JP2020128072A - Molding apparatus and molding method - Google Patents
Molding apparatus and molding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020128072A JP2020128072A JP2019022627A JP2019022627A JP2020128072A JP 2020128072 A JP2020128072 A JP 2020128072A JP 2019022627 A JP2019022627 A JP 2019022627A JP 2019022627 A JP2019022627 A JP 2019022627A JP 2020128072 A JP2020128072 A JP 2020128072A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- modeling
- tank
- area
- powder
- area information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
本発明は粉末を用いて積層造形する造形装置および造形方法に関する。 The present invention relates to a modeling apparatus and a modeling method for performing layered modeling using powder.
造形槽を用いる3次元造形装置では、造形槽の大きさが造形物の最大サイズを決定する。しかし、多くの場合は最大サイズよりも小さい造形物を造形するため、造形物以外の領域に本来不要な造形材料が供給されている。したがって、造形材料を節約する技術が注目されている。 In the three-dimensional modeling apparatus using the modeling tank, the size of the modeling tank determines the maximum size of the modeled object. However, in many cases, a modeling object smaller than the maximum size is modeled, and therefore an unnecessary modeling material is supplied to a region other than the modeling object. Therefore, a technique for saving the molding material is drawing attention.
例えば、ホッパの供給口の一部に栓をすることで不要部分への材料供給を抑制する方法がある(特許文献1)。また、一般的な成型の分野でも、必要部分以外への材料供給を比較的少量とすることが知られている。 For example, there is a method of suppressing the material supply to unnecessary portions by plugging a part of the supply port of the hopper (Patent Document 1). Also, in the general field of molding, it is known to supply a relatively small amount of material to parts other than the necessary parts.
粉末を用いて積層を行なう造形装置では、造形槽に供給された母粒子が造形物ではない領域についても劣化してしまうため、造形槽への母粒子の供給量を低減したいという要求がある。そこで、ユーザの造形する3Dデータに共通して造形物ではない領域が決まっている場合、造形時に使用する母粒子量を低減する方法について種々の対策が望まれていた。 In a modeling apparatus that performs stacking using powders, there is a demand for reducing the amount of mother particles supplied to the modeling tank because the mother particles supplied to the modeling tank also deteriorate in areas other than the modeled object. Therefore, when a region which is not a modeled object is commonly set for 3D data modeled by a user, various measures have been demanded for a method of reducing the amount of mother particles used during modeling.
本発明は、造形時に使用する造形材料の量を低減可能な造形装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a modeling apparatus capable of reducing the amount of modeling material used during modeling.
本発明の一態様は、造形材料の粉末を用いて積層造形する造形装置であって、
造形槽と、
前記造形槽に前記粉末を供給して粉末層を形成する形成手段と、
造形データに基づいて、前記造形槽内に供給された前記粉末を固着させる固着動作を行う固着手段と、
を有し、
前記造形槽は、前記固着手段の固着可能領域内の少なくとも一部に前記粉末の供給を抑制する構造物が設けられている、
ことを特徴とする。
One embodiment of the present invention is a modeling apparatus for performing layered modeling using a powder of a modeling material,
Modeling tank,
Forming means for forming the powder layer by supplying the powder to the modeling tank,
A fixing means for performing a fixing operation for fixing the powder supplied into the modeling tank based on modeling data;
Have
The molding tank is provided with a structure that suppresses the supply of the powder in at least a part of a fixing area of the fixing unit.
It is characterized by
本発明の別の一態様は、固着可能領域内の少なくとも一部に造形材料の粉末の供給を抑制する構造物が設けられた造形槽を有する造形装置における造形方法であって、
前記造形槽に前記粉末を供給して粉末層を形成する形成ステップと、
造形データに基づいて、前記造形槽内に供給された前記粉末を固着させる固着動作を行う固着ステップと、
造形データの固着領域と前記構造物が設けられた領域とが重なるかどうかを判定する判定ステップを有する、
ことを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a modeling method in a modeling apparatus having a modeling tank in which a structure that suppresses the supply of powder of a modeling material is provided in at least a part of the fixable region,
A forming step of supplying the powder to the modeling tank to form a powder layer;
A fixing step of performing a fixing operation for fixing the powder supplied in the modeling tank based on modeling data;
A determination step of determining whether or not the fixed area of the modeling data and the area where the structure is provided overlap.
It is characterized by
本発明によれば、造形物ではない領域に供給されてしまう造形材料の量を低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of the molding material that is supplied to the area that is not the molding object.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、各実施例の形態で用いる装置の各構成要素の相対配置、装置形状等は、あくまで例示であり、それらのみに限定するものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the relative disposition of each component of the device used in each embodiment, the device shape, and the like are merely examples, and the present invention is not limited to these.
本発明は、粒子状の造形材料を用いて立体的な造形物を作製する技術に関する。本発明の方法は、アディティブマニファクチャリング(AM)システム、3次元プリンタ、ラピッドプロトタイピングシステム等と呼ばれる造形システムにおける造形プロセスに好ましく利用可能である。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for producing a three-dimensional object using a particle-shaped modeling material. INDUSTRIAL APPLICABILITY The method of the present invention can be preferably used for a modeling process in a modeling system called an additive manufacturing (AM) system, a three-dimensional printer, a rapid prototyping system, or the like.
本発明の実施形態に係る造形装置は、粉末層形成工程(形成動作)と固着工程(固着動作)とを含む一連の動作を繰り返し行うことにより立体物を形成する装置を含む。ここで、粉末層形成工程は、積層ピッチ分下降させた造形台(ステージ)上に、粉末を均して粉末層を形成する工程である。また、固着工程は、形成した粉末層の一部の領域に、造形対象物のスライスデータに従って、粉末を固着(結合)させるための処理を行う工程である。 The modeling apparatus according to the embodiment of the present invention includes an apparatus that forms a three-dimensional object by repeatedly performing a series of operations including a powder layer forming step (forming operation) and a fixing step (fixing operation). Here, the powder layer forming step is a step of leveling the powder on the modeling table (stage) lowered by the stacking pitch to form the powder layer. Further, the fixing step is a step of performing processing for fixing (bonding) the powder to a partial region of the formed powder layer according to the slice data of the object to be shaped.
本明細書では、固着工程として、粉末層の一部の領域を固着させるための液体としてインクを粉末層に吐出するバインダージェット方式(液体付与方式)を例に説明するが、これに限るものではない。例えば、粉末層にレーザーや電子線を照射して粉末を溶融させて結合させる熱源方式の装置にも好適に適用できる。 In the present specification, as the fixing step, a binder jet method (liquid applying method) in which ink is ejected to the powder layer as a liquid for fixing a part of the powder layer is described, but the present invention is not limited to this. Absent. For example, the present invention can be preferably applied to a heat source type device in which a powder layer is irradiated with a laser or an electron beam to melt and combine the powder.
本明細書では、造形システムを用いて作製しようとする立体モデル(つまり造形システムに与えられる3次元形状データが表す立体物)を「造形対象物」と呼ぶ。また、造形材料として用いられる複数の粒子の集合体を「粉末」と称し、粉末を所定の厚さに均したものを「粉末層」と称す。また、粉末層形成工程と固着工程とを交互に繰り返して造形台上に積層された複数の粉末層を「積層体」という。固着工程において、液体が付与される領域(粉末層の一部の領域)を「造形領域」といい、造形領域以外(一部の領域外)の粉末層の領域を「非造形領域」という。造形領域は、造形対象物の断面に対応する領域、つまり、粉末層のうち粉末を固めて造形物として取り出すべき部分をさす。積層体から非造形領域が除去されることで、造形対象物に対応する「造形物」が得られる。このとき、積層体のうち、液体が付与された領域(造形領域)を、乾燥又は加熱等の手段で固化する固化工程が行われるとよく、積層体のうち固化していない領域(非造形領域)を除去することで造形物が得られる。固化工程の後に得られた造形物に対して、さらに熱処理を行い、焼結することで強度を増加させたものも造形物に含む。ここで、粉末層形成工程と固着工程とが1層分行われることで得られた造形領域も造形物に含むものとする。 In this specification, a three-dimensional model to be produced by using the modeling system (that is, a three-dimensional object represented by the three-dimensional shape data given to the modeling system) is referred to as a “modeling object”. An aggregate of a plurality of particles used as a molding material is referred to as a "powder", and a powder obtained by averaging the powder to a predetermined thickness is referred to as a "powder layer". Further, a plurality of powder layers laminated on the modeling table by alternately repeating the powder layer forming step and the fixing step are referred to as a “laminate”. In the fixing step, a region to which the liquid is applied (partial region of the powder layer) is referred to as a "modeling region", and a region of the powder layer other than the modeling region (outside the partial region) is referred to as a "non-modeling region". The modeling region refers to a region corresponding to the cross section of the modeling target, that is, a portion of the powder layer where the powder is solidified and should be taken out as a modeling product. By removing the non-printing region from the layered product, a “printing object” corresponding to the printing object is obtained. At this time, a solidification step of solidifying a region to which the liquid is applied (modeling region) in the laminate by drying or heating may be performed, and an unsolidified region (non-modeling region) in the laminate. ) Is removed to obtain a shaped article. The modeled product obtained after the solidification step is further subjected to heat treatment and sintered to increase the strength, which is also included in the modeled product. Here, it is assumed that the modeling object also includes a modeling region obtained by performing the powder layer forming step and the fixing step for one layer.
造形材料である粉末を構成する粒子としては、樹脂粒子、金属粒子、セラミックス粒子等を好適に用いることができるが、金属合金や炭素鋼等、金属に炭素等の非金属元素を添加したものであってもよい。また、複数種類の金属の複合粒子、複数種類のセラミックスの複合粒子等であってもよい。また、粉末の流動性は湿度によって変動するため、造形前の粉末は乾燥した環境で保管されることが望ましく、造形中に関しても極力、乾燥状態を保つことが望ましい。 Resin particles, metal particles, ceramic particles, and the like can be preferably used as the particles constituting the powder that is the molding material, but metal alloys, carbon steel, and the like, in which a non-metal element such as carbon is added to a metal, can be used. It may be. Further, it may be composite particles of plural kinds of metals, composite particles of plural kinds of ceramics, and the like. Further, since the fluidity of the powder fluctuates depending on humidity, it is desirable to store the powder before modeling in a dry environment, and it is desirable to keep the dry state as much as possible during modeling.
また、固着工程で用いる液体としては、粉末を結合させる結着液、ナノ粒子を分散させた粒子分散液等を好適に用いることができる。ここで、ナノ粒子は、平均粒子径が、造形材料である粉末の平均粒子径よりも小さい粒子をいう。ナノ粒子としては、樹脂粒子、金属粒子、セラミックス粒子等を使用することができる。 Further, as the liquid used in the fixing step, a binding liquid for binding powder, a particle dispersion liquid in which nanoparticles are dispersed, or the like can be preferably used. Here, the nanoparticles mean particles having an average particle size smaller than the average particle size of the powder which is the modeling material. As the nanoparticles, resin particles, metal particles, ceramic particles and the like can be used.
<第1実施形態>
図1は、粉末(粉体)を用いて積層を行なう造形装置(立体造形装置)の全体構成断面図である。造形装置は、母粒子タンク101、母粒子供給槽102、造形槽103、ローラ104、インク吐出ユニット105、ヒータユニット108、インクタンク110、母粒子供給ステージ111、造形槽底板112、造形ステージ113、を備える。インク吐出ユニット105は、インク吐出ヘッド106およびインクサブタンク107を備えている。造形装置は、また、制御ユニット109および操作ユニット114を備える。
<First embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of the overall configuration of a modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that performs stacking using powder (powder). The modeling apparatus includes a
制御ユニット109は、コントローラやユーザインタフェイス、各種I/Oインタフェースを備えた制御部を内蔵し、装置全体の各種制御を司る。
The
母粒子タンク101は、母粒子カートリッジ(不図示)を備える。使用者は母粒子カートリッジを造形装置本体に正面から挿入して装着する。装着された母粒子カートリッジ内の母粒子は母粒子タンク101から母粒子供給槽102に送られ供給用母粒子115として蓄えられる。供給用母粒子115は、母粒子供給ステージ111をa方向に移動させることで上昇し、その後ローラ104をf方向に移動することで造形物116の表面に母粒子を供給する。なお、ローラ104は、e方向およびf方向に移動可能な移動機構(不図示)と、g方向とh方向とのいずれか一方向もしくは両方向に回転可能な回転機構(不図示)とを備える。また、母粒子供給では、ローラ104をf方向に移動し、造形物116を過ぎた後に、e方向に移動することで造形物116上に供給した母粒子を平滑化させてもよい。母粒子供給の際に、ローラ104をg方向もしくはh方向に回転させながら移動させてもよい。母粒子供給ステージ111およびローラ104は、造形槽103に母粒子を供給して粉末層を形成する形成手段の一例である。
The
造形槽103の上方にはインク吐出ユニット105が配置されている。インク吐出ユニット105では、i方向およびj方向へ移動可能な移動機構(不図示)を備え、複数インク(実施形態では4種類)分の独立したインク吐出ヘッド106がインク吐出ユニット105の移動方向に沿って保持されている。インク吐出ユニット105は、造形ジョブに含まれる造形データ(3次元データ)に基づいて、造形槽内の造形物116上に供給された母粒子上にインクを吐出して描画を行う。具体的には、インク吐出ユニット105の移動に同期して、インク吐出ヘッド106からインクが吐出することにより、造形物116の表面に供給された母粒子上に画像が形成される。また、画像形成の際には、インク吐出ヘッド106をi方向およびj方向の両方向に移動しながら画像形成してもよいし、いずれか一方向の移動時にのみ画像形成してもよい。母粒子状へのインクの吐出(画像形成)は母粒子を固着(結合)させるための処理であり、インク吐出ユニット105は、固着手段の一例である。
An
インクタンク110は、各種類のインクを独立して貯蔵する。インク種別は重複しても
よい。インクタンク110内のインクは各インクに対応して設けられたインクサブタンク107までチューブによって供給され、インクサブタンク107内のインクは、各インクに対応して設けられたインク吐出ヘッド106までチューブで供給される。インク吐出ヘッド106には、インク吐出ユニット105の描画時の移動方向に沿って各インクのラインヘッドが並んでいる。各インクのラインヘッドは、継ぎ目無く単一ノズルチップで形成されたものであってもよいし、分割されたノズルチップが一列又は千鳥配列のように規則的に並べられたものであってもよい。本実施形態では、使用する最大断面積の描画幅をカバーする範囲にノズルが並んでいる所謂フルマルチヘッドが採用されているものとする。
The
ノズルからインクを吐出するインクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、MEMS素子を用いた方式等を採用することができる。描画データに基づいて各ヘッドのノズルからインクが吐出され、吐出のタイミングはインク吐出ユニット105の移動用エンコーダ(不図示)の出力信号によって決定される。
As an inkjet method for ejecting ink from a nozzle, a method using a heating element, a method using a piezo element, a method using an electrostatic element, a method using a MEMS element, or the like can be adopted. Ink is ejected from the nozzle of each head based on the drawing data, and the ejection timing is determined by the output signal of the moving encoder (not shown) of the
なお、本実施形態ではインクジェット方式のプリンタに限定されず、サーマルプリンタ(昇華型、熱転写型等)、ドットインパクトプリンタ、LEDプリンタ、レーザプリンタ等、様々な印刷方式を適用することができる。 Note that the present embodiment is not limited to an inkjet printer, and various printing systems such as a thermal printer (sublimation type, thermal transfer type, etc.), a dot impact printer, an LED printer, a laser printer, etc. can be applied.
画像形成された造形物116は、ヒータユニット108で加熱される。加熱後、造形ステージ113は積層厚に従ってd方向に下降する。加熱と下降は逆順であってもよい。
The modeled
上記の一連の処理を繰り返すことで造形物116が造形される。造形が終了し、異なる造形物116の造形を開始する際には、造形ステージ113はc方向に移動し、造形槽103を交換可能にする。また、母粒子供給ステージ111をb方向に下降し、供給用母粒子115を補充する。
The molded
操作ユニット114は、操作者が操作を行ったり状況確認を行ったりするためのユニットである。状況確認の例として、指定のオーダー造形物が造形中か造形終了か等オーダー毎の造形状況の確認や、母粒子残量やインク残量等装置状態の確認が挙げられる。操作者による操作の例として、ローラクリーニングやインク吐出ヘッドクリーニング等の装置メンテナンスが挙げられる。
The
制御ユニット109は、プロセッサー、ROMおよびRAMを備え、ROM内にあらかじめ格納されたプログラムを実行して、データ処理や造形に関わる各機器の制御を行う。図3は、制御ユニット109が備えるソフトウェア構成の一部を示す。図4および図5は、制御ユニット109が実行する処理のフローチャートを示す。
The
図2Aから図2Dは造形槽103および造形槽底板112を示す図である。例えば、指輪やブレスレットといった装飾品のように円環状の造形物を造形するユーザは、図2Aに示すような造形槽103を用いることが考えられる。造形槽103は中央に円柱形状の構造物103a(以下、単に円柱103aとも称する)を有し、造形槽103の底部には円柱103aを囲むように扇形状の穴103bが複数開いている。構造物103aは、造形槽内であってインク吐出ユニット105による描画可能領域内(固着可能領域内)に位置する。描画可能領域あるいは固着可能領域は、造形槽103内の領域であって、インク吐出ユニット105によってインクを吐出可能な領域である。ここでは構造物103aが円柱形状であるが、多角形柱形状であってもよく、また断面積が高さとともに変わる円錐や角錘あるいは円錐台や角錘台などの形状であってもよい。また、1つの造形槽103に複数の構造物103aが設けられてもよい。
2A to 2D are views showing the
図2Bは造形槽103の上面図を示す。また、図2Cは造形途中の造形槽103の側面図を示す。この造形槽103に図2Dのように中央に穴の開いた造形槽底板112を入れて造形する。造形途中には図2Cに示すように、扇形状の穴103bから造形ステージ113が上下に駆動することで造形槽底板112の上下方向の位置を変えることができる。この場合、造形ステージ113の上端から造形槽103の内側の高さ(造形可能領域の高さ)分は、扇形状の穴103bを通過可能な形状である必要がある。なお、造形ステージ113自体が前記のような特殊形状でなくとも、造形ステージ113の先に造形槽103の穴形状に応じた特殊形状のアタッチメントを装着していてもよい。その場合、アタッチメントは造形ステージ113の駆動と共に上下動することとなり、それに伴い造形槽底板112も上下動することとなる。
FIG. 2B shows a top view of the
図3は、本実施形態に係る造形装置の制御ユニット109の構成の一例を説明するためのブロック図である。本実施形態に係る造形装置は粉末を用いるパウダベッド方式の積層造形を行なう装置であり、制御ユニット109は、コントロール部203とプリントエンジン部204とを備えている。コントロール部203は、入力バッファ205とジョブ制御部206と画像処理部207とUI(ユーザインタフェイス)部208と中間バッファ209とを備える。画像処理部207は、スライス処理部210とマスク領域管理部211とを備える。
FIG. 3 is a block diagram for explaining an example of the configuration of the
図4は、造形槽103のマスク領域を設定するフローチャートである。マスク領域の設定処理は、制御ユニット109がプログラムを実行することによって実現される。造形ジョブを実行する前に、予めステップ401で造形槽103のマスク領域は造形槽103の内側のどの領域なのかを設定する。以下、造形槽103内のマスク領域の場所を表す情報をマスク領域情報と称する。マスク領域情報は、操作ユニット114等のUI手段を通して手動で設定してもよいし、造形槽103に記録してある情報を読み取ることで設定してもよい。
FIG. 4 is a flowchart for setting the mask area of the
操作ユニット114等のUI手段を通して手動で造形槽103のマスク領域情報を設定する場合には、UI部208からジョブ制御部206を通して画像処理部207に造形槽のマスク領域情報を伝える。画像処理部207では、受信した前記造形槽のマスク領域情報をマスク領域管理部211に伝え、マスク領域管理部211で前記造形槽のマスク領域情報を記憶する(S401〜S402)。操作ユニット114あるいはUI部208はマスク領域情報の指定をユーザから受け付ける受付手段の一例である。また、マスク領域管理部211がマスク領域情報を記憶する記憶手段の一例である。
When manually setting the mask area information of the
造形槽103に記録してある情報を読み取ることで造形槽103のマスク領域情報を設定してもよい。この場合、造形槽103に刻印やICチップ等で予めマスク領域情報を記録しておき、造形装置に造形槽103を設置する際に当該マスク領域情報を読み取る(S401)。刻印やICチップは、造形槽103の本体に設けられてもよいし、造形槽103に付随する別物体に設けられてもよい。マスク領域情報の読み取りは、バーコードリーダやICチップリーダのような読取手段(いずれも不図示)によって行われる。マスク領域情報の読み取りは、造形槽103が造形装置に設置される前に、上記読取手段を用いて行ってもよい。あるいは、造形槽103の設置場所に上記読取手段が配置されており、造形槽103の設置後にマスク領域情報を読み取ってもよい。その後、上記読取手段からジョブ制御部206を通して画像処理部207に造形槽103のマスク領域情報を伝える。画像処理部207は、受信した造形槽103のマスク領域情報をマスク領域管理部211に伝え、マスク領域管理部211は造形槽103のマスク領域情報を記憶する(S402)。
The mask area information of the
図5は、造形ジョブを処理するフローチャートである。造形処理は、制御ユニット10
9がプログラムを実行することによって実現される。まずステップ501で、コントロール部203がクライアント端末201から造形ジョブデータを受信し、受信した造形ジョブを入力バッファ205に記憶する。造形ジョブデータは、造形物の造形を指示するデータであり、造形モデルデータを含む。コントロール部203は、記憶した造形ジョブを入力バッファ205から読み出し、ジョブ制御部206へ送信する。ジョブ制御部206は、受信した造形ジョブを画像処理部207へ送信する。画像処理部207は、受信した造形ジョブをスライス処理部210に送信し、造形モデルデータからスライス画像群を得る。次に、画像処理部207は、スライス画像群から描画領域情報を取得し(S502)、マスク領域管理部211から造形槽のマスク領域情報を取得する(S503)。
FIG. 5 is a flowchart of processing a modeling job. The modeling process is performed by the control unit 10
9 is realized by executing the program. First, in step 501, the
ステップ504で、画像処理部207は、ステップ502で取得したスライス画像群の描画領域情報と、ステップ503で取得したマスク領域情報とを比較し、重複領域が存在するか否かを判断する。描画領域情報は、粉末層において造形のためにインクを吐出して粉末を固着させる領域である描画領域の位置を表す情報である。描画領域は、造形領域とも固着領域とも称することができる。画像処理部207は判定手段の一例である。
In
重複領域が存在しない場合(S504−NO)には、画像処理部207は、スライス画像群を中間バッファ209へと送信し記憶させる。その後、コントロール部203は、中間バッファ209からスライス画像群を読み出し、プリントエンジン部204へ送信する。プリントエンジン部204は、受信したスライス画像群を画像形成部213へ送信し、造形ステージ駆動部212を制御しつつ画像形成を実施する(造形シーケンス)。
When there is no overlapping area (S504-NO), the
一方、マスク領域と描画領域の重複領域が存在する場合(S504−YES)には、画像処理部207は、自動修正する設定が予めされているかどうかを確認する(S505)。
On the other hand, when there is an overlapping area of the mask area and the drawing area (S504-YES), the
自動修正するように設定してある場合(S505−YES)には、画像処理部207は、重複領域が描画されないようにスライス画像を修正し(S507)、修正したスライス画像を含むスライス画像群を中間バッファ209へと送信し、記憶させる。スライス画像の修正は、マスク領域と重複している領域を非描画領域に変更することによって行われてもよい。あるいは、スライス画像の修正は、可能な場合には、描画領域とマスク領域が重複しないように描画領域全体を平行移動することによって行われてもよい。その後の処理は、前記造形シーケンスと同様である。
When the automatic correction is set (S505-YES), the
また、自動修正しないように設定してある場合(S505−NO)には、画像処理部207は、マスク領域とスライス画像群とが重複してしまっていることをジョブ制御部206経由でUI部208に伝え、画像形成を行わずに処理を終了する。UI部208は、クライアント端末201と操作ユニット114とのいずれか一方あるいは両方を通じてユーザに通知する(S506)。UI部208および操作ユニット114が通知手段の一例である。
If the automatic correction is not set (S505-NO), the
本実施形態によれば、造形槽103に構造物103aが設けられていることにより、造形物ではない領域への母粒子の供給量を低減できる。また、造形物以外の空間に母粒子よりも安定した構造物が設けられるので、造形中の造形物の崩壊を防止できるという効果も得られる。
According to the present embodiment, since the
<第2実施形態>
図6は、本実施形態に係る造形装置の制御ユニット109の構成の一例を説明するためのブロック図である。第1実施形態との違いは、画像処理部207が、スライス処理部210、マスク領域記憶部311、重複判定部312を有する点である。第1の実施形態に
おけるマスク領域管理部211が、マスク領域記憶部311と重複判定部312とに分かれていると捉えることができる。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram for explaining an example of the configuration of the
本実施形態では、造形槽103のマスク領域設定処理(図4)において、手動で造形槽103のマスク領域情報を設定する場合には、UI部208からジョブ制御部206を通して画像処理部207に前記造形槽のマスク領域情報を伝える。画像処理部207では、受信した造形槽103のマスク領域情報をマスク領域記憶部311に伝え、造形槽103のマスク領域情報を記憶する(S401〜S402)。マスク領域記憶部311は記憶手段の一例である。
In the present embodiment, in the mask area setting process (FIG. 4) of the
また、第1実施形態と同様に造形槽103に刻印やICチップによりマスク領域情報が記録されている場合には、これをバーコードリーダやICチップリーダのような読取手段で読み取る。上記読取手段は、ジョブ制御部206を通して画像処理部207に造形槽103のマスク領域情報を伝える。画像処理部207は、受信した造形槽103のマスク領域情報をマスク領域記憶部311に伝え、マスク領域記憶部311は造形槽103のマスク領域情報を記憶する(S402)。
Further, when mask area information is recorded on the
図5の造形ジョブを処理するフローチャートでは、本実施形態では、ステップ503でマスク領域記憶部311から造形槽103のマスク領域情報を取得する。また、ステップ504で、画像処理部210は、ステップ502で取得したスライス画像群の描画領域情報と、ステップ503で取得したマスク領域情報とを重複判定部312に送信する。重複判定部312は、受信した情報を比較し、重複領域が存在するか否かを判断し、画像処理部207に判断結果を送信する。判断部312は判断手段の一例である。その後の制御フローは第1実施形態同様である。
In the flowchart for processing the modeling job of FIG. 5, in the present embodiment, mask area information of the
本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
<第3実施形態>
本実施形態においては、マスク領域は、ネットワークを通して設定される。具体的には、クライアント端末201からマスク領域情報が造形装置の制御ユニット109に送信される。
<Third Embodiment>
In this embodiment, the mask area is set through the network. Specifically, the mask area information is transmitted from the
コントロール部203は、クライアント端末201からネットワークを介してマスク領域情報を受信し、受信した前記マスク領域情報を入力バッファ205に記憶する。コントロール部203は、記憶した前記マスク領域情報を入力バッファ205から読み出し、ジョブ制御部206へ送信する。ジョブ制御部206は、受信したマスク領域情報を画像処理部207へ送信する。画像処理部207では、受信したマスク領域情報をマスク領域管理部211もしくはマスク領域記憶部311に送信し、記憶させる(S401〜S402)。造形ジョブを処理するフローチャートは第1実施形態および第2実施形態と同様である。
The
なお、ネットワークを通してマスク領域情報が造形ジョブと独立して設定されてもよいし、造形ジョブにマスク領域情報が含まれる形式で設定されてもよい。後者の場合、図4の造形槽103のマスク領域を設定するフローチャートは造形ジョブを受信する前に実行せずに、造形ジョブを処理しながら実行することとなる。すなわち、図5のステップ503では、第1実施形態のマスク領域管理部211もしくは第2実施形態の画像処理部202が造形ジョブに含まれている前記マスク領域情報を取得する(S401)。取得した前記マスク領域情報は第1実施形態のマスク領域管理部211もしくは第2実施形態のマスク領域記憶部311で記憶する(S402)。ただし、ステップ504ですぐにマスク領域情報を用いるため、ステップ402は省略してもよく、その場合、第2実施形態のマス
ク領域記憶部311も不要となる。
The mask area information may be set via the network independently of the modeling job, or may be set in a format in which the masking area information is included in the modeling job. In the latter case, the flowchart for setting the mask area of the
本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
<第4実施形態>
造形装置は、造形槽103が取り替え可能に構成される。それぞれの造形槽103は、母粒子の供給を抑制するための構造物(図2Aに示す例では円柱103a)の形状が異なる。例えば、構造物の断面形状や大きさ、構造物の数などが異なる。本実施形態では、制御ユニット109は、予め複数の造形槽103のマスク領域情報を保有し、作製目的とする立体モデルの3次元形状データに基づいて、造形の際に利用する造形槽103を決定して推奨してもよい。具体的には、制御ユニット109は、3次元形状データで示される立体モデルを造形可能であり、かつ、造形槽103内の造形物ではない領域が最も小さくなるような造形槽103を決定する。
<Fourth Embodiment>
The modeling apparatus is configured such that the
<その他の実施例>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
<Other Examples>
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by the processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
103:造形槽 103a:構造体 105:インク吐出ユニット
103:
Claims (14)
造形槽と、
前記造形槽に前記粉末を供給して粉末層を形成する形成手段と、
造形データに基づいて、前記造形槽内に供給された前記粉末を固着させる固着動作を行う固着手段と、
を有し、
前記造形槽は、前記固着手段の固着可能領域内の少なくとも一部に前記粉末の供給を抑制する構造物が設けられている、
ことを特徴とする造形装置。 A modeling apparatus for performing layered modeling using a powder of a modeling material,
Modeling tank,
Forming means for forming the powder layer by supplying the powder to the modeling tank,
A fixing means for performing a fixing operation for fixing the powder supplied into the modeling tank based on modeling data;
Have
The molding tank is provided with a structure that suppresses the supply of the powder in at least a part of a fixing area of the fixing unit.
A modeling apparatus characterized in that
造形データの固着領域と前記構造物が設けられた領域が重複するか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の造形装置。 Storage means for storing mask area information, which is information about the area in which the structure is provided,
Determination means for determining whether or not the fixed area of the modeling data and the area where the structure is provided overlap,
The modeling apparatus according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項2に記載の造形装置。 When it is determined by the determination means that the fixed area and the area where the structure is provided overlap, there is a notification means for notifying the user of the overlap.
The modeling apparatus according to claim 2, wherein
ことを特徴とする請求項2または3に記載の造形装置。 When the determination unit determines that the fixed region and the region where the structure is provided are overlapped, the overlapping region is not fixed.
The modeling apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that.
前記判定手段によって前記固着領域と前記構造物が設けられた領域が重複していると判定された場合に、
自動修正を行う設定がされていれば、重複領域の固着を行わないように固着動作を行い、
自動修正を行う設定がされていなければ、固着動作を行わずに重複していることをユーザに通知する、
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の造形装置。 When the fixed area and the area where the structure is provided overlap, it is possible to set whether or not to automatically correct the fixed area,
When it is determined by the determination means that the fixed region and the region where the structure is provided overlap,
If the automatic correction is set, the fixing operation is performed so that the overlapping areas are not fixed,
If automatic correction is not set, notify the user that there is a duplicate without sticking.
The modeling apparatus according to any one of claims 2 to 4, which is characterized in that.
当該記憶されたマスク領域情報を読み取る読取手段をさらに有し、
前記読取手段が読み取った前記マスク領域情報を前記記憶手段に記憶する、
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の造形装置。 The mask area information is recorded on the main body of the molding tank or another object attached to the molding tank,
Further comprising a reading means for reading the stored mask area information,
Storing the mask area information read by the reading means in the storage means,
The modeling apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein:
当該受信されたマスク領域情報を前記記憶手段に記憶する
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の造形装置。 Further comprising receiving means for receiving the mask area information via a network,
The received mask area information is stored in the storage unit. The modeling apparatus according to claim 2, wherein the storage unit stores the received mask area information.
前記ジョブデータから前記マスク領域情報を取得して前記記憶手段に記憶する、
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の造形装置。 The mask area information is included in the job data for instructing the modeling of the modeled object,
Acquiring the masked area information from the job data and storing it in the storage means,
The modeling apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein:
前記受付手段が取得した前記マスク領域情報を前記記憶手段に記憶する、
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の造形装置。 Further comprising a receiving unit for receiving the designation of the mask area information from the user,
Storing the masked area information acquired by the reception means in the storage means,
The modeling apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein:
前記造形槽に前記粉末を供給して粉末層を形成する形成ステップと、
造形データに基づいて、前記造形槽内に供給された前記粉末を固着させる固着動作を行う固着ステップと、
造形データの固着領域と前記構造物が設けられた領域とが重なるかどうかを判定する判定ステップを有する、
ことを特徴とする造形方法。 A modeling method in a modeling apparatus having a modeling tank in which a structure for suppressing supply of a powder of a modeling material is provided in at least a part of a fixable region,
A forming step of supplying the powder to the modeling tank to form a powder layer;
A fixing step of performing a fixing operation for fixing the powder supplied into the modeling tank based on modeling data;
A determination step of determining whether or not the fixed area of the modeling data and the area where the structure is provided overlap.
A modeling method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項10に記載の造形方法。 When it is determined that the fixed region and the region where the structure is provided overlap in the determination step, the determination step further includes a notification step of notifying the user of the overlap.
The modeling method according to claim 10, wherein:
ことを特徴とする請求項10または11に記載の造形方法。 When it is determined in the determination step that the fixed area and the area where the structure is provided overlap, the fixing operation in the overlapping area is not performed in the fixed step,
The modeling method according to claim 10 or 11, characterized in that.
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の造形方法。 The method further comprises a step of acquiring mask area information, which is information regarding an area in which the structure is provided, from the main body of the modeling tank or another object attached to the modeling tank.
The modeling method according to any one of claims 10 to 12, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019022627A JP2020128072A (en) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Molding apparatus and molding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019022627A JP2020128072A (en) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Molding apparatus and molding method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020128072A true JP2020128072A (en) | 2020-08-27 |
Family
ID=72174081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019022627A Pending JP2020128072A (en) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Molding apparatus and molding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020128072A (en) |
-
2019
- 2019-02-12 JP JP2019022627A patent/JP2020128072A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10052823B2 (en) | System and method for test pattern formation during three-dimensional object printing | |
EP3271151B1 (en) | Controlled heating for 3d printing | |
CN107206682B (en) | Method, system and storage medium for generating three-dimensional color functional parts | |
JP6590473B2 (en) | Three-dimensional object forming apparatus and three-dimensional object forming method | |
JP6444077B2 (en) | Three-dimensional structure forming apparatus and forming method | |
EP3433072B1 (en) | Indexing in 3d printing | |
WO2016167240A1 (en) | Method for forming three-dimensional object, and three-dimensional printer | |
JP6836097B2 (en) | Manufacturing method of 3D model and manufacturing equipment of 3D model | |
JP7377767B2 (en) | Patterned pre-stops for finishing additively manufactured 3D objects | |
WO2016140670A1 (en) | Generating three-dimensional objects | |
EP3433084B1 (en) | Forming microstructures in 3d printing | |
JP2019514741A (en) | 3D printing of heat sink | |
CN107530966B (en) | Generating three-dimensional objects with target surface roughness | |
US10076881B2 (en) | System and method for forming a base layer with interfacial anchoring to stabilize a three-dimensional object during additive manufacturing | |
WO2018017082A1 (en) | Printing three-dimensional (3d) objects | |
CN111344137B (en) | Selective deposition of functional agents | |
US20170120641A1 (en) | Liquid droplet discharging apparatus and liquid droplet discharging method | |
CN110430988B (en) | Method of calibrating an inkjet-based three-dimensional printing system | |
JP2020128072A (en) | Molding apparatus and molding method | |
JP2009006611A (en) | Inkjet recording apparatus and its recording method | |
US10000020B2 (en) | Method and device for producing areas in a printed object having different coefficients of friction | |
JP7328024B2 (en) | Three-dimensional modeling apparatus, three-dimensional object modeling method, program, and computer-readable storage medium | |
JP2011049302A (en) | Pattern transfer device and pattern forming method | |
JP7514199B2 (en) | 3D modeling equipment | |
JP2011224910A (en) | Printing line width setting apparatus, printing line width setting method and printing line width setting program |