JP2018122479A - 立体物造形装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ローラー本体に付着した造形材料を掻き取る性能を高めた立体物造形装置の提供。【解決手段】積層造形法によって立体物を造形する装置であって、造形材料80を吐出する吐出ヘッドと、積層面に吐出された造形材料80の上を回転しながら移動して余剰の造形材料80を取り除く平坦化ローラー32と、平坦化ローラー32の周面に沿って当接し、平坦化ローラー32の回転に伴って周面に付着した造形材料80を掻き取るブレード36とを備え、平坦化ローラー32の表面にはクロムめっきがコーティングされ、ブレード36の材質は炭素工具鋼である立体物造形装置。【選択図】図3

Description

本発明は、積層造形法によって立体物を造形する技術に関する。
近年、3次元形状の立体物を造形する3Dプリンタが様々な用途に用いられつつある。
3Dプリンタは、2次元方向に走査するインクジェットヘッドから紫外線硬化型インク(造形材料)を吐出し、吐出されたインクに紫外線を照射して層を生成する。この動作を繰り返し行うことで順次積層を行っていき、所望の立体物を生成する。
特許文献1に記載された三次元造形装置は、インクジェットヘッドから吐出した造形材料の余剰分を掻き取るためのローラー部を備えている。造形材料を多めに吐出しておき、余剰分を掻き取ることにより、各層の高さを精度良く制御する。
特許文献1に記載されたローラー部は、回転体であるローラー本体と、ローラー本体の表面に対して突出するように配置されたブレードと、ブレードで掻き取られた造形材料を溜めるバスと、バスに溜まった造形材料を排出する吸引パイプとを有している(特許文献1、段落[0044]、図7)。この構成により、余剰に吐出された造形材料をローラー部に付着させ、ローラー部に付着した造形材料をブレードで掻き取り、バスに溜まった造形材料を吸引する。
特開2013−67119号公報
上述したとおり、ローラー部は、ローラー本体の表面に造形材料を付着させることによって、積層面から余剰の造形材料を取り除くが、いったん取り除いた造形材料がローラー本体の回転によって再び積層面に付着しないようにしなければならない。余剰の造形材料がローラー部から積層面に再付着すると、色が混ざってしまう等の不都合が生じる。
本発明は、ローラー本体に付着した造形材料を掻き取る性能を高めた立体物造形装置を提供することを目的とする。
本発明の立体物造形装置は、積層造形法によって立体物を造形する装置であって、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、積層面上に吐出された前記造形材料の上を回転しながら移動して余剰の造形材料を取り除く平坦化ローラーと、前記平坦化ローラーの周面に沿って当接し、前記平坦化ローラーの回転に伴って周面に付着した前記造形材料を掻き取る板状部材とを備え、前記平坦化ローラーの表面にはクロムめっきがコーティングされ、前記板状部材の材質は炭素工具鋼である。
表面にクロムめっきがコーティングされた平坦化ローラーと、炭素工具鋼を材質とする板状部材とを組み合わせた構成により、平坦化ローラーに付着した造形材料の掻き取り性能を高めることができる。また、クロムめっきがコーティングされた平坦化ローラーは、炭素工具鋼を材質とする板状部材に対しても耐久性が高く、長期間にわたって高い掻き取り性能を保つことができる。
本発明の別の態様の立体物造形装置は、積層造形法によって立体物を造形する装置であって、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、積層面上に吐出された前記造形材料の上を回転しながら移動して余剰の造形材料を取り除く平坦化ローラーと、前記平坦化ローラーの周面に沿って当接し、前記平坦化ローラーの回転に伴って周面に付着した前記造形材料を掻き取る板状部材とを備え、前記平坦化ローラーの表面にはクロムめっきがコーティングされ、前記板状部材の材質は樹脂である。
表面にクロムめっきがコーティングされた平坦化ローラーと、樹脂を材質とする板状部材とを組み合わせた構成により、平坦化ローラーに付着した造形材料の掻き取り性能を高めることができる。また、クロムめっきがコーティングされた平坦化ローラーは耐久性が高く、長期間にわたってローラー面に傷を発生することなく高い掻き取り性能を保つことができる。さらに、樹脂を材質とする板状部材は、造形材料を弾いて濡れにくいという性質を有するので、造形材料が円滑に流れるという効果がある。
本発明の立体物造形装置において、前記平坦化ローラーは、ステンレス素材の表面にクロムめっきがコーティングされたものであってもよい。このように平坦化ローラーとしてステンレス素材のものを用いることにより、クロムめっきがコーティングされていない部分もさびにくい。
本発明の立体物造形装置において、前記クロムめっきの厚さが20μm〜40μmであってもよい。クロムめっきの厚さが薄いとコーティングを一定の厚さに保つのが困難であり、クロムめっきのコーティングを厚くすると製造工程が長くなり、コストがかかる。クロムめっきの厚さを20μm〜40μmとすることにより、適切なコストで、一定の厚さを有するクロムめっきのコーティングを構成できる。
本発明の立体物造形装置において、前記クロムめっきの表面粗さは、Ra≦1μmであってもよい。この構成により、平坦化ローラーの周面と板状部材との密着性が高くなり、板状部材による造形材料の掻き取り性能を高めることができる。
本発明の立体物造形装置において、前記平坦化ローラーの回転軸方向において、前記板状部材は前記平坦化ローラーから外側に突出している構成としてもよい。この構成により、平坦化ローラーの側面から造形材料が落ちにくくすることができる。
本発明の立体物造形装置は、前記板状部材で掻き取った造形材料を一時的に溜める貯留部から造形材料を吸引する吸引する吸引パイプと、前記吸引パイプの吸引口に設けられたフィルタとを備えてもよい。この構成により、吸引パイプに造形材料の硬化物やゴミが入ることを防ぎ、吸引パイプが目詰まりしにくくなる。
本発明の構成により、平坦化ローラーに付着した造形材料の掻き取り性能を高めることができる。
本実施の形態に係る立体物造形装置の模式図である。 立体物造形装置により造形される立体物の一例を示す斜視図である。 平坦化ローラーユニットの詳細を示す図である。 平坦化ローラーユニットの構成を示す斜視図である。 吸引装置の構成を示す図である。 (a)吸引パイプに取り付けたフィルタの一例を示す図である。(b)吸引パイプに取り付けたフィルタの別の例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態の立体物造形装置について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態に係る立体物造形装置10の模式図である。図2は、図1に示す立体物造形装置10により造形される立体物1の一例を示す斜視図である。図1に示す立体物造形装置10は、複数の層を重ねて造形する積層造形法により、例えば、立体物1を造形する。
本実施の形態に係る立体物造形装置10は、吐出ユニット12と、主走査動作(Y方向)を行わせる主走査駆動部14と、立体物1を載置する載置台である造形台16と、制御部18と、操作パネル20とを備えている。吐出ユニット12は、立体物1の材料となるインクを吐出する部分である。本実施の形態では、立体物1の造形材料としては、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化型インクを用いる。
吐出ユニット12は、造形材料であるインクを吐出する吐出ヘッド28と、吐出ヘッド28から吐出されたインクを平坦化する平坦化ローラーユニット30と、インクを硬化させる紫外線光源26a,26bとを有している。なお、図示していないが、立体物造形装置10は、吐出ユニット12を、主走査方向(Y方向)と直交する副走査動作(X方向)を行わせる副走査駆動部を備えている。
吐出ヘッド28には、複数の有色インク用ヘッド(Y,M,C,K)、白インク用ヘッド(W)、クリアインク用ヘッド(T)、造形材料用ヘッド(MO)、サポート材用ヘッド(S)、複数の紫外線光源26a,26bがある。有色インク用ヘッド(Y,M,C,K)、白インク用ヘッド(W)、クリアインク用ヘッド(T)、及び造形材料用ヘッド(MO)は、副走査方向(X方向)における位置を揃えて、主走査方向(Y方向)へ並んで配設されている。
造形材料用ヘッド(MO)は、立体物1を形成するための流動性を有する造形材料として用いる紫外線硬化型インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。サポート材用ヘッド(S)は、サポート2の材料を含むインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。図2に示すように、立体物1が上に行くにしたがって大きくなる場合、既積層面の上に新たに積層する面のほうが大きいため、既積層面上にインクを積層することができない、いわゆる「オーバーハング」と呼ばれる状態が生じる。サポート2は、オーバーハングの部分において立体物1を支えるものである。サポート2は、立体物1の造形完了後に、水等により溶解除去される。
複数の紫外線光源26a,26bは、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線の光源であり、例えば、紫外LED(Light Emitting Diode)、メタルハライドランプ、水銀ランプ等が用いられる。複数の紫外線光源26a,26bのそれぞれは、吐出ユニット12の両端に設けられている。
主走査駆動部14は、吐出ユニット12に主走査動作を行わせる駆動部である。主走査動作とは、予め設定された主走査方向(図中のY方向)へ移動しつつ、インク滴を吐出する動作である。主走査駆動部14は、キャリッジ22及びガイドレール24を有している。ガイドレール24は、キャリッジ22の移動をガイドするレール部材であり、主走査動作時において、制御部18の指示に応じて、キャリッジ22を移動させる。
キャリッジ22は、吐出ユニット12を造形台16と対向させて保持する保持部である。即ち、キャリッジ22は、吐出ユニット12から吐出するインク滴の吐出方向が造形台16へ向かう方向になるように、吐出ユニット12を保持している。
なお、主走査動作時における吐出ユニット12の移動は、立体物1に対する相対的な移動であってよい。そのため、立体物造形装置10の構成の変形例においては、例えば、吐出ユニット12の位置を固定して、造形台16を移動させることにより、立体物1側を移動させてもよい。
造形台16は、造形中の立体物1を上面に載置する載置台である。この造形台16は、上面を上下方向(図中のZ方向)へ移動させる機能を有しており、制御部18の指示に応じて、立体物1の造形の進行に合わせて、上面を移動させる。これにより、造形途中の立体物1における被造形面と、吐出ユニット12との間の距離(ギャップ)を適宜調整する。なお、吐出ユニット12に対して造形台16を上下動させるZ方向への走査は、吐出ユニット12側をZ方向へ移動させることで行ってもよい。
制御部18は、立体物造形装置10の各部を制御する装置であり、各種処理を実行するコントローラとして機能するCPU(Central Processing Unit)や、各種情報を記憶するメモリとして機能するRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等を有している。制御部18は、造形すべき立体物1の形状情報や、カラー画像情報等に基づいて立体物造形装置10の各部を制御することにより、立体物1を造形するための動作の制御を行う。
操作パネル20は、作業者とのユーザーインターフェースを提供するものであり、立体物造形装置10の状態を表示したり、作業者からの指示の入力を受け付けたりする機能を有する。
(平坦化ローラーユニットの構成)
平坦化ローラーユニット30は、立体物1の造形中に形成される紫外線硬化型インクの層を平坦化する。平坦化ローラーユニット30は、クリアインク用ヘッド(T)と紫外線光源26bとの間に配置されている。
図3は、図1に示す平坦化ローラーユニット30の詳細を示す図である。平坦化ローラーユニット30は、余剰の造形材料80を取り除くための円柱形状の平坦化ローラー32と、平坦化ローラー32を回転自在に支持する回転軸34と、平坦化ローラー32の表面に付着した造形材料80を掻き取るブレード36と、ブレード36によって掻き取った造形材料80を一時的に溜める貯留部42と、貯留部42の造形材料80を吸引する吸引パイプ40とを有している。吸引パイプ40は、造形材料80が詰まらないように、曲げ加工をしていない直管のパイプである。吸引パイプ40の材質は、例えば、SUS304である。吸引パイプ40は、吸引装置50に接続されている。
平坦化ローラー32は、本体がステンレス製であり、表面にクロムめっきがコーティングされている。クロムめっきがコーティングされた平坦化ローラーは、ビッカース硬度Hvが750〜1,000と高いので耐摩耗性が高く、長期間にわたってローラー面に傷を発生することなく高い掻き取り性能を保つことができる。クロムめっきのコーティングの厚さは、20μm〜40μmであり、その表面粗さは、Ra≦1μmである。
平坦化ローラー32は、流動可能な造形材料80の厚さt2が、紫外線照射によって硬化が完了した造形材料82の厚さt1と同じ厚さになるように、流動可能な状態の造形材料80のうちの(T−t2)に相当する余剰分を掻き取る。これにより、硬化造形材料82の上に吐出された造形材料80の上面が平坦になると共に、層の厚さをコントロールすることができる。
平坦化ローラーユニット30の動作条件について説明する。平坦化ローラー32の周速Vrは、平坦化ローラーユニット30を備えた吐出ユニット12の走査速度Vy以上とする。周速Vrの上限値は、平坦化ローラー32に付着した造形材料104が平坦化ローラー32の回転による遠心力によって飛散しない範囲まである。平坦化ローラー32の回転が遅く、余剰の造形材料80を引きずってしまうと、異なる色の造形材料80が混ざって「色流れ」が発生してしまうので、平坦化ローラーユニット30が余剰の造形材料80を取り除く際には、平坦化ローラー32に付着した造形材料80をすばやく巻き上げることが望ましい。平坦化ローラー32の回転数は、平坦化ローラー32に付着した造形材料80が回転の遠心力で飛散しない上限に近い値に設定することが望ましい。尚、使用したインクの平坦化ローラー32のクロムめっき面に対する接触角は、インク滴を滴下して300msec後に20°〜45°と十分な濡れ性であった。
造形材料80が遠心力で飛散しない周速Vrの範囲は、造形材料80の粘性、平坦化ローラー32の表面の濡れ性、平坦化ローラー32の径、回転角速度等のパラメータに基づいて適宜設定することが好ましい。本実施の形態では、平坦化ローラー32の表面の濡れ性を示す接触角が30〜50度、平坦化ローラー32の径が20mmという条件において、回転角速度を400〜750rpmとした。なお、平坦化ローラーによる掻き取り厚さ(T−t2)は10μm前後であるので、均一性の観点からの回転時の平坦化ローラー32の半径方向の振れは5μm以下、より好ましくは3μm以下であることが望ましい。
ブレード36は、炭素工具鋼を材質とする板状部材である。ブレード36は、主走査方向におけるブレード36の一方の端部に、先端が平坦化ローラー32の周方向の接線に対して20〜40度の角度を有する掻き落とし部38を有し、掻き落とし部38によって平坦化ローラー32に付着した造形材料80を掻き落とす。ブレード36の厚さは、0.1〜0.15mmである。
ブレード36の材質である炭素工具鋼は、平坦化ローラー32の表面を傷つけないように、平坦化ローラー32の表面にコーティングされたクロムめっきよりも硬度が低く、ビッカース硬度Hvが150〜300である。このため、ブレード36は、一定の期間(例えば、2〜3か月)使用すると摩耗するので、交換する必要がある。この交換の際に、ブレード36を平坦化ローラー32に対して位置決めしてセットすることは容易ではなく、ブレード36の刃先が鋭利であることから、危険でもある。そこで、本実施の形態においては、貯留部42と、貯留部42に位置決めがなされた固定されたブレード36と、吸引パイプ40とをセットにしてブレードユニットを構成してもよい。このようにブレード36を貯留部42と共にユニット化することにより、貯留部42を把持して交換作業を行うことができるので、ブレード36の交換作業を安全かつ効率的に行えるようになる。
図4は、平坦化ローラーユニット30の構成を示す斜視図である。図4に示すように、平坦化ローラー32の回転軸方向におけるブレード36の幅Wbは、平坦化ローラー32の幅Wrよりも大きく、ブレード36の両端は、平坦化ローラー32の側面よりも外側に突出している。これにより、平坦化ローラー32の両端から造形材料80がこぼれにくい構成となっている。
図5は、吸引装置50の構成を示す図である。吸引装置50は、吸引パイプ40と接続されるチューブ52と、チューブ52を通って運ばれた造形材料を溜める容器54と、容器54から空気を吸引する吸引ポンプ56とを有している。吸引ポンプ56と容器54とをつなぐ流路58上には、造形材料80が吸引ポンプ56側へ行くことを防止するインクトラップ60が設けられている。また、容器54には、蓄えられた造形材料80の量を検知するレベルセンサ62を備えており、造形材料80の量が一定のレベルに達したところで、容器54内の造形材料80を廃棄する。
(第1の実施の形態の変形例)
次に、第1の実施の形態の変形例に係る立体物造形装置について説明する。変形例に係る立体物造形装置は、ブレード36の材質が炭素工具鋼ではなく、樹脂である。具体的には、素材として超高分子ポリエチレン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレートの何れかを用いる。ブレード36に厚さは、1mmであり、刃先角度は20〜40度である。その他の構成は、上述した第1の実施の形態の立体物造形装置10と同じである。これら樹脂製のブレード36は炭素工具鋼製に比べて柔らかいので、平坦化ローラー32の面になじみ易く、掻き取り性能に優れる。更に撥水性であるので、掻き取ったインクがこびりつかない利点がある。一方で、炭素工具鋼製に比べて弾性が低いので塑性変形し易く、長期間の使用では掻き取り性能が劣る。従って、ブレード36の素材は、掻き取り性能、要求される撥水性、使用期間を考慮して、システムに最適な方を選択するのが良い。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態の立体物造形装置について説明する。第2の実施の形態の立体物造形装置の基本的な構成は、第1の実施の形態の立体物造形装置10と同じであるが、第2の実施の形態の立体物造形装置は、吸引パイプ40の吸引口にフィルタが設けられている。
図6(a)及び図6(b)は、吸引パイプ40に取り付けたフィルタ70,72の例を示す図である。図6(a)及び図6(b)に示すように、フィルタ70,72は、吸引パイプ40の吸引口を覆っている。図6(a)は、繊維や連続気泡スポンジ等の樹脂製のフィルタ70を用いた例、図6(b)は、ステンレス繊維等の金属性のフィルタ72を用いた例を示している。
フィルタ70,72の透過性能は、吸引パイプ40の内径の1/10以下の粒径の物質を透過させ、1/10を超える大きさの物質を透過しない程度とする。本実施の形態では、吸引パイプ40の内径が3mmであり、フィルタ70,72は、300μmを超える物質の透過を妨げる透過性能を有する。これにより、インク硬化物やゴミの侵入を防ぎ、吸引パイプ40の目詰まりを防止することができる。
(実施の形態の効果)
(1)第1の実施の形態の立体物造形装置10は、積層造形法によって立体物を造形する装置であって、造形材料を吐出する吐出ヘッド28と、積層面に吐出された造形材料80の上を回転しながら移動して余剰の造形材料80を取り除く平坦化ローラー32と、平坦化ローラー32の周面に沿って当接し、平坦化ローラー32の回転に伴って周面に付着した造形材料80を掻き取るブレード36とを備え、平坦化ローラー32の表面にはクロムめっきがコーティングされ、ブレード36の材質は炭素工具鋼である。
表面にクロムめっきがコーティングされた平坦化ローラー32と、炭素工具鋼を材質とするブレード36とを組み合わせた構成により、平坦化ローラー32に付着した造形材料の掻き取り性能を高めることができる。また、クロムめっきがコーティングされた平坦化ローラー32は、炭素工具鋼を材質とするブレード36に対しても耐久性が高く、長期間にわたって高い掻き取り性能を保つことができる。
(2)第1の実施の形態の変形例に係る立体物造形装置は、積層造形法によって立体物を造形する装置であって、造形材料を吐出する吐出ヘッド28と、積層面に吐出された造形材料80の上を回転しながら移動して余剰の造形材料80を取り除く平坦化ローラー32と、平坦化ローラー32の周面に沿って当接し、平坦化ローラー32の回転に伴って周面に付着した造形材料を掻き取るブレード36とを備え、平坦化ローラー32の表面にはクロムめっきがコーティングされ、ブレード36の材質は樹脂である。
表面にクロムめっきがコーティングされた平坦化ローラー32と、樹脂を材質とするブレード36とを組み合わせた構成により、平坦化ローラー32に付着した造形材料の掻き取り性能を高めることができる。また、クロムめっきがコーティングされた平坦化ローラー32は耐久性が高く、長期間にわたって高い掻き取り性能を保つことができる。さらに、樹脂を材質とするブレード36は、造形材料を弾いて濡れにくいという性質を有するので、造形材料が円滑に流れるという効果がある。
(3)本実施の形態の立体物造形装置10において、平坦化ローラー32は、素材がステンレス製であってもよい。この構成により、クロムめっきがコーティングされていない部分もさびにくい。
(4)本実施の形態の立体物造形装置10において、クロムめっきの厚さが20μm〜40μmであってもよい。クロムめっきの厚さが薄いと厚さを一定に保つのが困難であり、クロムめっきの厚さが厚いと製造工程が長くなり、コストがかかる。クロムめっきの厚さを20μm〜40μmとすることにより、適切なコストで、一定の厚さを有するクロムめっきのコーティングを構成できる。
(5)本実施の形態の立体物造形装置10において、クロムめっきの表面粗さは、Ra≦1μmであってもよい。この構成により、平坦化ローラー32の周面とブレード36との密着性が高くなり、ブレード36による造形材料の掻き取り性能を高めることができる。
(6)本実施の形態の立体物造形装置10において、ブレード36の幅Wbは平坦化ローラー32の幅Wrより大きく、平坦化ローラー32の回転軸34が延びる方向において、ブレード36は平坦化ローラー32から外側に突出している構成としてもよい。この構成により、平坦化ローラー32の側面から造形材料80が落ちにくくすることができる。
(7)第2の実施の形態の立体物造形装置10は、ブレード36で掻き取った造形材料を一時的に溜める貯留部42から造形材料80を吸引する吸引する吸引パイプ40と、吸引パイプ40の吸引口に設けられたフィルタ70,72とを備えてもよい。この構成により、吸引パイプ40に造形材料の硬化物やゴミが入ることを防ぎ、吸引パイプ40が目詰まりしにくくなる。
本発明は、吐出ユニットから吐出された余剰の造形材料を取り除いて積層面を平坦化する性能を高めることができ、積層造形法によって立体物を造形する装置等として有用である。
1 立体物
2 サポート
10 立体物造形装置
12 吐出ユニット
14 主走査駆動部
16 造形台
18 制御部
20 操作パネル
22 キャリッジ
24 ガイドレール
26a,26b 紫外線光源
28 吐出ヘッド
30 平坦化ローラーユニット
32 平坦化ローラー
34 回転軸
36 ブレード
38 掻き落とし部
40 吸引パイプ
42 貯留部
50 吸引装置
52 チューブ
54 容器
56 吸引ポンプ
58 流路
60 インクトラップ
62 レベルセンサ
70 フィルタ
72 フィルタ
80 造形材料
82 硬化造形材料

Claims (7)

  1. 積層造形法によって立体物を造形する装置であって、
    造形材料を吐出する吐出ヘッドと、
    積層面に吐出された前記造形材料の上を回転しながら移動して余剰の造形材料を取り除く平坦化ローラーと、
    前記平坦化ローラーの周面に沿って当接し、前記平坦化ローラーの回転に伴って周面に付着した前記造形材料を掻き取る板状部材と、
    を備え、
    前記平坦化ローラーの表面にはクロムめっきがコーティングされ、前記板状部材の材質は炭素工具鋼である立体物造形装置。
  2. 積層造形法によって立体物を造形する装置であって、
    造形材料を吐出する吐出ヘッドと、
    積層面に吐出された前記造形材料の上を回転しながら移動して余剰の造形材料を取り除く平坦化ローラーと、
    前記平坦化ローラーの周面に沿って当接し、前記平坦化ローラーの回転に伴って周面に付着した前記造形材料を掻き取る板状部材と、
    を備え、
    前記平坦化ローラーの表面にはクロムめっきがコーティングされ、前記板状部材の材質は樹脂である立体物造形装置。
  3. 前記平坦化ローラーは、素材がステンレス製である請求項1又は2に記載の立体物造形装置。
  4. 前記クロムめっきの厚さが20μm〜40μmである請求項1乃至3のいずれかに記載の立体物造形装置。
  5. 前記クロムめっきの表面粗さは、Ra≦1μmである請求項1乃至4のいずれかに記載の立体物造形装置。
  6. 前記平坦化ローラーの回転軸方向において、前記板状部材は前記平坦化ローラーから外側に突出している請求項1乃至5のいずれかに記載の立体物造形装置。
  7. 前記板状部材で掻き取った造形材料を一時的に溜める貯留部から造形材料を吸引する吸引する吸引パイプと、
    前記吸引パイプの吸引口に設けられたフィルタと、
    を備える請求項1乃至6のいずれかに記載の立体物造形装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020044522A1 (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 株式会社アスペクト 粉末床溶融結合装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016121775A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Auspackeinrichtung zum Auspacken eines additiv hergestellten dreidimensionalen Objekts aus dem dieses umgebende Baumaterial
US11712843B2 (en) * 2017-12-07 2023-08-01 General Electric Company Binder jetting apparatus and methods
US11241830B2 (en) * 2018-01-11 2022-02-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Build material spreaders
CN109108285B (zh) * 2018-10-16 2019-09-27 北京易加三维科技有限公司 用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法及其制备的铺粉辊
US11192302B2 (en) 2018-10-31 2021-12-07 Carbon, Inc. Apparatuses for additively manufacturing three-dimensional objects
CN109605737A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 源秩科技(上海)有限公司 一种光固化3d打印系统和打印方法
US11376787B2 (en) * 2019-06-18 2022-07-05 Carbon, Inc. Additive manufacturing method and apparatus for the production of dental crowns and other objects
EP4122706B1 (en) * 2020-03-17 2024-09-04 Fuji Corporation Molding method
JP7367575B2 (ja) * 2020-03-18 2023-10-24 株式会社リコー 立体造形物製造装置および立体造形物の製造方法
WO2022051222A1 (en) 2020-09-04 2022-03-10 Vulcanforms Inc. Defect mitigation for recoating systems for additive manufacturing

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005177553A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Jfe Steel Kk 塗布ロール、ロール塗布方法及び有機複合被覆鋼板の製造方法
JP2013067121A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Keyence Corp 三次元造形装置及び三次元造形方法
JP2013173081A (ja) * 2012-02-23 2013-09-05 Oike Ind Co Ltd 導電性高分子樹脂フィルムの製造方法
JP2014504971A (ja) * 2010-12-21 2014-02-27 ストラタシス リミテッド 付加製造システムにおいて材料を再利用するための方法およびシステム
JP2016016553A (ja) * 2014-07-07 2016-02-01 株式会社ミマキエンジニアリング 立体物造形方法及び立体物造形装置
JP2016022713A (ja) * 2014-07-24 2016-02-08 Dic株式会社 グラビアオフセット印刷装置及びグラビアオフセット印刷方法
JP2016036765A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 東レフィルム加工株式会社 積層フィルムの製造方法
JP2016199031A (ja) * 2015-04-07 2016-12-01 富士ゼロックス株式会社 造形装置及び造形物の造形方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104241A1 (en) * 2000-01-18 2005-05-19 Objet Geometried Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
US20070063366A1 (en) * 2005-09-19 2007-03-22 3D Systems, Inc. Removal of fluid by-product from a solid deposition modeling process
US8784723B2 (en) * 2007-04-01 2014-07-22 Stratasys Ltd. Method and system for three-dimensional fabrication
US20100140852A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Objet Geometries Ltd. Preparation of building material for solid freeform fabrication
ES2777174T3 (es) * 2011-04-17 2020-08-04 Stratasys Ltd Sistema y método para la fabricación aditiva de un objeto
JP5759850B2 (ja) 2011-09-22 2015-08-05 株式会社キーエンス 三次元造形装置
EP3322576A1 (en) * 2015-07-13 2018-05-23 Stratasys Ltd. Method and system for 3d printing

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005177553A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Jfe Steel Kk 塗布ロール、ロール塗布方法及び有機複合被覆鋼板の製造方法
JP2014504971A (ja) * 2010-12-21 2014-02-27 ストラタシス リミテッド 付加製造システムにおいて材料を再利用するための方法およびシステム
JP2013067121A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Keyence Corp 三次元造形装置及び三次元造形方法
JP2013173081A (ja) * 2012-02-23 2013-09-05 Oike Ind Co Ltd 導電性高分子樹脂フィルムの製造方法
JP2016016553A (ja) * 2014-07-07 2016-02-01 株式会社ミマキエンジニアリング 立体物造形方法及び立体物造形装置
JP2016022713A (ja) * 2014-07-24 2016-02-08 Dic株式会社 グラビアオフセット印刷装置及びグラビアオフセット印刷方法
JP2016036765A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 東レフィルム加工株式会社 積層フィルムの製造方法
JP2016199031A (ja) * 2015-04-07 2016-12-01 富士ゼロックス株式会社 造形装置及び造形物の造形方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020044522A1 (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 株式会社アスペクト 粉末床溶融結合装置
JPWO2020044522A1 (ja) * 2018-08-30 2021-08-10 株式会社アスペクト 粉末床溶融結合装置

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