って硬化材102を供給することができる。   Thereby, even when the modeling material supply unit 106 moves in any direction, the curing material 102 can be supplied prior to the supply of the modeling material 107 by the modeling material supply unit 106.

なお、硬化材供給手段113は、ディスペンサを一列に並べたもの、液体吐出ヘッドなどで構成することができる。また、硬化材102を供給する筆状の先端部を造形層108aに接触させながら硬化材102を表面に塗布する機構とすることもできる。   Note that the curing material supply unit 113 can be configured by a line of dispensers, a liquid discharge head, or the like. Moreover, it can also be set as the mechanism which apply | coats the hardening material 102 to the surface, making the brush-shaped front-end | tip part which supplies the hardening material 102 contact the modeling layer 108a.

また、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112は、液体吐出ヘッドやディスペンサで構成することができる。また、液体吐出ヘッドを使用する場合、同じヘッドに配置されている異なるノズル列をそれぞれ造形材供給手段106、サポート材供給手段112として使用することができる。   Further, the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 can be configured by a liquid discharge head or a dispenser. Further, when using the liquid ejection head, different nozzle arrays arranged in the same head can be used as the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112, respectively.

ここで、硬化材102は、造形材107を冷却固化して硬化させる性質を持ち、且つ、硬化材102によって硬化した造形材107は相変化によって軟化する性質を持っている。好ましくは、硬化材102は造形材107を造形材107の凝固点以下の温度に冷却して凝固させる凝固材であり、硬化材102によって凝固した造形材107は温度上昇によって軟化する。   Here, the curing material 102 has a property of cooling and solidifying the modeling material 107 and curing, and the modeling material 107 cured by the curing material 102 has a property of softening due to phase change. Preferably, the curing material 102 is a solidified material that cools and solidifies the modeling material 107 to a temperature equal to or lower than the freezing point of the modeling material 107, and the modeling material 107 solidified by the curing material 102 is softened as the temperature rises.

硬化材102としては、凝固点が造形材107の凝固点よりも低くなるように濃度を調節し、造形材107の凝固点よりも温度を低く、かつ、硬化材102の凝固点よりも温度を高く制御した液体、例えば、冷却したグリセリン水溶液を使用できる。また、硬化材102としては、沸点が造形材107の凝固点よりも温度の低い液体、例えば液体窒素を使用することができる。また、造形材107の凝固点よりも温度が低い気体、例えば冷却用炭酸ガスを使用することができる。   The curing material 102 is a liquid in which the concentration is adjusted so that the freezing point is lower than the freezing point of the modeling material 107, the temperature is lower than the freezing point of the modeling material 107, and the temperature is controlled higher than the freezing point of the curing material 102. For example, a cooled glycerin aqueous solution can be used. Further, as the curing material 102, a liquid having a boiling point lower than the freezing point of the modeling material 107, for example, liquid nitrogen can be used. Further, a gas having a temperature lower than the freezing point of the modeling material 107, for example, a cooling carbon dioxide gas can be used.

言い換えれば、立体造形物の融点又はガラス転移点が温度T[℃]であるとき、温度Tが造形環境又は立体造形物の使用環境温度よりも低い温度であり、硬化材は、温度T以下に冷却した凝固点が温度Tより低い物質、又は、沸点が温度T以下の物質である。   In other words, when the melting point or glass transition point of the three-dimensional structure is the temperature T [° C.], the temperature T is a temperature lower than the modeling environment or the use environment temperature of the three-dimensional structure, and the curing material is below the temperature T. It is a substance having a cooled freezing point lower than the temperature T or a substance having a boiling point equal to or lower than the temperature T.

サポート材110は、硬化材102によって冷却固化される性質を有し、立体造形物108から分離可能な物性のものを使用する。例えば、立体造形物108が水やアルコール等に溶けない部材であれば、サポート材110は水やアルコール等に溶ける部材、物理的な力を加えることで分離可能な離型材を含んだ部材を使用する。   The support material 110 has a property of being cooled and solidified by the curing material 102 and has a physical property that can be separated from the three-dimensional structure 108. For example, if the three-dimensional model 108 is a member that does not dissolve in water, alcohol, or the like, the support material 110 uses a member that dissolves in water, alcohol, or the like, or a member that includes a release material that can be separated by applying physical force. To do.

サポート材110は、造形層108aないし立体造形物108の融点又はガラス転移点の温度よりも融点が低い部材を使用することができる。これにより、サポート材110の融点温度で加熱することで、サポート層111aのみを容易に除去することができる。   As the support material 110, a member having a melting point lower than the melting point of the modeling layer 108a or the three-dimensional model 108 or the temperature of the glass transition point can be used. Thereby, only the support layer 111a can be easily removed by heating at the melting point temperature of the support material 110.

例えば、サポート材110として水又は水を主成分とする液体を使用することで、数℃の加熱を加えることによってサポート層111aを溶融除去することができる。   For example, by using water or a liquid containing water as a main component as the support material 110, the support layer 111a can be melted and removed by heating at several degrees Celsius.

次に、この立体造形装置による造形動作について説明する。   Next, the modeling operation by this three-dimensional modeling apparatus will be described.

この装置で造形を行うときには、硬化材供給手段113によって造形ステージ104の表面に硬化材102を滴下し、造形ステージ104の表面に硬化材102が濡れ広がった薄膜状の硬化材層102aを形成する。   When performing modeling with this apparatus, the curing material 102 is dropped on the surface of the modeling stage 104 by the curing material supply means 113, and a thin film-shaped curing material layer 102 a in which the curing material 102 spreads on the surface of the modeling stage 104 is formed. .

そして、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を移動させて、硬化材層102aの所要の位置に造形材107又はサポート材110を吐出して供給する。   Then, the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 are moved, and the modeling material 107 or the support material 110 is discharged and supplied to a required position of the cured material layer 102a.

硬化材層102aの所望の位置に吐出されて着弾した造形材107は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状の造形層108aが形成される。同じく、硬化材層102aの所望の位置に吐出されて着弾したサポート材110は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状のサポート層111aが形成される。   The modeling material 107 discharged and landed at a desired position of the hardened material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the hardened material 102, whereby a modeling layer 108a having a target shape is formed. Similarly, the support material 110 discharged and landed at a desired position of the hardened material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the hardened material 102, thereby forming a support layer 111a having a target shape.

これにより、造形ステージ104の表面に、1層目の造形層108aとサポート層111aが形成される。   As a result, the first modeling layer 108 a and the support layer 111 a are formed on the surface of the modeling stage 104.

その後、1層目の造形層108a及びサポート層111aの表面上に硬化材供給手段113によって硬化材102を滴下して、1層目の造形層108a及びサポート層111aの表面に硬化材層102aを形成する。   Thereafter, the curing material 102 is dropped on the surfaces of the first modeling layer 108a and the support layer 111a by the curing material supply means 113, and the curing material layer 102a is formed on the surfaces of the first modeling layer 108a and the support layer 111a. Form.

そして、1層目と同様に、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を移動させて、硬化材層102aの所要の位置に造形材107又はサポート材110を吐出して供給し、2層目の造形層108a及びサポート層111aを形成する。   Then, similarly to the first layer, the modeling material supply means 106 and the support material supply means 112 are moved, and the modeling material 107 or the support material 110 is discharged and supplied to a required position of the cured material layer 102a. The eye modeling layer 108a and the support layer 111a are formed.

この動作を繰り返して、造形ステージ104上に造形層108aが積層された立体造形物108を造形するとともに、サポート層111aが積層されたサポート部111を形成する。   By repeating this operation, the three-dimensional model 108 in which the modeling layer 108a is stacked on the modeling stage 104 is modeled, and the support part 111 in which the support layer 111a is stacked is formed.

造形層108aを形成する造形データは、造形する立体造形物108をスライスしたスライスデータとして制御装置109に与えられ、制御装置109が造形データに従って造形材供給手段106の位置及び供給(吐出)を制御することで、造形データに従った造形層108aが形成される。   The modeling data for forming the modeling layer 108a is given to the control device 109 as slice data obtained by slicing the three-dimensional model 108 to be modeled, and the control device 109 controls the position and supply (discharge) of the modeling material supply means 106 according to the modeling data. By doing so, the modeling layer 108a according to modeling data is formed.

サポート層111aを形成するための造形データも、造形層108aの造形データと同様にスライスデータとして与えられ、制御装置109がサポート材供給手段112の位置及び供給を制御することサポート層111aが形成される。   The modeling data for forming the support layer 111a is also given as slice data in the same manner as the modeling data of the modeling layer 108a, and the control device 109 controls the position and supply of the support material supply unit 112, thereby forming the support layer 111a. The

このように、液状の硬化材層を形成し、この液状の硬化材層に硬化材で固化される造形材を供給して層状造形物を形成することで、高精度の立体造形物を形成することができる。   In this way, a liquid cured material layer is formed, and a modeling material solidified with the curing material is supplied to the liquid cured material layer to form a layered modeled object, thereby forming a highly accurate three-dimensional modeled object. be able to.

また、硬化材層を形成して、当該硬化材層に造形材を吐出(供給)することで、硬化材の沸点が造形材の温度以下である場合(急激な沸騰が起こる条件)であっても、硬化材層の厚み(液膜の厚み)が薄いので、急激な沸騰が起こらない。この点でも、層状造形物の精度が高くなり、高精度の立体造形物を形成することができる。   In addition, by forming a curing material layer and discharging (supplying) the modeling material to the curing material layer, the boiling point of the curing material is equal to or lower than the temperature of the modeling material (a condition in which rapid boiling occurs) However, since the thickness of the hardened material layer (thickness of the liquid film) is thin, rapid boiling does not occur. Also in this respect, the accuracy of the layered object is increased, and a highly accurate three-dimensional object can be formed.

次に、本発明の第2実施形態について図2を参照して説明する。図2は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態では、造形ステージ104には、硬化材層102aに振動を付与する手段である超音波振動子122を備えている。超音波振動子122は制御装置109によって駆動される。超音波振動子122を駆動することで、造形ステージ104を介して硬化材層102aに振動を与えることができる   In the present embodiment, the modeling stage 104 includes an ultrasonic vibrator 122 that is a means for applying vibration to the hardened material layer 102a. The ultrasonic transducer 122 is driven by the control device 109. By driving the ultrasonic transducer 122, vibration can be applied to the hardened material layer 102a via the modeling stage 104.

超音波振動子122を動作させて、造形ステージ104上の硬化材層102aに超音波振動を付与することで、硬化材層102a中に微細な気泡を発生させる。   By operating the ultrasonic vibrator 122 and applying ultrasonic vibration to the hardening material layer 102a on the modeling stage 104, fine bubbles are generated in the hardening material layer 102a.

これにより、硬化材層102aに過熱が起こりにくく、沸点が低い硬化材102に造形材107が着弾したときに、急激な沸騰を起こりにくくすることができる。   Thus, overheating hardly occurs in the hardened material layer 102a, and when the modeling material 107 is landed on the hardened material 102 having a low boiling point, it is possible to prevent a sudden boiling.

次に、本発明の第3実施形態について図3を参照して説明する。図3は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態では、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112は、前記第1実施形態と同様に駆動軸部材121に保持されている。   In the present embodiment, the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 are held by the drive shaft member 121 as in the first embodiment.

一方、硬化材供給手段113は、造形槽101の造形ステージ104の表面に沿う方向に配置された駆動軸部材123に保持され、駆動軸部材123がアクチュエータ115によって回転駆動されることで往復移動される。アクチュエータ115は制御装置109によって駆動制御される。つまり、硬化材供給手段113は、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112とは独立して移動させることができる。   On the other hand, the hardener supply means 113 is held by a drive shaft member 123 disposed in a direction along the surface of the modeling stage 104 of the modeling tank 101, and is reciprocated as the drive shaft member 123 is rotationally driven by the actuator 115. The The actuator 115 is driven and controlled by the control device 109. That is, the hardening material supply means 113 can be moved independently of the modeling material supply means 106 and the support material supply means 112.

この装置では、アクチュエータ115を駆動制御して硬化材供給手段113を所要の位置に移動させ、硬化材供給手段113によって造形ステージ104の表面、あるいは、造形層108a及びサポート層111aの表面上に硬化材102を滴下させて硬化材層112aを形成する。   In this apparatus, the actuator 115 is driven and controlled to move the curing material supply means 113 to a required position, and the curing material supply means 113 cures the surface of the modeling stage 104 or the surfaces of the modeling layer 108a and the support layer 111a. The material 102 is dropped to form the hardened material layer 112a.

そして、アクチュエータ105を駆動制御して造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を所要の位置に移動させ、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112によって造形ステージ104表面上、又は、造形層108a及びサポート層111aの表面の硬化材層112aに対して造形材107及びサポート材110を供給する。   Then, the actuator 105 is driven and controlled to move the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 to the required positions, and the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 use the modeling stage 104 surface or the modeling layer. The modeling material 107 and the support material 110 are supplied to the hardened material layer 112a on the surface of 108a and the support layer 111a.

例えば、硬化材供給手段113のホームポジションを図3の左端とし、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112のホームポジションを図3の右端とする。硬化材供給手段113を右、左と往復させた後に、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を左、右と往復させる。   For example, the home position of the curing material supply unit 113 is the left end in FIG. 3, and the home position of the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 is the right end in FIG. After the hardener supply means 113 is reciprocated to the right and left, the modeling material supply means 106 and the support material supply means 112 are reciprocated to the left and right.

硬化材層102aの所望の位置に供給入された造形材107は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状の造形層108aが形成される。同じく、硬化材層102aの所望の位置に供給されたサポート材110は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状のサポート層111aが形成される。   The modeling material 107 supplied and supplied to the desired position of the hardened material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the hardened material 102, thereby forming a modeling layer 108a having a target shape. Similarly, the support material 110 supplied to a desired position of the curing material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the curing material 102, whereby the support layer 111a having a target shape is formed.

次に、本発明の第4実施形態について図4を参照して説明する。図4は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態では、造形ステージ104は造形槽101に固定配置されている。   In the present embodiment, the modeling stage 104 is fixedly arranged in the modeling tank 101.

一方、アクチュエータ105は、上下方向に配置された駆動軸部材124に保持され、駆動軸部材124がアクチュエータ116で回転駆動されることで昇降(高さ方向に移動)される。アクチュエータ105が昇降することで、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112は造形ステージ104に対して昇降する。   On the other hand, the actuator 105 is held by a drive shaft member 124 arranged in the vertical direction, and is moved up and down (moved in the height direction) when the drive shaft member 124 is rotationally driven by the actuator 116. As the actuator 105 moves up and down, the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 move up and down with respect to the modeling stage 104.

また、アクチュエータ105には、硬化材102を造形層108aの表面に沿う方向から供給する硬化材供給手段113を取り付けている。これにより、アクチュエータ105の昇降によって硬化材供給手段113も造形材供給手段106及びサポート材供給手段112に連動して昇降する。   Further, the actuator 105 is provided with a curing material supply means 113 that supplies the curing material 102 from a direction along the surface of the modeling layer 108a. As a result, the hardening material supply means 113 also moves up and down in conjunction with the modeling material supply means 106 and the support material supply means 112 as the actuator 105 moves up and down.

また、硬化材102を造形層108aの表面に沿う方向から供給することで、硬化材102は造形ステージ104の表面、又は、造形層108a及びサポート層111aの表面に層状化(薄膜化)され易い。   Further, by supplying the curing material 102 from the direction along the surface of the modeling layer 108a, the curing material 102 is easily layered (thinned) on the surface of the modeling stage 104 or the surfaces of the modeling layer 108a and the support layer 111a. .

この装置で造形を行うときには、アクチュエータ115を駆動制御して硬化材供給手段113を所要の位置に移動させ、硬化材供給手段113によって造形ステージ104表面上(1層目)、又は、造形層108a及びサポート層111aの表面上(2層目以降)に硬化材102を供給する。   When modeling with this apparatus, the actuator 115 is driven and controlled to move the curing material supply means 113 to a required position, and the curing material supply means 113 causes the modeling stage 104 surface (first layer) or modeling layer 108a. In addition, the curing material 102 is supplied onto the surface of the support layer 111a (second and subsequent layers).

そして、造形ステージ104の表面上、又は、造形層108a及びサポート層111aの表面上の硬化材層102aに対して、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112によって造形材107及びサポート材110を吐出して供給する。   Then, the modeling material 107 and the support material 110 are placed on the surface of the modeling stage 104 or the cured material layer 102a on the surface of the modeling layer 108a and the support layer 111a by the modeling material supply means 106 and the support material supply means 112. Discharge and supply.

硬化材層102aの所望の位置に着弾した造形材107は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状の造形層108aが形成される。同じく、硬化材層102aの所望の位置に注入されたサポート材110は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状のサポート層111aが形成される。   The modeling material 107 that has landed at a desired position of the curable material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the curable material 102, so that a modeling layer 108a having a target shape is formed. Similarly, the support material 110 injected into a desired position of the curing material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the curing material 102, whereby the support layer 111a having a target shape is formed.

そして、目的とする造形層108a及びサポート層111aを形成した後、アクチュエータ116を駆動して、造形ステージ104に対して、造形層一層分、硬化材供給手段113、造形材供給手段106、サポート材供給手段112を上昇させる。   Then, after the target modeling layer 108a and the support layer 111a are formed, the actuator 116 is driven, and the modeling stage is provided for one modeling layer, the curing material supply unit 113, the modeling material supply unit 106, and the support material. The supply means 112 is raised.

その後、硬化材102の供給、造形材107の供給、サポート材110の供給を行って次層の造形層108a及びサポート層111aの造形を繰り返すことで、立体造形物108及びサポート部111が造形される。   Thereafter, by supplying the curing material 102, the modeling material 107, and the support material 110 and repeating the modeling of the next modeling layer 108a and the support layer 111a, the three-dimensional modeled object 108 and the support part 111 are modeled. The

次に、本発明の第5実施形態について図5を参照して説明する。図5は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態では、硬化材供給手段113は、造形槽101の上部に固定配置され、硬化材102を造形層108aの表面に沿う方向から供給する。硬化材102を造形層108aの表面に沿う方向から供給することで、硬化材102は造形ステージ104の表面、又は、造形層108aの表面を流れて硬化材層102aが形成される。   In this embodiment, the hardening material supply means 113 is fixedly arranged on the upper part of the modeling tank 101, and supplies the hardening material 102 from the direction along the surface of the modeling layer 108a. By supplying the curing material 102 from the direction along the surface of the modeling layer 108a, the curing material 102 flows on the surface of the modeling stage 104 or the surface of the modeling layer 108a to form the curing material layer 102a.

一方、前記第1実施形態と同様に、造形ステージ104は昇降可能に配置され、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112は造形ステージ104の表面に沿う方向に移動可能に配置されている。   On the other hand, similarly to the first embodiment, the modeling stage 104 is arranged to be movable up and down, and the modeling material supply means 106 and the support material supply means 112 are arranged to be movable in a direction along the surface of the modeling stage 104.

この装置で造形を行うときには、造形ステージ104を、造形ステージ104の表面に硬化材供給手段113から一層の硬化材層102aを形成する硬化材102が供給される位置まで上昇させる。そして、硬化材供給手段113から造形ステージ104の表面に硬化材102を供給して硬化材層102aを形成する。   When performing modeling with this apparatus, the modeling stage 104 is raised to a position where the curing material 102 for forming one layer of the curing material layer 102 a is supplied from the curing material supply means 113 to the surface of the modeling stage 104. And the hardening material 102 is supplied to the surface of the modeling stage 104 from the hardening material supply means 113, and the hardening material layer 102a is formed.

その後、造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を移動させて、硬化材層102aに対して造形材107及びサポート材110を吐出して供給する。   Thereafter, the modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 are moved, and the modeling material 107 and the support material 110 are discharged and supplied to the cured material layer 102a.

硬化材層102aの所望の位置に吐出された造形材107は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状の造形層108aが形成される。同じく、硬化材層102aの所望の位置に吐出されたサポート材110は、硬化材102によって即時に凝固する(冷却固化される)ことで、目的形状のサポート層111aが形成される。   The modeling material 107 discharged to a desired position of the curable material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the curable material 102, thereby forming a modeling layer 108a having a target shape. Similarly, the support material 110 discharged to a desired position of the cured material layer 102a is immediately solidified (cooled and solidified) by the cured material 102, whereby the support layer 111a having a target shape is formed.

1層目の造形層108a及びサポート層111aを形成した後、造形ステージ104を一層分下降させ、1層目の造形層108a及びサポート層111aの表面上に硬化材供給手段113によって硬化材102を供給し、硬化材層102aを形成する。   After forming the first modeling layer 108a and the support layer 111a, the modeling stage 104 is lowered by one layer, and the curing material 102 is placed on the surfaces of the first modeling layer 108a and the support layer 111a by the curing material supply means 113. Then, the hardened material layer 102a is formed.

造形材供給手段106及びサポート材供給手段112を移動させて、硬化材層102aに対して造形材107及びサポート材110を吐出して供給し、2層目の造形層108a及びサポート層111aを形成する。以後同様の動作を繰り返して立体造形物108及びサポート部111を造形する。   The modeling material supply unit 106 and the support material supply unit 112 are moved, and the modeling material 107 and the support material 110 are discharged and supplied to the cured material layer 102a to form the second modeling layer 108a and the support layer 111a. To do. Thereafter, the same operation is repeated to form the three-dimensional structure 108 and the support unit 111.

このように、硬化材を供給する手段が移動しないことで、簡単な機構とすることができる。   Thus, since the means for supplying the curing material does not move, a simple mechanism can be obtained.

次に、本発明の第6実施形態について図6を参照して説明する。図6は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態では、硬化材として冷気102Aを使用している。硬化材供給手段113Aから冷気102Aを噴き出すことで、造形層108aから離れた位置からでも、冷気を、既存の造形層108a及サポート層111aの表面を供給して硬化材層102aを形成することができる。つまり、前記第5実施形態よりも硬化材供給手段113が造形層108aの形成領域から離間して配置されている。   In this embodiment, the cold air 102A is used as the curing material. By ejecting the cold air 102A from the hardener supply means 113A, the hard material layer 102a can be formed by supplying cold air from the position away from the modeling layer 108a to the surfaces of the existing modeling layer 108a and the support layer 111a. it can. That is, the hardener supply means 113 is arranged farther from the formation region of the modeling layer 108a than in the fifth embodiment.

なお、その他の造形工程などは第5実施形態と同様である。   The other modeling steps are the same as in the fifth embodiment.

これにより、硬化材供給手段113が移動しないことで、簡単な機構とすることができ、硬化材供給手段113を造形層108aの形成領域から離間できることで、造形材供給手段106、サポート材供給手段112の往復動作を阻害することがなくなり、設計自由度が向上する。   As a result, the hardening material supply means 113 does not move, so that a simple mechanism can be obtained, and the hardening material supply means 113 can be separated from the formation region of the modeling layer 108a, so that the modeling material supply means 106, the support material supply means The reciprocation of 112 is not hindered, and the degree of freedom in design is improved.

次に、上記各実施形態におけるサポート部の作用について図7及び図8を参照して説明する。図7は実施形態におけるサポート部の作用説明に供する説明図、図8は他のサポート部の説明に供する説明図である、   Next, the operation of the support portion in each of the above embodiments will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of the support unit in the embodiment, and FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining another support unit.

図7に示すように、上記各実施形態では、立体造形物108を構成する造形層108aとともにサポート層111aを形成している。つまり、造形層108aのオーバーハング部602の下側、側面部603や上面部604も含めて、各造形層108a毎にサポート層111aを形成することで、立体造形物108を包括するサポート部111を形成している。   As shown in FIG. 7, in each of the above embodiments, the support layer 111 a is formed together with the modeling layer 108 a constituting the three-dimensional model 108. That is, the support portion 111 that includes the three-dimensional structure 108 by forming the support layer 111a for each modeling layer 108a including the lower side of the overhang portion 602 of the modeling layer 108a, the side surface portion 603, and the upper surface portion 604. Is forming.

なお、この場合のサポート材は、造形層108aが結合することができる温度でも原型を保つ材料とする。立体造形物108を造形層108aが結合することができる温度に御し、造形層108aが結合した後、サポート部111を除去する。   In this case, the support material is a material that maintains the original shape even at a temperature at which the modeling layer 108a can be bonded. After the three-dimensional structure 108 is controlled to a temperature at which the modeling layer 108a can be bonded, and the modeling layer 108a is bonded, the support portion 111 is removed.

これに対して、サポート部111としては、図8に示すように、造形層108aのオーバーハング部602の下側にのみサポート層111aを形成する構成とすることもできる。   On the other hand, as shown in FIG. 8, the support part 111 can be configured to form the support layer 111a only below the overhang part 602 of the modeling layer 108a.

ここで、造形材が、硬化温度が高い場合や、細胞などの場合、一定の温度以上でないと結合しないため、常温に戻したときに支えが無い部分の形状が崩れてしまうことになる。この場合、図7に示す各実施形態で説明した包括的なサポート部111を形成することで、低温では結合しない材料で立体造形物108を造形した場合でも、サポート部111で支えられた状態で結合させながら常温に戻すことができる。   Here, when the modeling material has a high curing temperature or is a cell or the like, since it is not bonded unless the temperature is not lower than a certain temperature, the shape of the unsupported portion is broken when the temperature is returned to room temperature. In this case, by forming the comprehensive support portion 111 described in each embodiment shown in FIG. 7, even when the three-dimensional object 108 is formed with a material that is not bonded at a low temperature, it is supported by the support portion 111. It can be returned to room temperature while being bonded.

次に、立体造形物の解凍方法について説明する。   Next, a method for thawing a three-dimensional model will be described.

造形した立体造形物108の解凍や結合、及びサポート部(層)の除去は、重力方向上側から徐々に、自然解凍又は加熱制御しながら行うことが好ましい。   It is preferable to perform thawing and bonding of the three-dimensional modeled object 108 and removal of the support portion (layer) while gradually thawing or heating control gradually from the upper side in the direction of gravity.

これにより、低温では結合しない材料でも結合しながらサポート部(層)を除去でき、結合していない部分はサポート部が造形物を支えるので、形状を安定させた状態を長時間保持しながら立体造形物の解凍や結合を行うことができる。   As a result, the support part (layer) can be removed while bonding even with materials that do not bond at low temperatures, and the support part supports the modeled object in the unbonded part, so that the three-dimensional modeling is performed while maintaining a stable state for a long time Thaw and combine objects.

次に、本発明の第7実施形態について図9を参照して説明する。図9は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

造形槽101の上方には、温度制御された温風や赤外線など熱源を発生させ、立体造形物108を加熱する加熱手段である温調器118が配置されている。   Above the modeling tank 101, a temperature controller 118, which is a heating unit that generates a heat source such as warm air or infrared rays controlled in temperature and heats the three-dimensional model 108, is disposed.

造形ステージ104は、アクチュエータ103で昇降可能であり、硬化材102中に浸漬された立体造形物108を上昇させることができる。この造形ステージ104とアクチュエータ103で立体造形物108を上昇させる手段を構成している。   The modeling stage 104 can be moved up and down by the actuator 103, and can raise the three-dimensional model 108 immersed in the curing material 102. The modeling stage 104 and the actuator 103 constitute means for raising the three-dimensional model 108.

本実施形態では、立体造形物108及びサポート部111を徐々に上昇させながら、加熱手段である温調器118で加熱して、立体造形物108及びサポート部111を解凍ないし結合する。   In this embodiment, the three-dimensional object 108 and the support part 111 are heated by the temperature controller 118 which is a heating unit while being gradually raised, and the three-dimensional object 108 and the support part 111 are thawed or combined.

つまり、温調器118で立体造形物108及びサポート部111の上部が解凍又は結合した後、アクチュエータ103によって造形ステージ104をさらに上昇させ、まだ解凍又は結合していない部分を加熱して解凍又は結合させる。この動作を繰り返すことにより、立体造形物108及びサポート部111の全体を解凍又は結合させる。   That is, after the three-dimensional object 108 and the upper part of the support part 111 are thawed or combined by the temperature controller 118, the modeling stage 104 is further raised by the actuator 103, and the parts that have not been thawed or combined yet are heated to be thawed or combined. Let By repeating this operation, the three-dimensional object 108 and the entire support unit 111 are thawed or combined.

このように、造形した立体造形物を上部から下部に向かって順に解凍又は結合していくことで、途中で支えを失うことなく、立体造形物を解凍又は結合させることができる。これに対し、立体造形物108及びサポート部111全体を同時に加熱すると、解凍又は結合が表面から進行して、支えを失うことで、立体造形物108の形状が崩れてしまうことになる。   In this way, the three-dimensional modeled object can be thawed or combined without losing support on the way by sequentially thawing or combining the modeled three-dimensional modeled object from the upper part toward the lower part. On the other hand, if the three-dimensional object 108 and the entire support unit 111 are heated at the same time, the shape of the three-dimensional object 108 is broken by thawing or bonding progressing from the surface and losing the support.

なお、立体造形物の形状が積層方向と直交する方向の幅が広くなったり狭くなったりする形状である場合には、解凍又は結合に要する時間(解凍又は結合の速度)が部位によって異なる。そこで、幅広の部位を加熱して解凍又は結合させる場合には、幅狭の部位を加熱して解凍又は結合させる場合よりも、造形ステージを上昇させる速度を遅く、又は、造形ステージを上昇させるまでの待ち時間を長くする。   In addition, when the shape of the three-dimensional model is a shape in which the width in the direction orthogonal to the stacking direction is widened or narrowed, the time required for thawing or bonding (thawing or bonding speed) varies depending on the part. Therefore, when heating and thawing or bonding a wide part, the rate of raising the modeling stage is slower than when heating and thawing or combining a narrow part, or until the modeling stage is raised. Increase the waiting time.

このように、解凍又は結合に要する時間に合わせて造形ステージの上昇速度又はタイミングを制御することが好ましい。造形ステージの上昇速度又は上昇させるまでの待ち時間は、スライスデータの面積や詰まり具合から算出することができる。   As described above, it is preferable to control the rising speed or timing of the modeling stage in accordance with the time required for thawing or combining. The rising speed of the modeling stage or the waiting time until it is raised can be calculated from the area of the slice data and the degree of clogging.

次に、本発明の第8実施形態について図10を参照して説明する。図10は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic explanatory view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態は、前記第1実施形態におけるサポート材を供給するサポート材供給手段112を備えていない例である。   The present embodiment is an example in which the support material supply means 112 for supplying the support material in the first embodiment is not provided.

つまり、造形する立体造形物108が、積層方向において、上側の造形層108aが下側の造形層108bにすべて含まれる形状であるときには、サポート材によるサポート部を形成しないでも当該立体造形物108の造形を行うことができる。   That is, when the three-dimensional model 108 to be modeled has a shape in which the upper modeling layer 108a is entirely included in the lower modeling layer 108b in the stacking direction, the three-dimensional model 108 can be formed without forming a support portion using a support material. Modeling can be performed.

次に、本発明の第9実施形態について図11を参照して説明する。図11は同実施形態に係る立体造形装置の模式的説明図である。   Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment.

本実施形態では、造形槽101の上方には、造形材供給手段206と、サポート材供給手段212と、硬化材供給手段213とが配置されている。   In the present embodiment, a modeling material supply unit 206, a support material supply unit 212, and a curing material supply unit 213 are arranged above the modeling tank 101.

造形材供給手段206は、液状の造形材(造形剤を含む。)207を吐出して供給する。硬化材供給手段213は、液状の造形材207を固化させる液状の硬化材(硬化剤を含む。)202を吐出して供給する手段である。サポート材供給手段212は、硬化材202で固化されるサポート材(サポート剤を含む。)210を吐出して供給する手段である。   The modeling material supply unit 206 discharges and supplies a liquid modeling material (including a modeling agent) 207. The curing material supply unit 213 is a unit that discharges and supplies a liquid curing material (including a curing agent) 202 that solidifies the liquid modeling material 207. The support material supply unit 212 is a unit that discharges and supplies a support material (including a support agent) 210 that is solidified by the curing material 202.

造形材供給手段206によって造形ステージ104の表面、あるいは、既存の造形層108aの表面に液状の造形材207を滴下して供給することで、液状の造形材207が造形ステージ104の表面、あるいは、既存の造形層108aの表面で濡れ広がって薄膜状の造形材層207aが形成される。つまり、造形材供給手段206は、液状の造形材を供給する手段を構成している。   The liquid modeling material 207 is supplied to the surface of the modeling stage 104 by dropping the liquid modeling material 207 onto the surface of the modeling stage 104 or the surface of the existing modeling layer 108a by the modeling material supply means 206, or A thin modeling material layer 207a is formed by spreading on the surface of the existing modeling layer 108a. That is, the modeling material supply means 206 constitutes a means for supplying a liquid modeling material.

硬化材供給手段213によって造形材層207aの所要の位置に硬化材202を吐出することで、造形材層207aの造形材207が硬化材202によって固化されて、層状造形物である造形層108aが形成される。つまり、硬化材供給手段213は、造形材層に対して硬化材を供給する手段を構成している。   By discharging the curing material 202 to a required position of the modeling material layer 207a by the curing material supply means 213, the modeling material 207 of the modeling material layer 207a is solidified by the curing material 202, and the modeling layer 108a that is a layered modeling object is formed. It is formed. That is, the hardening material supply means 213 constitutes a means for supplying the hardening material to the modeling material layer.

サポート材供給手段212によって造形材層207aの所要の位置にサポート材210を吐出することで、サポート材210が造形材層207aの造形材207を固化させて、層状のサポート層211aが形成される。つまり、サポート材供給手段212は、造形材層に対してサポート材を供給する手段を構成している。   By discharging the support material 210 to a required position of the modeling material layer 207a by the support material supply unit 212, the support material 210 solidifies the modeling material 207 of the modeling material layer 207a, and the layered support layer 211a is formed. . That is, the support material supply means 212 constitutes means for supplying a support material to the modeling material layer.

本実施形態では、造形材層207aの所要の位置に硬化材202を吐出して、造形材層207aの造形材207を固化させることで、目的形状の造形層108aを形成することを繰り返して、立体造形物108を形成(造形)する。また、造形材層207aの所要の位置にサポート材210を吐出して、造形材層207aの造形材207を固化させることで、目的形状のサポート層111aを形成することを繰り返して、サポート部111を形成(造形)する。   In this embodiment, the curing material 202 is discharged to a required position of the modeling material layer 207a to solidify the modeling material 207 of the modeling material layer 207a, thereby repeatedly forming the modeling layer 108a of the target shape, A three-dimensional model 108 is formed (modeled). Further, the support member 111 is repeatedly formed by discharging the support material 210 to a required position of the modeling material layer 207a and solidifying the modeling material 207 of the modeling material layer 207a, thereby forming the support layer 111a having the target shape. Is formed (modeled).

次に、本発明の第10実施形態について図12ないし図14を参照して説明する。図12ないし図14は同実施形態に係る立体造形装置における硬化材層の形成工程の説明に供する模式的説明図である。   Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 thru | or FIG. 14 is typical explanatory drawing with which it uses for description of the formation process of the hardening material layer in the three-dimensional model | molding apparatus based on the embodiment.

本実施形態では、造形槽101内に液状の硬化材102が収容されている。造形槽101内には、立体造形物108が造形される造形ステージ104が昇降可能に配置されている。造形ステージ104は、造形槽101外に配置されたアクチュエータ103により昇降される。造形ステージ104上で造形層103を積層造形する。   In the present embodiment, a liquid curing material 102 is accommodated in the modeling tank 101. In the modeling tank 101, a modeling stage 104 on which the three-dimensional model 108 is modeled is disposed so as to be able to be moved up and down. The modeling stage 104 is moved up and down by an actuator 103 disposed outside the modeling tank 101. The modeling layer 103 is layered and modeled on the modeling stage 104.

本実施形態における硬化材層102aの形成工程について説明すると、造形層108a及びサポート層111aの表面に硬化材102が無い、若しくは、少ない図12に示す状態から造形ステージ104を下降させる。   The forming process of the hardening material layer 102a in the present embodiment will be described. The modeling stage 104 is lowered from the state shown in FIG. 12 in which the hardening material 102 is not present on the surfaces of the modeling layer 108a and the support layer 111a.

そして、図13に示すように、造形層108a及びサポート層111aの表面を液状の硬化材102内に浸漬する。その後、図14に示すように、造形ステージ104を上昇させて造形層108a及びサポート層111aの表面が硬化材102内から出した状態にする。これにより、造形層108a及びサポート層111aの表面には薄膜状の硬化材層102aが形成される。   And as shown in FIG. 13, the surface of the modeling layer 108a and the support layer 111a is immersed in the liquid hardening | curing material 102. FIG. Thereafter, as shown in FIG. 14, the modeling stage 104 is raised so that the surfaces of the modeling layer 108 a and the support layer 111 a come out of the hardened material 102. Thereby, the thin-film-shaped hardening material layer 102a is formed in the surface of the modeling layer 108a and the support layer 111a.

そこで、この硬化材層102aに造形材107及びサポート材110を吐出して、造形層108a及びサポート層111aを形成する。なお、初期状態では、上述したと同様の工程で、造形ステージ104の表面に硬化材層102aを形成する。   Therefore, the modeling material 107 and the support material 110 are discharged onto the cured material layer 102a to form the modeling layer 108a and the support layer 111a. In the initial state, the hardening material layer 102a is formed on the surface of the modeling stage 104 in the same process as described above.

なお、造形槽101内に液状の造形材107を収容して本実施形態と同様な動作を行うことで、造形層108a及びサポート層111aの表面に液状の造形材層107aを形成して、前記第9実施形態と同様な造形を行うことができる。   The liquid modeling material 107 is accommodated in the modeling tank 101 and the liquid modeling material layer 107a is formed on the surfaces of the modeling layer 108a and the support layer 111a by performing the same operation as in the present embodiment. Modeling similar to that of the ninth embodiment can be performed.

上記各実施形態において、液状の造形材としては、未硬化液状樹脂、例えばユリア樹脂、エポキシ樹脂などを使用できる。これに対する硬化材としては、例えば、酸無水物やアミン類あるいはこの混合液などを使用できる。また、液状の造形材としては、例えば、水、ゼラチン水溶液、ゲル材料など、硬化材としては、冷却したグリセリン水溶液、液体窒素などを使用できる。   In the above embodiments, as the liquid modeling material, an uncured liquid resin such as a urea resin or an epoxy resin can be used. As a curing material for this, for example, an acid anhydride, an amine, or a mixed solution thereof can be used. Moreover, as a liquid modeling material, water, gelatin aqueous solution, a gel material etc. can be used, for example, as a hardening material, cooled glycerol aqueous solution, liquid nitrogen etc. can be used.

101 造形槽
102 硬化材
102a 硬化材層
104 造形ステージ
106 造形材供給手段
107 造形材
108 立体造形物
108a 造形層(層状造形物)
110 サポート材
111a サポート層
111 サポート部
112 サポート材供給手段
113 硬化材供給手段
202 硬化材
206 造形材供給手段
207 造形材
207a 造形材層
210 サポート材
212 サポート材供給手段
213 硬化材供給手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Modeling tank 102 Curing material 102a Curing material layer 104 Modeling stage 106 Modeling material supply means 107 Modeling material 108 Three-dimensional modeled object 108a Modeling layer (layered modeled object)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Support material 111a Support layer 111 Support part 112 Support material supply means 113 Curing material supply means 202 Curing material 206 Modeling material supply means 207 Modeling material 207a Modeling material layer 210 Support material 212 Support material supply means 213 Curing material supply means

Claims (10)

層状造形物を積層して立体造形物を造形する立体造形装置であって、
液状の硬化材層を形成し、前記硬化材層に対して造形材を供給し、前記硬化材層の前記硬化材で前記造形材が固化された前記層状造形物を形成する手段を備えている
ことを特徴とする立体造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus that stacks layered modeling objects to model a three-dimensional modeling object,
A liquid curing material layer is formed, a modeling material is supplied to the curing material layer, and the layered modeling object in which the modeling material is solidified by the curing material of the curing material layer is provided. The three-dimensional modeling apparatus characterized by this.
前記液状の硬化材を供給する手段と、
前記造形材を供給する手段と、を有し、
前記硬化材を供給する手段は、前記造形材を供給する手段とともに移動しながら前記硬化材を供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の立体造形装置。
Means for supplying the liquid curing material;
Means for supplying the modeling material,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the means for supplying the curing material supplies the curing material while moving together with the means for supplying the modeling material.
前記液状の硬化材を供給する手段を有し、
前記硬化材を供給する手段は、前記層状造形物の表面に沿う方向から前記硬化材を供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の立体造形装置。
Means for supplying the liquid curing material;
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the means for supplying the curing material supplies the curing material from a direction along a surface of the layered structure.
前記液状の硬化材が収容された造形槽内で、
前記立体造形物が造形される造形ステージを下降させて、前記造形ステージの表面又は前記層状造形物の表面を前記液状の硬化材内に浸漬した後、
造形ステージを上昇させて、前記造形ステージの表面又は前記層状造形物の表面を前記液状の硬化材内から出し、前記造形ステージの表面又は前記層状造形物の表面に薄膜状の前記硬化材層を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の立体造形装置。
In a modeling tank containing the liquid curing material,
After lowering the modeling stage on which the three-dimensional model is modeled, the surface of the modeling stage or the surface of the layered model is immersed in the liquid curing material,
The modeling stage is raised, the surface of the modeling stage or the surface of the layered model is taken out from the liquid cured material, and the thin curing material layer is formed on the surface of the modeling stage or the surface of the layered model The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional modeling apparatus is formed.
前記液状の硬化材層に対してサポート材を供給する手段を備え、
前記硬化材層の前記硬化材で前記サポート材が固化された層状のサポート層を形成し、
前記サポート層で、前記層状造形物のオーバーハング部を支えるサポート部、又は、造形する立体造形物を包括して支えるサポート部を形成する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の立体造形装置。
Means for supplying a support material to the liquid cured material layer;
Forming a layered support layer in which the support material is solidified with the cured material of the cured material layer;
The support layer that forms a support portion that supports an overhang portion of the layered structure or a support portion that comprehensively supports a three-dimensional structure to be formed is formed in the support layer. 3D modeling equipment.
造形された前記立体造形物を上方から加熱して前記立体造形物を解凍する手段を備えている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の立体造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising means for heating the three-dimensional modeled object from above to defrost the three-dimensional modeled object.
前記立体造形物の融点又はガラス転移点が温度T[℃]であるとき、
前記温度Tは造形環境又は立体造形物の使用環境温度よりも低い温度であり、
前記硬化材は、温度T以下に冷却した凝固点が温度Tより低い物質、又は、沸点が温度T以下の物質である
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の立体造形装置。
When the melting point or glass transition point of the three-dimensional structure is a temperature T [° C.]
The temperature T is a temperature lower than the modeling environment or the use environment temperature of the three-dimensional model,
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the curing material is a substance having a freezing point lower than the temperature T cooled to a temperature T or lower or a substance having a boiling point of the temperature T or lower.
造形材を冷却固化させる硬化材に対して前記造形材を供給して層状造形物を形成し、前記層状造形物を積層して立体造形物を造形する立体造形装置であって、
前記立体造形物を上昇させる手段と、
前記立体造形物を加熱する加熱手段と、を備え、
前記上昇させる手段で前記立体造形物を徐々に上昇させながら前記加熱手段で加熱して、前記立体造形物を解凍する
ことを特徴とする立体造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus for forming a three-dimensional structure by supplying the modeling material to a curing material that cools and solidifies the modeling material to form a layered structure, and laminating the layered structure.
Means for raising the three-dimensional structure;
Heating means for heating the three-dimensional structure,
A three-dimensional modeling apparatus, wherein the three-dimensional model is heated by the heating unit while the three-dimensional model is gradually raised by the raising means, and the three-dimensional model is thawed.
前記立体造形物を上昇させる速度は前記立体造形物が解凍又は結合する速度に応じて変化される
ことを特徴とする請求項8に記載の立体造形装置。
The three-dimensional model | molding apparatus of Claim 8 with which the speed which raises the said three-dimensional model | molding object is changed according to the speed | rate which the said three-dimensional model | molding object thaw | decombines or couple | bonds.
層状造形物を積層して立体造形物を造形する立体造形装置であって、
液状の造形材層を形成し、前記液状の造形材層に対して硬化材を供給して、前記造形材層の前記造形材が前記硬化材で固化された前記層状造形物を形成する手段を備えている
ことを特徴とする立体造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus that stacks layered modeling objects to model a three-dimensional modeling object,
Forming a liquid modeling material layer, supplying a curing material to the liquid modeling material layer, and forming the layered modeling object in which the modeling material of the modeling material layer is solidified with the curing material A three-dimensional modeling apparatus comprising:
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