JP2019142149A - 造形装置、造形方法および造形システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態として、熱溶解積層法(FFF)により三次元造形物を造形する三次元造形装置について説明する。なお、本実施形態における三次元造形装置は、熱溶解積層法(FFF)を用いたものに限定されるものではなく、造形手段により載置台の載置面上に三次元造形物を造形する任意の造形方法を用いたものであってもよい。
図4は、下層を加熱する動作の一例を示す模式図である。以下、一実施形態として、レーザを用いて加熱する方法について説明する。
図12は、再加熱の好ましい温度条件を説明する模式図である。図12に示すように、フィラメントの造形材料は、その材料固有の特性として、溶融温度を有し、さらに、それよりも高いところに炭化温度を有することが一般的である。
以下、図13を参照しながら、再加熱にかかる造形材料層の温度情報を出力することにより、造形物の積層強度を向上を図った造形を安定して行うための三次元造形装置1の構成についてより詳細に説明する。
続いて、一実施形態における三次元造形装置1の処理および動作について説明する。図15は、一実施形態に係る造形処理を示すフロー図である。
以下、図16および図17を参照しながら、下層の温度を計測しながら温度情報を出力する温度情報出力処理について、より詳細に説明する。
上述した図16に示す温度情報出力処理は、温度センサ104により実測した下層温度を出力するものであった。以下、図18を参照しながら、下層の温度を算出しながら温度情報を出力する温度情報出力処理について、より詳細に説明する。
上述した図18に示した温度情報出力処理では、各層の再加熱および造形動作を行いながら、各時点で取得される環境情報および加熱量の情報に基づいて、下層の温度の推定置を算出するものであった。以下、図19を参照しながら、造形開始前に、各層の再加熱を伴った造形の際の下層温度の推定値を算出し、温度情報を出力する温度情報出力処理について、より詳細に説明する。
続いて、実施形態の変形例Aについて上記の実施形態と異なる点を説明する。図20は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
続いて、実施形態の変形例Bについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。図21は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
続いて、実施形態の変形例Cについて、上記の実施形態の変形例Bと異なる点を説明する。図22は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
続いて、実施形態の変形例Dについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。図23は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
続いて、実施形態の変形例Eについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。
続いて、実施形態の変形例Fについて、上記の実施形態の変形例Eと異なる点を説明する。
続いて、実施形態の変形例Gについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。図29は、一実施形態における造形および表面処理動作を示す模式図である。
上記実施形態の三次元造形装置1(造形装置の一例)の吐出モジュール10(吐出手段の一例)は、溶融したフィラメント(造形材料の一例)を吐出して、造形材料層を形成する。三次元造形装置1の加熱モジュール20(加熱手段の一例)は、形成された造形材料層を加熱する。吐出モジュール10は、加熱された造形材料層に対し、溶融したフィラメントを吐出することで、造形材料層を積層させて造形する。上記実施形態によると、再溶融し造形材料層(下層)にフィラメントを吐出して造形材料層(上層)を積層させることで、層間の材料が混ざり合うので、造形物における積層方向の強度を向上させることができる。また、上層を積層させる処理により、外形の視認性に影響を与えることなく、造形することができる。
3 造形テーブル
10 吐出モジュール
18 吐出ノズル
20、20´、20´´ 加熱モジュール
21 レーザ光源
28 加熱プレート
28´ タップノズル
37 クリーニングブラシ
38 ダストボックス
39 側面冷却部
41 アシスト機構
100 制御部
101 撮像モジュール
102 ねじり回転機構
103 径測定部
104 温度センサ
106 表示装置
108 通信装置
110 加熱制御部
120 造形制御部
130 処理部
140 温度取得部
150 温度算出部
160 温度情報出力部
200 情報端末
RS 回転ステージ
Claims (10)
- 造形材料で形成された第1の造形材料層を加熱する加熱手段と、
加熱された前記第1の造形材料層に対し、溶融した造形材料を吐出して、第2の造形材料層を積層する吐出手段と、
前記造形材料で形成される前記第1の造形材料層の温度に関する温度情報を出力する温度情報出力手段と
を有する、造形装置。 - 前記加熱手段により加熱されるとした場合の前記第1の造形材料層の温度を算出する温度算出手段をさらに有し、前記温度情報は、算出された温度の情報であることを特徴とする、請求項1に記載の造形装置。
- 前記温度算出手段は、造形環境および加熱量のいずれか一方または両方に基づいて、造形材料の層毎の温度を算出する、請求項2に記載の造形装置。
- 前記温度情報出力手段は、造形開始前に前記第1の造形材料層の前記温度情報を出力する、請求項2または3に記載の造形装置。
- 前記加熱手段により加熱された前記第1の造形材料層の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、前記温度情報は、検出された温度の情報であることを特徴とする、請求項1に記載の造形装置。
- 前記温度情報は、造形物の積層強度を示す指標値を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の造形装置。
- 前記加熱手段は、非接触で前記造形材料層を加熱する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の造形装置。
- 前記加熱手段は、レーザ光を照射する照射装置である、請求項7に記載の造形装置。
- 造形装置が実行する造形方法であって、
前記造形装置が、造形材料で形成された第1の造形材料層を準備するステップと、
前記造形装置が、前記第1の造形材料層を加熱するステップと、
前記造形装置が、前記加熱するステップで加熱された前記第1の造形材料層に対し、溶融した造形材料を吐出して、第2の造形材料層を積層するステップと
を含み、前記造形方法は、
前記造形装置が、前記造形材料で形成される前記第1の造形材料層の温度に関する温度情報を出力するステップ
をさらに含む、造形方法。 - 造形材料で形成された第1の造形材料層を加熱する加熱手段と、
加熱された前記第1の造形材料層に対し、溶融した造形材料を吐出して、第2の造形材料層を積層する吐出手段と、
前記造形材料で形成される前記第1の造形材料層の温度に関する温度情報を出力する温度情報出力手段と
を有する、造形システム。
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