JP2017200727A - 三次元造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置台と三次元造形物との造形時の固定性と、造形後の分離性との両立を図ることが出来る三次元造形装置を提供する。【解決手段】載置台であるステージ４の上で造形材料を固化させて造形物を造形する三次元造形装置１において、ステージ４は、貫通穴４６ａが設けられた穴板部材である上部プレート４６と、上部プレート４６の下方の貫通穴４６ａに対応する位置に、貫通穴４６の貫通方向である上方に突き出した突起である凸部４７ａを有する突起部材である下部プレート４７と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、三次元造形装置に関するものである。

従来、載置台の上で造形材料を固化させて所望の三次元形状をもった立体物（三次元造形物）を造形する三次元造形装置が知られている。

例えば、特許文献１には、載置台（造形プレート）上の粉末層の所定箇所に光を照射して固化層を形成し、得られた固化層の上に新たな粉末層を形成して光を照射する工程を繰り返し行うことで三次元造形物を造形する三次元造形装置が開示されている。この三次元造形装置では、載置台の上面に凹部が設けられており、造形時には、造形材料の粉末が凹部内で固化し、三次元造形物の一部が凹部内に造形される。このため、三次元造形物の一部と凹部とを局所的に嵌合させることによって三次元造形物と載置台との固定性が向上し、造形時に載置台から三次元形状造形物が剥離することを防止することができる。

載置台の上で造形材料を固化させて三次元造形物を造形すると、載置台の表面における固化する前の造形材料が接触していた部分では、載置台の表面と三次元造形物とが接着する。
特許文献１の構成では、載置台における平面部分と三次元造形物とが接着するとともに、載置台の平面部分に設けられた凹部の内部の表面と三次元形状造形物における凹部の内部に入り込んだ部分の表面とも接着する。このため、凹部を備えない平面のみの載置台を用いる構成に比べて、接着部の面積が広くなるとともに、接着部の形状が複雑となる。このような構成で、全ての接着部を一度に剥離させて載置台と三次元造形物とを分離しようとすると、三次元造形物に無理な力が掛かり、三次元造形物の破損や三次元造形物の品質の劣化が生じることがある。
このような問題は、粉体層に光を照射して固化層を形成する造形を行う方式に限らず、熱溶解積層法（ＦＤＭ）等、載置台の上で造形材料を固化させて三次元造形物を造形する方式であれば同様の問題が生じ得る。

上述した課題を解決するために、本発明は、載置台の上で造形材料を固化させて三次元造形物を造形する三次元造形装置において、前記載置台は、貫通穴が設けられた穴板部材と、前記穴板部材の下方の前記貫通穴に対応する位置に前記貫通穴の貫通方向に突き出した突起を有する突起部材と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、載置台の上で造形材料を固化させて三次元造形物を造形する構成で、載置台と三次元造形物との造形時の固定性と、造形後の分離性との両立を図ることが出来るという優れた効果がある。

本実施形態における三次元造形装置のステージの構成の説明図、（ａ）は、上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の説明図、（ｂ）は、上部プレートと下部プレートとを分離させた状態の説明図。 本実施形態における三次元造形装置の構成を模式的に示す説明図。 本実施形態における三次元造形装置の内部に設けられるチャンバーの外観を示す斜視図。 本実施形態における三次元造形装置の図３中の手前部分を切断して除外した状態の斜視図。 本実施形態の三次元造形装置の制御ブロック図。 本実施形態のステージの上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。 上部プレートの具体的な構成の一例の説明図、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面説明図。 造形時のステージと、一つの射出ノズルに対応する造形ヘッドとの部分断面図。 ステージから造形物を分離する一つ目の分離方法の説明図。 ステージから造形物を分離する二つ目の分離方法の説明図。 変形例１のステージの上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。 変形例２のステージの模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は一つ目の下部プレートの側面図、（ｃ）は二つ目の下部プレートの側面図、（ｄ）は一つ目の下部プレートを用いたステージの側面図、（ｅ）は二つ目の下部プレートを用いたステージの側面図。 変形例３のステージの上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。 変形例４のステージの上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。 変形例５のステージの上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。 変形例５のステージの斜視図。 変形例６のステージの上部プレートと下部プレートとを重ねた状態の模式図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。 変形例６のステージの斜視図。 変形例７のステージの模式図。

以下、本発明を、熱溶解積層法（ＦＤＭ）により三次元造形物を造形する三次元造形装置に適用した一実施形態について説明する。
本発明を適用する三次元造形装置は、熱溶解積層法（ＦＤＭ）に限定されるものではなく、載置台の上で造形材料を固化させて三次元造形物を造形する三次元造形装置であれば、他の造形方法で三次元造形物を造形する三次元造形装置にも適用可能である。

図２は、本実施形態における三次元造形装置１の構成を示す説明図である。
図３は、本実施形態における三次元造形装置１の内部に設けられるチャンバーの外観を示す斜視図である。
図４は、本実施形態における三次元造形装置１の前方部分を切断して除外した状態の斜視図である。

三次元造形装置１は、本体フレーム２の内部にチャンバー３を備えている。チャンバー３の内部は、三次元造形物を造形するための処理空間となっており、その処理空間内すなわちチャンバー３の内部には、載置台を構成するステージ４が設けられている。このステージ４上に三次元造形物が造形される。また、このステージ４は、詳細は後述する上部プレート４６と下部プレート４７とを有する。さらに、三次元造形装置１はステージ４の温度を制御するステージ温度制御部５を備える。

チャンバー３の内部におけるステージ４の上方には、造形手段としての造形ヘッド１０が設けられている。造形ヘッド１０は、その下方に造形材料であるフィラメントを射出する射出ノズル１１を有する。本実施形態では、造形ヘッド１０上に四つの射出ノズル１１が設けられているが、射出ノズル１１の数は任意である。また、造形ヘッド１０には、個々の射出ノズル１１に供給されるフィラメントを加熱する発熱手段としての造形材料加熱手段であるヘッド加熱部１２が設けられている。

フィラメントは、細長いワイヤー形状であり、巻き回された状態で三次元造形装置１にセットされており、フィラメント供給部６により造形ヘッド１０上の個々の射出ノズル１１へそれぞれ供給される。フィラメントは、射出ノズル１１ごとに異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。本実施形態においては、フィラメント供給部６により供給されるフィラメントをヘッド加熱部１２で加熱して軟化し、軟化して流動性を有する状態のフィラメントを所定の射出ノズル１１から押し出すようにして射出する。これにより、ステージ４上に層状の造形構造物を順次積層して、三次元造形物を造形する。

造形ヘッド１０上の射出ノズル１１には、造形材料のフィラメントではなく、三次元造形物を構成しないサポート材が供給される場合がある。このサポート材は、通常、造形材料のフィラメントとは異なる材料で形成され、最終的にはフィラメントで形成された三次元造形物から除去される。このサポート材も、ヘッド加熱部１２で加熱されて軟化し、流動性を有する状態のサポート材が所定の射出ノズル１１から押し出されるように射出されて、層状に順次積層される。

造形ヘッド１０は、装置左右方向（図３及び図４中の左右方向＝Ｘ軸方向）に延びるＸ軸駆動機構２１に対し、連結部材２１ａを介して、そのＸ軸駆動機構２１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。造形ヘッド１０は、Ｘ軸駆動機構２１の駆動力により、装置左右方向（Ｘ軸方向）へ移動することができる。造形ヘッド１０は、ヘッド加熱部１２によって加熱されて高温になるため、その熱がＸ軸駆動機構２１に伝わりにくいように、連結部材２１ａを低伝熱性のものとするのが好ましい。

Ｘ軸駆動機構２１の両端は、それぞれ、装置前後方向（図３及び図４中の前後方向＝Ｙ軸方向）に延びるＹ軸駆動機構２２に対し、そのＹ軸駆動機構２２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動機構２１がＹ軸駆動機構２２の駆動力によってＹ軸方向に沿って移動することにより、造形ヘッド１０はＹ軸方向に沿って移動することができる。

一方、ステージ４は、本体フレーム２に固定され、装置上下方向（図３及び図４中の上下方向＝Ｚ軸方向）に延びるＺ軸駆動機構２３に対し、そのＺ軸駆動機構２３の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。ステージ４は、Ｚ軸駆動機構２３の駆動力により、装置上下方向（Ｚ軸方向）へ移動することができる。

また、本実施形態においては、チャンバー３の内部（処理空間）に、チャンバー３内を加熱する処理空間加熱手段としてのチャンバー用ヒーター７が設けられている。本実施形態においては、熱溶解積層法（ＦＤＭ）で三次元造形物を造形するため、チャンバー３内の温度を目標温度に維持した状態で、造形処理を行うことが望ましい。そのため、本実施形態では、造形処理を開始する前に、予めチャンバー３内の温度を目標温度まで昇温させる予熱処理を行う。チャンバー用ヒーター７は、この予熱処理中には、チャンバー３内を目標温度まで昇温させるためにチャンバー３内を加熱するとともに、造形処理中には、チャンバー３内の温度を目標温度に維持するためにチャンバー３内を加熱する。チャンバー用ヒーター７の動作は、制御部１００によって制御される。

また、チャンバー３は、断熱材料によって構成されており、あるいは、断熱材が設けられた部材によって構成されており、チャンバー３内の熱が外部へ逃げることが抑制された構成となっている。特に、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構２１、Ｙ軸駆動機構２２及びＺ軸駆動機構２３が、チャンバー３の外部に配置されている。よって、Ｘ軸駆動機構２１、Ｙ軸駆動機構２２及びＺ軸駆動機構２３は、チャンバー３内の高温に曝されず、安定した駆動制御が実現される。

ここで、Ｘ軸駆動機構２１及びＹ軸駆動機構２２の駆動対象は造形ヘッド１０であり、その造形ヘッド１０の一部（射出ノズル１１を含む造形ヘッド１０の先端部分）がチャンバー３内に配置されている。本実施形態では、造形ヘッド１０をＸ軸方向へ移動させてもチャンバー３の内部が外部から遮蔽される構成となっている。具体的には、チャンバー３の上面は、図３及び図４に示すように、Ｙ軸方向に長尺な複数のＸ軸スライド断熱部材３ＡがＸ軸方向へ並べて配設された構成となっている。そして、隣接するＸ軸スライド断熱部材３Ａ間は互いにＸ軸方向へ相対的にスライド移動可能に構成されている。これにより、Ｘ軸駆動機構２１により造形ヘッド１０をＸ軸方向へ移動させても、これに応じて複数のＸ軸スライド断熱部材３ＡがそれぞれＸ軸方向へスライド移動し、チャンバー３の上面が常にＸ軸スライド断熱部材３Ａによって覆われる。

また、造形ヘッド１０が貫通するチャンバーの上面部分においては、図３及び図４に示すように、複数のＹ軸スライド断熱部材３ＢがＹ軸方向へ並べて配設された構成となっている。隣接するＹ軸スライド断熱部材３Ｂ間は互いにＹ軸方向へ相対的にスライド移動可能に構成されている。これにより、Ｙ軸駆動機構２２によりＸ軸駆動機構２１上の造形ヘッド１０をＹ軸方向へ移動させても、これに応じて複数のＹ軸スライド断熱部材３ＢがそれぞれＹ軸方向へスライド移動し、チャンバー３の上面が常にＹ軸スライド断熱部材３Ｂによって覆われる。

また、Ｚ軸駆動機構２３の駆動対象はステージ４であり、その駆動対象がチャンバー３内に配置されている。本実施形態では、ステージ４をＺ軸方向へ移動させてもチャンバー３の内部が外部から遮蔽される構成となっている。具体的には、チャンバー３の外側壁面には、図３及び図４に示すように、Ｚ軸駆動機構２３とステージ４との連結部を貫通させるスライド孔３ＣがＺ軸方向に延びるように形成されている。このスライド孔３Ｃは、断熱材料からなる可撓性のシール部材３Ｄによってシールされている。Ｚ軸駆動機構２３によりステージ４をＺ軸方向へ移動させる際、Ｚ軸駆動機構２３とステージ４との連結部は、可撓性のシール部材３Ｄを弾性変形させながらスライド孔３Ｃに沿ってＺ軸方向へ移動する。よって、チャンバー３の側面に形成されたスライド孔３Ｃは、常にシール部材３Ｄによって覆われる。

そのほか、本実施形態においては、チャンバー３の外部であって三次元造形装置１の内部の空間を冷却させるための装置内冷却装置８や、造形ヘッド１０の射出ノズル１１を清掃するためのノズル清掃部９などが設けられている。

図５は、本実施形態の三次元造形装置１の制御ブロック図である。
本実施形態においては、造形ヘッド１０のＸ軸方向位置を検出するＸ軸ポジション検出機構２４が設けられている。Ｘ軸ポジション検出機構２４の検出結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検出結果に基づいてＸ軸駆動機構２１を制御して、造形ヘッド１０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。

また、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構２１のＹ軸方向位置（造形ヘッド１０のＹ軸方向位置）を検出するＹ軸ポジション検出機構２５が設けられている。Ｙ軸ポジション検出機構２５の検出結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検出結果に基づいてＹ軸駆動機構２２を制御することにより、Ｘ軸駆動機構２１上の造形ヘッド１０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。

また、本実施形態においては、ステージ４のＺ軸方向位置を検出するＺ軸ポジション検出機構２６が設けられている。Ｚ軸ポジション検出機構２６の検出結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検出結果に基づいてＺ軸駆動機構２３を制御して、ステージ４を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。

制御部１００は、このようにして造形ヘッド１０及びステージ４の移動制御を行うことにより、チャンバー３内における造形ヘッド１０とステージ４との相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に位置させることができる。

本実施形態の三次元造形装置１で三次元造形物を造形するときには、熱溶解積層法（ＦＤＭ）でステージ４の上に三次元造形物を造形し、造形後の三次元造形物をステージ４から取り外す作業を含む。
造形時は、造形精度向上の観点から、造形材料固定部であるステージ４等の載置台に対して三次元造形物を強固に固定する「固定性」が求められる。一方、造形後は、載置台に対して三次元造形物を容易に取り外すことができる「分離性」が求められる。このように、ステージ４には造形物の固定性と分離性との相反する特性を有することが求められる。
造形材料としてフィラメント等の樹脂を用いた場合、軟化温度から凝固温度まで温度を低下させる工程を含み、その過程で熱収縮を伴う。熱収縮により、造形物の内部応力に歪が生じ、造形物端部に変形が起こる、いわゆる反りが発生する。

造形物の反り防止のために、造形物を造形材料固定部材に強固に固定することが求められる。造形物と造形材料固定部材との接着面積を増やすため、造形材料固定部材表面を意図的に粗くしたり、凹凸形状を設けたりすることで、アンカー効果によって造形物の第一層目と造形材料固定部材との固定性の改善を図ることが考えられる。
しかし、この場合、固定性が向上するものの、分離性に乏しく、造形物を取り外す際に、その固定性の大きさから、造形物の破損や品質の劣化につながることがある。

図１は、本実施形態の三次元造形装置１のステージ４の特徴的な構成の説明図である。
図１に示すように、ステージ４は、上部プレート４６と下部プレート４７とを備える。図１（ａ）は、上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の説明図であり、図１（ｂ）は、上部プレート４６と下部プレート４７とを分離させた状態の説明図である。

上部プレート４６は、複数の貫通穴４６ａが設けられた板状の部材である。下部プレート４７は、貫通穴４６ａを貫通するように突き出し、上部プレート４６に対する突き出し量が変更可能な複数の凸部４７ａを有する凸部形成部材４７ｂが突起支持体４７ｃの上面に固定された板状の部材である。

Ｚ軸駆動機構２３は、上部プレート４６を上下方向へ移動させる上部プレート駆動機構２３ａと、下部プレート４７を上下方向に移動させる下部プレート駆動機構２３ｂとを備える。
図１（ａ）に示すように、上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態で、上部プレート駆動機構２３ａと下部プレート駆動機構２３ｂとに同じ駆動を入力することで上部プレート４６と下部プレート４７とを一体的に上下方向に移動させることができる。
図１に示す状態では、凸部形成部材４７ｂの凸部４７ａが貫通穴４６ａを貫通し、凸部４７ａの先端が上部プレート４６の上面よりも上方に突き出している。

図１（ａ）に示す状態から下部プレート駆動機構２３ｂのみを駆動し、下部プレート４７を下方に移動させると、図１（ｂ）に示すように下部プレート４７が上部プレート４６から分離する。このように下部プレート駆動機構２３ｂと上部プレート駆動機構２３ａとに異なる駆動を入力することで、上部プレート４６と下部プレート４７との相対的な位置が変化する。これにより、下部プレート４７が備える凸部形成部材４７ｂの凸部４７ａの上部プレート４６に対する突き出し量を変更することができる。

本実施形態の三次元造形装置１では、造形時には上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねて、凸部４７ａの先端が上部プレート４６の上面よりも上方に突き出している上体で上部プレート４６と下部プレート４７とを一体的に上下方向に移動させる。また、造形後は、図１（ｂ）に示すように、上部プレート４６と下部プレート４７とを分離させる。これにより、載置台であるステージ４と造形物との造形時の固定性と、造形後の分離性とを両立する。
造形時の固定性を向上することで、造形精度の向上を図ることができ、造形後の分離性を向上することで、造形後の造形物を取り外す作業の作業性の改善を図ることができる。

造形時には、凸部４７ａにおける上部プレート４６の上面よりも上方に突き出している部分と造形物の底面部分とを局所的に嵌合させることができ、ステージ４からの造形物の剥離を防止するアンカー効果を得ることが出来る。これにより、造形時の固定性の向上を図ることができる。また、凸部４７ａが造形物の底面部分に刺さるように造形物が造形されることで、凸部４７ａの表面と造形物とが接着し、造形物とステージ４の表面との接着面積が増加する。さらに、上部プレート４６の貫通穴４６ａや貫通穴４６ａと凸部４７ａとの隙間に造形材料が入り込んで硬化することで、造形物とステージ４との接着面積が増加する。このように接着面積が増加することにより、アンカー効果を得ることができ、造形時の固定性の向上を図ることができる。

造形後には、上部プレート４６と下部プレート４７とを相対的に上下方向に移動させ、造形物に対して上下方向（Ｚ軸方向）の力を与えることによって、ステージ４を構成する上部プレート４６と下部プレート４７とから造形物を分離させる。
具体的には、上部プレート４６に対して下部プレート４７を下方に移動させることで、造形物は凸部４７ａとの接着面によって下方に引っ張られるが、造形物の底面部は上部プレート４６の上面に接触している。このため、造形物は凸部４７ａに追従することができず、造形物と凸部４７ａとの接着面が剥がれる。これにより、造形物と下部プレート４７とを容易に分離させることができる。この状態では、上部プレート４６と造形物とが接着しているが、平面状の載置台に造形物を造形する構成と同等の分離性を得ることが出来る。

また、上部プレート４６に対して下部プレート４７を下方に移動させる前後の何れかのタイミングで、上部プレート４６に対して下部プレート４７を造形時よりも上方に移動させてもよい。この移動により、造形物は凸部４７ａによって上方に押し上げられら、造形物と上部プレート４６との接着面が剥がれる。このように造形物と上部プレート４６との接着面を剥がし、上述したように、造形物と下部プレート４７とを分離させると、造形物とステージ４との間の接着面がなくなり、平面状の載置台に造形物を造形する構成よりも高い分離性を得ることが出来る。

図６は、本実施形態の三次元造形装置１が備えるステージ４の上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の模式図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図である。
図７は、上部プレート４６の具体的な構成の一例の説明図である。図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は上部プレート４６を図７（ａ）中の矢印Ａ方向から見た正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＢ−Ｂ断面における上部プレート４６の断面説明図である。

図７に示す上部プレート４６では、複数の貫通穴４６ａが設けられた穴開き板４６ｂを、穴開き板支持板４６ｃ、側方支持部材４６ｄ、奥側突き当て部４６ｅ及び手前側固定部４６ｆで支持する構成である。
図７に示す上部プレート４６では、側方支持部材４６ｄ、奥側突き当て部４６ｅ及び手前側固定部４６ｆによって穴開き板４６ｂを保持する外枠を形成する。
穴開き板支持板４６ｃは、穴開き板４６ｂの下方となる部分に開口部４６ｇが設けられており、下部プレート４７の凸部形成部材４７ｂが開口部４６ｇに嵌ることで、下部プレート４７に対して上部プレート４６が固定される。

図１を用いて説明したように、下部プレート駆動機構２３ｂと上部プレート駆動機構２３ａとに異なる駆動を入力することができる。これにより、下部プレート４７と上部プレート４６との上面を水平状態に保ったまま、上部プレート４６の開口部４６ｇに対して下部プレート４７の凸部形成部材４７ｂを抜き差しすることができる。

本実施形態のステージ４は図６に示しているように、貫通穴４６ａが開いている上部プレート４６が上部に、上方に突き出した凸部４７ａを有する下部プレート４７が下部に配置され、二種類の板状の部材が上下に重なり一体となった状態で造形が行われる。
上部プレート４６は、上下方向に貫通する貫通穴４６ａが開いており、下部プレート４７の凸部４７ａは、貫通穴４６ａと対向する位置に配置されている。これにより、上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねたときに、複数の凸部４７ａの全てが何れかの貫通穴４６ａを貫通する。このため、凸部４７ａが上部プレート４６の貫通穴４６ａ以外の部分に突き当たって干渉することを防止できる。貫通穴４６ａの数は、凸部４７ａの数よりも多くてもよい。

図８は、造形時のステージ４と、一つの射出ノズル１１に対応する造形ヘッド１０との部分断面図である。
本実施形態の造形ヘッド１０の四つの射出ノズル１１は、それぞれ個別のヘッド加熱部１２に接続されており、制御部１００は個々のヘッド加熱部１２を個別に制御することができる。これにより、射出ノズル１１ごとにフィラメント４０あるいはサポート材をヘッド加熱部１２で個別に加熱することができる。以下の説明では、フィラメント４０を加熱する場合について説明する。

射出ノズル１１が接続されたヘッド加熱部１２は、図８に示すように、断熱材料からなる断熱部１４に取り付けられており、ヘッド加熱部１２同士の間に断熱部１４の断熱材料が介在している。これにより、加熱処理中のヘッド加熱部１２の熱が他のヘッド加熱部１２に伝搬して、他の射出ノズル１１のフィラメント４０が加熱されるのを抑制している。

また、ヘッド加熱部１２に対して射出ノズル１１の反対側、すなわち、ヘッド加熱部１２に対してフィラメント４０の移送方向上流側には、冷却部１３が設けられている。冷却部１３は、アルミニウムなどの伝熱性の高い吸熱材料からなる。
冷却部１３には、ヘッド加熱部１２の反対側の端部、すなわち、フィラメント４０の移送方向上流側の端部に、フィラメント４０を導入するための導入部１３ｂが射出ノズル１１ごとに設けられている。ヘッド加熱部１２及び冷却部１３には、導入部１３ｂから導入されたフィラメント４０を射出ノズル１１まで移送するための移送路となる移送孔（１２ａ，１３ａ）がそれぞれ形成されている。

本実施形態では、ヘッド加熱部１２のフィラメント移送方向上流側に、冷却部１３が設けられている。冷却部１３を構成する吸熱材料は、フィラメント４０が通る冷却移送孔１３ａに隣接しており、冷却部１３は、冷却移送孔１３ａ内のフィラメント４０の熱を吸収して冷却する。これにより、ヘッド加熱部１２による造形材料の加熱範囲が造形材料移送方向上流側へ拡がるのを抑制している。

ヘッド加熱部１２は、加熱移送孔１２ａ内のフィラメント４０を加熱して軟化し、流動性を有する状態となった軟化フィラメント４０ａが射出ノズル１１へ移送される。射出ノズル１１から押し出すようにして射出される軟化フィラメント４０ａは、凸部４７ａが突き出たステージ４の上面に供給され、層状の造形構造物を順次積層して、三次元造形物を造形する。ステージ４の上面に供給された軟化フィラメント４０ａが固化することで三次元造形物である造形物４０ｂ（図９及び図１０参照）が造形される。
造形終了後は、上部プレート４６に対して凸部４７ａが相対的に上下方向に移動することで造形物４０ｂをステージ４から分離する。

図９及び図１０は、造形後にステージ４から造形物４０ｂを分離する方法の説明図である。
図９は、一つ目の分離方法の説明図である。

図９（ａ）は、造形終了直後の造形物４０ｂとステージ４との断面説明図である。図９に示す方法では、上部プレート４６を停止させた状態で、図９（ａ）中の矢印Ｃで示すように下部プレート４７を上昇させる。これにより、図９（ｂ）に示すように凸部４７ａが造形物４０ｂを押し上げ、造形物４０ｂを上部プレート４６から分離させる。
次に、図９（ｂ）中の矢印Ｄで示すように下部プレート４７を下降させて、図９（ｃ）に示すように凸部４７ａの先端を上部プレート４６の上面よりも下方に位置させる。これにより、凸部４７ａを造形物４０ｂから引き抜くことができ、造形物４０ｂを下部プレート４７から分離させ、造形物４０ｂを得ることが出来る。

図１０は、二つ目の分離方法の説明図である。
図１０（ａ）は、造形終了直後の造形物４０ｂとステージ４との断面説明図である。図１０に示す方法では、上部プレート４６を停止させた状態で、図１０（ａ）中の矢印Ｅで示すように下部プレート４７を下降させて、図１０（ｂ）に示すように凸部４７ａの先端を上部プレート４６の上面よりも下方に位置させる。これにより、凸部４７ａを造形物４０ｂから引き抜くことができ、造形物４０ｂを下部プレート４７から分離させる。
次に、図１０（ｂ）中の矢印Ｆで示すように下部プレート４７を上昇させて、図１０（ｃ）に示すように下部プレート４７を造形時よりも高い位置まで上昇させる。これにより、凸部４７ａが造形物４０ｂを押し上げ、造形物４０ｂを上部プレート４６から分離させ、造形物４０ｂを得ることが出来る。

上部プレート４６の高さと下部プレート４７の高さとをそれぞれ個別に制御できるため、下部プレート４７に固定され上部プレート４６を貫通する凸部４７ａが上部プレート４６の上面から突き出す高さを調節することができる。
必要に応じて凸部４７ａが突き出す高さを調節することで、造形物４０ｂとステージ４の表面との接着強度をコントロールすることができる。

本実施形態のステージ４でアンカー効果を顕著に発現したい場合は、上部プレート４６を貫通する凸部４７ａの上部プレート４６の上面から突き出す高さを高くするように設定する。また、凸部形成部材４７ｂとして凸部４７ａの高さが高いものを用いることでアンカー効果の向上を図ることができる。
アンカー効果を発現する方法としては、造形時に、凸部４７ａを上部プレート４６の上面から突き出さずに貫通穴４６ａの凹形状でアンカー効果を発現させてもよい。
上部プレート４６の貫通穴４６ａの形状、及び、下部プレート４７の凸部４７ａの形状は、凸部４７ａが上部プレート４６を貫通するような形状であればよい。

本実施形態の上部プレート４６の貫通穴４６ａ及び下部プレート４７の凸部４７ａの数や密度、配置場所に関して特に限定するものではない。しかし、下部プレート４７の全ての凸部４７ａが上部プレート４６を貫通するように、上部プレート４６における貫通穴４６ａ以外の部分が凸部４７ａに干渉しないように配置する必要がある。
また、ステージ４としては、一つの下部プレート４７の全ての凸部４７ａの形状が同一である必要はなく、一つの上部プレート４６の全ての貫通穴４６ａの形状が同一である必要もない。造形物４０ｂへの固定性や分離性が改善されるのであれば、形状が異なる複数の凸部４７ａを有する下部プレート４７や形状が異なる複数の貫通穴４６ａを有する上部プレート４６を用いてもよい。

以下、上述した実施形態の三次元造形装置１とはステージ４の凸部４７ａや貫通穴４６ａの形状が異なる変形例１〜５について説明する。

〔変形例１〕
図１１は、変形例１のステージ４の上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の模式図であり、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中の矢印Ｇ方向から見た側面図である。
上部プレート４６の貫通穴４６ａの貫通方向と、下部プレート４７の凸部４７ａが突き出す方向との水平面に対する角度としては、図１１に示す変形例１のように、垂直でなくてもよい。変形例１のように凸部４７ａや貫通穴４６ａに角度を設けることによって、貫通穴４６ａに入り込む造形材料によるアンカー効果の向上を図ることが出来る場合がある。
変形例１では、下部プレート４７に対して上部プレート４６を図１１（ｂ）中の矢印Ｈ方向に移動させることで、凸部４７ａの上部プレート４６の上面から突き出す高さを調節することができる。

〔変形例２〕
図１２は、変形例２のステージ４の模式図である。図１２（ａ）は、上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態のステージ４の上面図である。図１２（ｂ）は、変形例２に用いる一つ目の下部プレート４７の側面図であり、図１２（ｃ）は、変形例２に用いる二つ目の下部プレート４７の側面図である。図１２（ｄ）は、一つ目の下部プレート４７と上部プレート４６とを重ねた状態のステージ４の側面図であり、図１２（ｅ）は、二つ目の下部プレート４７と上部プレート４６とを重ねた状態のステージ４の側面図である。

変形例２は、造形物４０ｂを分離させるために、造形後、上部プレート４６を貫通する凸部４７ａを有する下部プレート４７を、凸部４７ａの高さが更に高い形状を有する、造形時とは別の下部プレート４７に取り替える構成である。
具体的には、図１２（ｂ）に示す一つ目の下部プレート４７と上部プレート４６とを重ねて図１２（ｄ）に示す状態で造形を行う。造形後は、上部プレート４６に対して下部プレート４７が相対的に下方に移動するように上部プレート４６または下部プレート４７の少なくとも一方を移動させる。次に、下部プレート４７を図１２（ｃ）に示す二つ目の下部プレート４７に取り替え、上部プレート４６と重ねて図１２（ｅ）に示す状態にする。一つ目の下部プレート４７よりも凸部４７ａの高さが高い二つ目の下部プレート４７を用いることで、造形物４０ｂに対してＺ軸方向に力を付与し易くなり、ステージ４から造形物４０ｂを効率的に分離させることが可能となる。

造形物を分離させた後に、まれにフィラメント等の造形材料が貫通穴４６ａに残ることがある。この造形材料を除去するために、上部プレート４６に対して下部プレート４７を上昇させ、凸部４７ａを再び貫通穴４６ａに貫通させて、造形材料を除去してもよい。造形材料を除去するための下部プレート４７は、造形時のものと必ずしも同一形状である必要はない。

〔変形例３〕
図１３は、変形例３のステージ４の上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の模式図であり、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）は側面図である。
上述した実施形態のステージ４の上部プレート４６の貫通穴４６ａ及び下部プレート４７の凸部４７ａを上方から見た形状が円形であった。これに対して、変形例３では、一つ一つの貫通穴４６ａ及び凸部４７ａを上方から見た形状が六角形となっている。

変形例３では、凸部４７ａの断面形状が六角形であり、凸部４７ａの断面形状が円形の構成と比較すると、断面積が同じ場合は周長が長くなる。周長が長くなることによって、凸部４７ａの側面と造形物４０ｂとが接触する面積が大きくなり、アンカー効果の向上を図ることができる。

〔変形例４〕
図１４は、変形例４のステージ４の上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の模式図であり、図１４（ａ）は上面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）中の矢印Ｉ方向から見た側面図である。
上述した実施形態のステージ４の上部プレート４６の貫通穴４６ａ及び下部プレート４７の凸部４７ａを上方から見た形状が円形であり、凸部４７ａの形状は円柱状であった。これに対して、変形例４では、一つ一つの貫通穴４６ａ及び凸部４７ａを上方から見た形状がステージ４の幅よりも少し短い長さの帯状であり、凸部４７ａの形状は直方体となっている。

変形例４では、凸部４７ａが一方向に延在する直方体であるために、凸部４７ａによる造形物４０ｂへのアンカー効果に異方性を持たすことができる。このため、細長い造形物４０ｂを造形であった場合に、その長手方向に沿って凹凸面を設ける（造形物４０ｂの長手方向に対して凸部４７ａの長手方向を直交させる）ことにより、アンカー効果の向上を図ることができる。

〔変形例５〕
図１５は、変形例５のステージ４の上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の模式図であり、図１５（ａ）は上面図、図１５（ｂ）は側面図である。図１６は変形例５のステージ４の一部の斜視図である。

上述した実施形態のステージ４の上部プレート４６の貫通穴４６ａ及び下部プレート４７の凸部４７ａを上方から見た形状が円形であり、凸部４７ａの形状は円柱状であった。これに対して、変形例５では一つ一つの凸部４７ａが円錐型となっている。
変形例５のように、円錐形の凸部４７ａでも造形物４０ｂへのアンカー効果が得ることができる。
また、図１６に示すように、変形例５では、凸部４７ａの周囲に貫通穴４６ａの縁部との間に隙間が形成され、円錐形の凸部４７ａの突き出し量を調節することで隙間の広さを意図的に設定することができる。この隙間を適宜設定することで、凹部としての貫通穴４６ａに造形材料が入り込むことに起因するアンカー効果を得ることができる。

また、後述する変形例７のように、上部プレート４６と下部プレート４７との間に気流を流す構成の場合、本変形例５のように貫通穴４６ａの縁部と凸部４７ａの表面との隙間の面積を調節することで、隙間を通過する気流量を調整することが可能となる。これにより、気流の温度の調節と、隙間の面積の調節とによって、造形物４０ｂの一層目の温度制御が可能となる。

〔変形例６〕
図１７は、変形例６のステージ４の上部プレート４６と下部プレート４７とを重ねた状態の模式図であり、図１６（ａ）は上面図、図１７（ｂ）は側面図である。図１８は変形例６のステージ４の一部の斜視図である。
上述した実施形態のステージ４の上部プレート４６の貫通穴４６ａ及び下部プレート４７の凸部４７ａを上方から見た形状が円形であり、凸部４７ａの形状は円柱状であった。これに対して、変形例６では一つ一つの貫通穴４６ａを上方から見た形状が六角形となっており、凸部４７ａが円錐型となっている。

変形例６のように、円錐形の凸部４７ａでも造形物４０ｂへのアンカー効果が得ることができる。
また、図１８に示すように、変形例６では、凸部４７ａの周囲に貫通穴４６ａの縁部との間に隙間が形成され、円錐形の凸部４７ａの突き出し量を調節することで隙間の広さを意図的に設定することができる。この隙間を適宜設定することで、凹部としての貫通穴４６ａに造形材料が入り込むことに起因するアンカー効果を得ることができる。
さらに、貫通穴４６ａの六角形の形状が造形物４０ｂの底面部分に転写され、貫通穴４６ａの縁部と造形物４０ｂとの接着面積が増加するため、接着強度の向上を図ることができる。

図２に示すように、上述した実施形態の三次元造形装置１はステージ４の温度を制御するステージ温度制御部５を備える。ステージ温度制御部５は、ヒーター等の加熱手段と冷媒が循環する冷却手段とを備えるものを用いるが、加熱手段または冷却手段の何れか一方を備えるものでもよい。

ステージ温度制御部５によって、上部プレート４６及び下部プレート４７の温度を調整することにより、ステージ４の近傍の温度環境を調整することができる。これにより、フィラメント等の造形材料の熱収縮率をコントロールすることができ、ステージ４と造形物４０ｂとの固定性及び分離性をもコントロールすることができる。

ステージ温度制御部５としては、上部プレート４６または下部プレート４７の一方に配置し、ステージ４の全体の温度を制御する構成としてもよい。しかし、上部プレート４６と下部プレート４７とのそれぞれにステージ温度制御部５を備え、それぞれを個別に温度制御できる構成が望ましい。ステージ温度制御部５によって、ステージ４の上面の温度をフィラメント等の造形材料の凝固温度以下の範囲内の高い温度に保ち、射出ノズル１１から射出された造形材料の温度変化を抑えることで、内部応力の歪に起因する反りの発生を低減させることができる。

造形後、造形物４０ｂを分離させる際には、ステージ温度制御部５によってステージ４の温度を下げ、意図的に熱収縮を起こすことで、分離性を向上させてもよい。
また、造形後の造形物４０ｂに対するアンカー効果を低減させるために、ステージ温度制御部５によってステージ４の温度を制御して、ステージ４の表面に接する造形材料が軟化する温度以上に温度を上げてもよい。これにより、上部プレート４６や下部プレート４７と造形物４０ｂとの接着強度が低下し、容易に分離することが可能となる。

〔変形例７〕
上述した実施形態では、上部プレート４６や下部プレート４７に配置されたステージ温度制御部５によってステージ４の温度を制御する構成である。
以下、変形例７として、上部プレート４６や下部プレート４７との間の隙間に温度を制御した空気を流す送風装置５０を備えた構成について説明する。
図１９は、変形例７のステージ４の模式図である。
図１９中の矢印で示すように、送風装置５０は温度を制御した空気を上部プレート４６や下部プレート４７との間の隙間に向けて送風する。この送風により、空気の一部は、貫通穴４６ａの縁部と凸部４７ａの周囲との間の隙間からステージ４の上方に向かって流れる。

送風装置５０によって上部プレート４６と下部プレート４７との間に流れる温風の温度や風量を変化させることで、ステージ４の近傍の温度環境を調整することができる。これにより、フィラメント等の造形材料の熱収縮率をコントロールすることができ、ステージ４と造形物４０ｂとの固定性及び分離性をもコントロールすることができる。
また、造形後に、送風装置５０から低温の空気を流し込み、造形物４０ｂのステージ４と接触する部分を急激に冷却し、意図的に熱収縮を発生させることで、ステージ４から造形物４０ｂを分離させる構成としてもよい。

上部プレート４６と下部プレート４７との間に流す流体としては、気流に限るものではなく、造形物４０ｂと反応する溶媒を流す構成も考えられる。造形後に溶媒を流すことで、貫通穴４６ａの縁部と凸部４７ａの周囲との間の隙間から溶媒がステージ４の上面に到達して、造形物４０ｂの底面部分に溶媒が接触する。造形物４０ｂの最下層に対する溶媒による溶解、もしくは、膨潤効果により、造形時に固定性を高くしていても、造形後にステージ４から造形物４０ｂを容易に分離することが可能となる。
ステージ４における造形物４０ｂとの接触部分の少なくとも一部を使い捨てとする構成では、使い捨てとする部分と反応する溶媒を上部プレート４６と下部プレート４７との間に流してもよい。この場合でも、造形物４０ｂをステージ４から容易に分離することが可能となる。

上部プレート４６と下部プレート４７との間に、空気を流す構成としては、気流を吸引する吸引手段を設けてもよい。空気を吸引することによって、貫通穴４６ａの縁部と凸部４７ａの周囲との間の隙間から空気とともに造形物４０ｂを吸引することで、造形物４０ｂのステージ４に対する固定性の向上を図ることができる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。

（態様Ａ）
ステージ４等の載置台の上でフィラメント等の造形材料を固化させて造形物４０ｂ等の三次元造形物を造形する三次元造形装置１等の三次元造形装置において、載置台は、貫通穴４６ａ等の貫通穴が設けられた上部プレート４６等の穴板部材と、穴板部材の下方の貫通穴に対応する位置に、前記貫通穴の貫通方向（上方等）に突き出した凸部４７ａ等の突起を有する下部プレート４７等の突起部材と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、載置台と三次元造形物との造形時の接着固定性と、造形後の分離性との両立を図ることが出来る。これは以下の理由による。
すなわち、造形時には、貫通穴に突起を貫通させて、突起が穴板部材の上面よりも突き出した状態の載置台上に造形材料を供給して固化させる。これにより、三次元造形物の底面部分に突起が入り込んだ状態で固化され、三次元造形物における突起が入り込んだ穴と突起との嵌合により固定性を向上することができる。
造形材料が固化すると、載置台における穴板部材の上面と、突起における穴板部材の上面よりも突き出た部分とが三次元造形物と接着した状態となる。造形材料が固化した後で、突起の突き出し量を少なくすると、突起との接着によって三次元造形物が穴板部材に対して相対的に下方に向かうように引っ張られる。しかし、三次元造形物の底面と接触する穴板部材の上面によって三次元造形物が穴板部材に対して相対的に移動することが阻害される。これにより、三次元造形物は突起に追従することができなくなり、三次元造形物と突起との接着部が剥離し、三次元造形物と突起とを容易に分離することができる。さらに、造形材料が固化した後で、突起の突き出し量を多くすると、突起の先端に押し上げられた三次元造形物の底面と穴板部材の上面との接着部が剥離し、三次元造形物と穴板部材とを容易に分離することができる。このように態様Ａでは、載置台と三次元造形物との造形時の固定性と、造形後の分離性との両立を図ることが出来る。

（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、凸部４７ａ等の突起の上部プレート４６等の穴板部材に対する突き出し量を変更する突き出し量変更手段を備え、突き出し量変更手段として、穴板部材と下部プレート４７等の突起部材との少なくとも一方を他方に対して相対的に上下方向に移動させる上部プレート駆動機構２３ａ及び下部プレート駆動機構２３ｂ等の相対的上下移動手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、穴板部材に対する突起の突き出し量を調節可能な構成を実現できる。

（態様Ｃ）
態様ＡまたはＢにおいて、上部プレート４６等の穴板部材と下部プレート４７等の突起部材との少なくとも一方の温度を制御するステージ温度制御部５等の温度制御手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、フィラメント等の造形材料の熱収縮率をコントロールすることができ、ステージ４等の載置台と造形物４０ｂ等の三次元造形物との固定性及び分離性をコントロールすることが可能となる。

（態様Ｄ）
態様Ａ乃至Ｃの何れかに態様において、上部プレート４６等の穴板部材と下部プレート４７等の突起部材との間に、温度を制御した空気等の気体を流す送風装置５０等の送風手段を備える。
これによれば、上記変形例７について説明したように、フィラメント等の造形材料の熱収縮率をコントロールすることができ、ステージ４等の載置台と造形物４０ｂ等の三次元造形物との固定性及び分離性をコントロールすることが可能となる。また、造形後に三次元造形物の載置台と接触する部分を急激に冷却し、分離性の向上を図ることが可能となる。

（態様Ｅ）
態様Ａ乃至Ｄの何れかに態様において、上部プレート４６等の穴板部材と下部プレート４７等の突起部材との間の空気等の気体を吸引する吸引手段を備える。
これによれば、上記変形例７について説明したように、気体とともに造形物４０ｂ等の三次元造形物を吸引することで、三次元造形物のステージ４等の載置台に対する固定性の向上を図ることができる。

（態様Ｆ）
態様Ａ乃至Ｅの何れかに態様において、上部プレート４６等の穴板部材と下部プレート４７等の突起部材との間に溶媒を注入する溶媒注入手段を備える。
これによれば、上記変形例７について説明したように、造形物４０ｂ等の三次元造形物の最下層に対する溶媒による溶解、もしくは、膨潤効果により、ステージ４等の載置台から三次元造形物を容易に分離することが可能となる。

（態様Ｇ）
態様Ａ乃至Ｆの何れかに態様において、凸部４７ａ等の突起は円錐形状である。
これによれば、上記変形例５について説明したように、突起の突き出し量を調整することで、貫通穴４６ａ等の貫通穴の縁部と突起との間の隙間の広さを制御でき、凹部としての貫通穴に造形材料が入り込むことに起因するアンカー効果を得ることができる。
また、貫通穴の縁部と突起との間の隙間の広さを制御することで、この隙間を通過する空気等の気体の流量を制御でき、気流による温度調整や吸引による固定性を制御することが可能となる。さらに、溶媒を流す構成の場合、ステージ４等の載置台と造形物４０ｂ等の三次元造形物との接着部に流入する溶媒の流量を制御することが可能となる。

（態様Ｈ）
態様Ａ乃至Ｇの何れかに態様において、貫通穴４６ａ等の貫通穴の貫通方向が水平面に対して傾斜している。
これによれば、上記変形例１について説明したように、貫通穴４６ａに入り込む造形材料によるアンカー効果の向上を図ることが可能となる。

（態様Ｉ）
態様Ａ乃至Ｈの何れかに態様において、フィラメント等の造形材料を軟化してステージ４等の載置台に向けて射出する射出ノズル１１等の射出部と、載置台及び射出部を収容し、造形物４０ｂ等の三次元造形物を造形するときに加熱されるチャンバー３等の加熱筐体と、加熱筐体の外側に配置され、射出部を水平方向に移動するＸ軸駆動機構２１及びＹ軸駆動機構２２等の水平方向駆動手段と、載置台を上下方向に移動するＺ軸駆動機構２３等の上下方向駆動手段と、射出部と載置台との間で三次元の相対運動を発生させるために、水平方向駆動手段及び上下方向駆動手段を制御する制御部１００等の駆動制御手段とを有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、造形時に射出部が載置台に対して三次元の相対運動を行う構成で、載置台と三次元造形物との固定性が高いため、安定した造形を行うことができる。

１ 三次元造形装置
２ 本体フレーム
３ チャンバー
３Ａ Ｘ軸スライド断熱部材
３Ｂ Ｙ軸スライド断熱部材
３Ｃ スライド孔
３Ｄ シール部材
４ ステージ
５ ステージ温度制御部
６ フィラメント供給部
７ チャンバー用ヒーター
８ 装置内冷却装置
９ ノズル清掃部
１０ 造形ヘッド
１１ 射出ノズル
１２ ヘッド加熱部
１２ａ 加熱移送孔
１３ 冷却部
１３ａ 冷却移送孔
１３ｂ 導入部
１４ 断熱部
２１ Ｘ軸駆動機構
２１ａ 連結部材
２２ Ｙ軸駆動機構
２３ Ｚ軸駆動機構
２３ａ 上部プレート駆動機構
２３ｂ 下部プレート駆動機構
２４ Ｘ軸ポジション検出機構
２５ Ｙ軸ポジション検出機構
２６ Ｚ軸ポジション検出機構
４０ フィラメント
４０ａ 軟化フィラメント
４０ｂ 造形物
４６ 上部プレート
４６ａ 貫通穴
４６ｂ 穴開き板
４６ｃ 板支持板
４６ｄ 側方支持部材
４６ｅ 奥側突き当て部
４６ｆ 手前側固定部
４６ｇ 開口部
４７ 下部プレート
４７ａ 凸部
４７ｂ 凸部形成部材
４７ｃ 突起支持体
５０ 送風装置
１００ 制御部

特許５１８９９５３号

Claims (9)

1. 載置台の上で造形材料を固化させて三次元造形物を造形する三次元造形装置において、
   前記載置台は、貫通穴が設けられた穴板部材と、
   前記穴板部材の下方の前記貫通穴に対応する位置に、前記貫通穴の貫通方向に突き出した突起を有する突起部材と、を備えることを特徴とする三次元造形装置。
2. 請求項１の三次元造形装置において、
   前記突起の前記穴板部材に対する突き出し量を変更する突き出し量変更手段を備え、
   前記突き出し量変更手段として、前記穴板部材と前記突起部材との少なくとも一方を他方に対して相対的に上下方向に移動させる相対的上下移動手段を備えることを特徴とする三次元造形装置。
3. 請求項１または２の三次元造形装置において、
   前記穴板部材と前記突起部材との少なくとも一方の温度を制御する温度制御手段を備えることを特徴とする三次元造形装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの三次元造形装置において、
   前記穴板部材と前記突起部材との間に、温度を制御した気体を流す送風手段を備えることを特徴とする三次元造形装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの三次元造形装置において、
   前記穴板部材と前記突起部材との間の気体を吸引する吸引手段を備えることを特徴とする三次元造形装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の三次元造形装置において、
   前記穴板部材と前記突起部材との間に溶媒を注入する溶媒注入手段を備えることを特徴とする三次元造形装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の三次元造形装置において、
   前記突起は円錐形状であることを特徴とする三次元造形装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の三次元造形装置において、
   前記貫通穴の貫通方向が水平面に対して傾斜していることを特徴とする三次元造形装置。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の三次元造形装置において、
   造形材料を軟化して前記載置台に向けて射出する射出部と、
   前記載置台及び前記射出部を収容し、三次元造形物を造形するときに加熱される加熱筐体と、
   前記加熱筐体の外側に配置され、前記射出部を水平方向に移動する水平方向駆動手段と、
   前記載置台を上下方向に移動する上下方向駆動手段と、
   前記射出部と前記載置台との間で三次元の相対運動を発生させるために、前記水平方向駆動手段及び前記上下方向駆動手段を制御する駆動制御手段とを有することを特徴とする三次元造形装置。

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