JP2020151971A - Three-dimensional molded product manufacturing apparatus, three-dimensional molded product manufacturing method, and three-dimensional molding program - Google Patents

Three-dimensional molded product manufacturing apparatus, three-dimensional molded product manufacturing method, and three-dimensional molding program Download PDF

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JP2020151971A JP2019052583A JP2019052583A JP2020151971A JP 2020151971 A JP2020151971 A JP 2020151971A JP 2019052583 A JP2019052583 A JP 2019052583A JP 2019052583 A JP2019052583 A JP 2019052583A JP 2020151971 A JP2020151971 A JP 2020151971A
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義仁 嶋田
Yoshihito Shimada
義仁 嶋田
杉浦 健治
Kenji Sugiura
健治 杉浦
雄司 長友
Yuji Nagatomo
雄司 長友
輝樹 草原
Teruki Kusahara
輝樹 草原
青蔵 佐倉
Seizo Sakura
青蔵 佐倉
櫻井 陽一
Yoichi Sakurai
陽一 櫻井
雄太 小池
Yuta Koike
雄太 小池
滉一郎 田中
Koichiro Tanaka
滉一郎 田中
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Abstract

To provide a method for manufacturing a three-dimensional molded product that can obtain a three-dimensional molded product having excellent surface properties and realize high productivity.SOLUTION: A method for manufacturing a three-dimensional molded product includes a molding layer forming process in which a molding material is discharged during a main scanning operation to form a molding layer. In the process of forming one molding layer, when main scanning areas of a head overlap, a discharge amount of the molding material in a previous scan at an overlapping portion is smaller than a discharge amount of the molding material in the final scan.SELECTED DRAWING: Figure 14

Description

本発明は、立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形プログラムに関する。 The present invention relates to a three-dimensional model manufacturing apparatus, a three-dimensional model manufacturing method, and a three-dimensional model program.

立体造形物(三次元造形物)を造形する立体造形物の製造装置として、立体造形物を形成する造形材料を造形領域に吐出させた後に硬化させて、層状造形物を造形し、層状造形物を順次積層することにより立体造形物を造形する材料噴射造形方式(マテリアルジェット方式)が知られている。材料噴射造形方式ではモデル材と、造形中にモデル材を支持するためのサポート材との2種の材料が使われる。 As a manufacturing device for a three-dimensional model that forms a three-dimensional model (three-dimensional model), the modeling material that forms the three-dimensional model is discharged into the modeling area and then cured to form a layered model, and the layered model is formed. There is known a material injection modeling method (material jet method) in which a three-dimensional model is formed by sequentially laminating. In the material injection modeling method, two types of materials are used: a model material and a support material for supporting the model material during modeling.

このようなマテリアルジェット方式の立体造形装置としては、例えば、回転しながら押圧することにより造形材料の余剰分を掻き取るローラを備えた三次元造形装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、使用されるインクジェットヘッドは造形エリアよりも小さく、スキャン後にヘッド又はステージがヘッドノズル方向(副走査方向)に複数回移動し、ヘッドノズル長よりも大きい造形物を造形する方法が知られている。
しかしながら、その場合、前スキャンと重複するエリアを走査する際、前スキャンの造形物と前記ローラとが衝突するという問題がある。このため、副走査方向に大きく走査する必要があり、非印刷時間が大きくなり、造形速度、即ち生産性を低下させるという問題がある。
一方、生産性を損なわないよう副走査方向の操作を小さくした場合、ローラと造形物が衝突し、ローラ及び装置の振動が発生し、造形物表面の荒れやローラ回転数が不安定になり、停止してしまうという問題がある。
As such a material jet type three-dimensional modeling device, for example, a three-dimensional modeling device provided with a roller for scraping off excess of the modeling material by pressing while rotating has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ).
Further, the inkjet head used is smaller than the modeling area, and a method is known in which the head or stage moves a plurality of times in the head nozzle direction (sub-scanning direction) after scanning to form a modeled object larger than the head nozzle length. There is.
However, in that case, when scanning the area overlapping with the pre-scan, there is a problem that the modeled object of the pre-scan collides with the roller. Therefore, it is necessary to scan a large amount in the sub-scanning direction, which causes a problem that the non-printing time becomes long and the modeling speed, that is, the productivity is lowered.
On the other hand, if the operation in the sub-scanning direction is reduced so as not to impair productivity, the roller collides with the modeled object, vibration of the roller and the device occurs, the surface of the modeled object becomes rough, and the roller rotation speed becomes unstable. There is a problem that it stops.

そこで、例えば、ローラと造形物の衝突防止目的で前記ローラ部の幅が、前記造形材吐出手段に設けられた前記モデル材吐出ノズルの副走査方向における両端部に位置するオリフィス間の距離、及び前記サポート材吐出ノズルの副走査方向における両端部に位置するオリフィス間の距離よりも狭く形成されることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, for example, for the purpose of preventing collision between the roller and the modeled object, the width of the roller portion is the distance between the orifices located at both ends in the sub-scanning direction of the model material discharging nozzle provided in the modeling material discharging means, and It has been proposed that the support material discharge nozzle is formed to be narrower than the distance between the orifices located at both ends in the sub-scanning direction (see, for example, Patent Document 2).

本発明は、優れた表面性を有する立体造形物が得られると共に、高い生産性を実現できる立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a three-dimensional model that can obtain a three-dimensional model having excellent surface properties and realize high productivity.

前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造方法は、主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成工程を含み、一つの造形層の形成工程において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ない。 The method for producing a three-dimensional modeled object of the present invention as a means for solving the above-mentioned problems includes a modeling layer forming step of discharging a modeling material during a main scanning operation to form a modeling layer, and forming one modeling layer. In the process, when the main scanning areas of the heads overlap, the discharge amount of the modeling material in the previous scanning in the overlapping portion is smaller than the discharging amount of the modeling material in the final scanning.

本発明によると、優れた表面性を有する立体造形物が得られると共に、高い生産性を実現できる立体造形物の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional model having excellent surface properties and to provide a method for producing a three-dimensional model that can realize high productivity.

図1の(A)〜(G)は、本発明の立体造形物の製造装置を用いた立体造形物の製造方法の一例を示す概略説明図である。(A) to (G) of FIG. 1 are schematic explanatory views showing an example of a method of manufacturing a three-dimensional model using the device for manufacturing a three-dimensional model of the present invention. 図2は、図1(E)の後の段階における、復路の造形材料と平坦化部材とを表す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing the modeling material and the flattening member of the return path in the later stage of FIG. 1 (E). 図3は、図1(E)の後の段階における、平坦化部材が余分な復路の造形材料の表面を削り取る状態を表す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which the flattening member scrapes off the surface of the excess return molding material in the later stage of FIG. 1 (E). 図4は、図1(E)の後の段階における、ローラ削りシロの割合が12%の場合の復路の造形材料と平坦化部材とを表す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a return molding material and a flattening member when the ratio of roller shaving white is 12% in the stage after FIG. 1 (E). 図5は、図1(E)の後の段階における、ローラ削りシロの割合が30%の場合の復路の造形材料と平坦化部材とを表す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a return molding material and a flattening member when the ratio of roller shaving white is 30% in the stage after FIG. 1 (E). 図6は、図1(E)の後の段階における、ローラ削りシロの割合が4%の場合の復路の造形材料と平坦化部材とを表す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a return molding material and a flattening member when the ratio of roller shaving white is 4% in the stage after FIG. 1 (E). 図7は、図1(E)の後の段階における、ローラ削りシロの割合が0%の場合の復路の造形材料と平坦化部材とを表す概略図である。FIG. 7 is a schematic view showing a return molding material and a flattening member when the ratio of roller shaving white is 0% in the stage after FIG. 1 (E). 図8Aは、ローラ削りシロの割合が0%で造形した立体造形物の端部の拡大写真である。FIG. 8A is an enlarged photograph of an end portion of a three-dimensional model formed with a roller-shaving white ratio of 0%. 図8Bは、ローラ削りシロの割合が12%で造形した立体造形物の端部の拡大写真である。FIG. 8B is an enlarged photograph of an end portion of a three-dimensional model formed with a roller-shaving white ratio of 12%. 図8Cは、ローラ削りシロの割合が30%で造形した立体造形物の端部の拡大写真である。FIG. 8C is an enlarged photograph of an end portion of a three-dimensional model formed with a roller-shaving white ratio of 30%. 図9は、ローラ削りシロの割合に対する、立体造形物の端部と重なる仮想円の半径の関係性を表すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the ratio of the roller shaving white and the radius of the virtual circle overlapping the end of the three-dimensional model. 図10は、復路の造形材料の液滴のパルス電圧を往路の造形材料の液滴のパルス電圧以上にして、復路の造形材料の液滴を大きくする方法を表す概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing a method of increasing the size of the droplets of the modeling material on the return route by making the pulse voltage of the droplets of the modeling material on the return route equal to or higher than the pulse voltage of the droplets of the modeling material on the outward route. 図11は、パルス電圧に対する、造形材料の液滴(造形材料の重量)の関係性を表すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the droplets of the modeling material (weight of the modeling material) with respect to the pulse voltage. 図12は、パルス電圧に対する、膜厚の関係性を表すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship of the film thickness with respect to the pulse voltage. 図13は、復路の吐出量に対する、膜厚の関係性を表すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship of the film thickness with respect to the discharge amount on the return path. 図14は、着弾前の復路の造形材料の液滴のパルス数を着弾前の往路の造形材料の液滴のパルス数以上にして、吐出した複数の造形材料の液滴を飛翔中に合体させて復路の造形材料の液滴を大きくする方法を表す説明図である。In FIG. 14, the number of pulses of the droplets of the modeling material on the return route before landing is set to be equal to or greater than the number of pulses of the droplets of the modeling material on the outward route before landing, and the droplets of the plurality of discharged modeling materials are united during flight. It is explanatory drawing which shows the method of enlarging the droplet of the modeling material of the return path. 図15は、立体造形物の製造装置の要部正面説明図の一例である。FIG. 15 is an example of a front explanatory view of a main part of a three-dimensional model manufacturing apparatus. 図16は、立体造形物の製造装置の要部平面説明図の一例である。FIG. 16 is an example of a plan explanatory view of a main part of a three-dimensional model manufacturing apparatus. 図17は、立体造形物の製造装置の要部側面説明図の一例である。FIG. 17 is an example of an explanatory side view of a main part of a three-dimensional model manufacturing apparatus. 図18は、往復時のノズル位置を変化させて造形材料を吐出して造形層を形成した状態を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a state in which a modeling layer is formed by ejecting a modeling material by changing the nozzle position during reciprocation. 図19は、立体造形物の製造装置の制御部のブロック説明図である。FIG. 19 is a block explanatory view of a control unit of a three-dimensional model manufacturing apparatus. 図20は、立体造形物の製造装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of a functional configuration of a three-dimensional model manufacturing apparatus. 図21は、立体造形物の製造装置の制御部における立体造形プログラムの処理手順を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing a processing procedure of the three-dimensional modeling program in the control unit of the three-dimensional modeling object manufacturing apparatus. 図22は、マテリアルジェット方式の造形における副走査方向、及び主走査方向の模式図である。FIG. 22 is a schematic view of the sub-scanning direction and the main scanning direction in the modeling of the material jet method. 図23は、各スキャン時のローラと造形物の高さについて説明する図である。FIG. 23 is a diagram illustrating the heights of the rollers and the modeled object at each scan.

(立体造形物の製造方法、立体造形物の製造装置、及び立体造形プログラム)
本発明の立体造形物の製造方法は、主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成工程を含み、一つの造形層の形成工程において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないものであり、更に必要に応じてその他の工程を含む。
(Manufacturing method of three-dimensional model, manufacturing device of three-dimensional model, and three-dimensional model program)
The method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention includes a modeling layer forming step of ejecting a modeling material during a main scanning operation to form a modeling layer, and the main scanning regions of the heads overlap in one modeling layer forming step. In this case, the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion is smaller than the discharge amount of the modeling material in the final scan, and further steps are included as necessary.

本発明において、「主走査領域」という語は、主走査動作においてインクジェットヘッドが層造形のために走査(移動)する領域を意味する。即ち、主走査領域とは、主走査の間に、造形層形成のためにインクジェットヘッドから造形材料が吐出され得る領域のことであり、かかる領域が重複している場合(即ち複数回インクジェットヘッドに走査される領域がある場合)、複数回の走査の後に層が造形されることになる。かかる複数回の走査のうち、一番最後の走査を「最後の走査」といい、それ以外の走査を「先の走査」という。 In the present invention, the term "main scanning region" means an region in which the inkjet head scans (moves) for layer formation in the main scanning operation. That is, the main scanning region is a region where the modeling material can be ejected from the inkjet head for forming the modeling layer during the main scanning, and when such regions overlap (that is, the inkjet head is used multiple times). If there is an area to be scanned), the layer will be formed after multiple scans. Of the plurality of scans, the last scan is referred to as "last scan", and the other scans are referred to as "preceding scan".

本発明の立体造形物の製造装置は、主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成手段を有し、一つの造形層の形成手段において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないものであり、更に必要に応じてその他の手段を有する。 The three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention has a modeling layer forming means for forming a modeling layer by ejecting a modeling material during a main scanning operation, and in one modeling layer forming means, the main scanning region of the head is formed. In the case of overlapping, the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion is smaller than the discharge amount of the modeling material in the last scan, and further means other means as necessary.

本発明の立体造形プログラムは、主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成し、
一つの造形層の形成において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少なくする処理をコンピュータに実行させる。
The three-dimensional modeling program of the present invention discharges a modeling material during the main scanning operation to form a modeling layer.
In the formation of one modeling layer, when the main scanning areas of the heads overlap, the process of reducing the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion to the discharge amount of the modeling material in the final scan is performed by the computer. To execute.

なお、本発明の「立体造形物の製造装置」における制御手段等が行う制御は、本発明の「立体造形物の製造方法」を実施することと同義であるので、本発明の「立体造形物の製造装置」の説明を通じて本発明の「立体造形物の製造方法」の詳細についても明らかにする。また、本発明の「立体造形プログラム」は、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の「立体造形物の製造装置」として実現させることから、本発明の「立体造形物の製造装置」の説明を通じて本発明の「立体造形プログラム」の詳細についても明らかにする。 It should be noted that the control performed by the control means or the like in the "three-dimensional model manufacturing apparatus" of the present invention is synonymous with the implementation of the "method for manufacturing the three-dimensional model" of the present invention. The details of the "method for manufacturing a three-dimensional model" of the present invention will also be clarified through the explanation of the "manufacturing apparatus for the above". Further, since the "three-dimensional modeling program" of the present invention is realized as the "three-dimensional modeling object manufacturing apparatus" of the present invention by using a computer or the like as a hardware resource, the "three-dimensional modeling object manufacturing" of the present invention is manufactured. The details of the "three-dimensional modeling program" of the present invention will also be clarified through the explanation of the "device".

本発明においては、主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成工程を含み、一つの造形層の形成工程において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないものであり、造形物の高さを下げることができ、ローラと造形物の衝突を低減化できる。また、ヘッドの移動量を最小限に抑えることができ、生産性を高めることができる。
重複部分における往路の造形材料の吐出量を、復路での造形材料の吐出量よりも少なくする方法としては、例えば、往路の造形材料の液滴のパルス電圧が、復路の造形材料の液滴のパルス電圧以下であり、往路の造形材料の液滴を小さくすることにより、往路の造形材料の吐出量を少なくなるように調整する方法などが挙げられる。
前記重複部分において、往路の走査では造形材料を吐出しないことが好ましい。これにより、造形物の高さを更に下げることができるのでローラと造形物の衝突を抑えつつ、ヘッドの移動量を最小限に抑えて生産性を高めることができる。
The present invention includes a modeling layer forming step of ejecting a modeling material during the main scanning operation to form a modeling layer, and when the main scanning regions of the head overlap in one modeling layer forming step, the overlapping portion is used. The discharge amount of the modeling material in the previous scan is smaller than the discharge amount of the modeling material in the last scan, the height of the modeled object can be lowered, and the collision between the roller and the modeled object can be reduced. .. In addition, the amount of movement of the head can be minimized, and productivity can be increased.
As a method of making the discharge amount of the outbound modeling material in the overlapping portion smaller than the ejection amount of the outbound modeling material, for example, the pulse voltage of the droplets of the outbound modeling material is the droplet of the inbound modeling material. Examples thereof include a method of adjusting the discharge amount of the outbound modeling material so as to be smaller than the pulse voltage by reducing the droplets of the outbound modeling material.
In the overlapping portion, it is preferable not to discharge the modeling material in the outbound scanning. As a result, the height of the modeled object can be further lowered, so that the amount of movement of the head can be minimized and the productivity can be increased while suppressing the collision between the roller and the modeled object.

本発明の一態様において、同一造形層内で相対的に副走査方向のヘッドの移動を行う。 In one aspect of the present invention, the head is relatively moved in the sub-scanning direction within the same modeling layer.

本発明の一態様において、同一造形層内の前記往路と前記復路の走査が双方向印字であり、前記双方向印字において、副走査方向のヘッドの移動を行う。 In one aspect of the present invention, scanning of the outward path and the return path in the same modeling layer is bidirectional printing, and in the bidirectional printing, the head is moved in the sub-scanning direction.

本発明の一態様においては、往路走査で造形材料を吐出した後、主走査方向の加減速中に副走査方向のヘッドの移動を行う。 In one aspect of the present invention, after ejecting the modeling material in the outward scanning, the head is moved in the sub-scanning direction during acceleration / deceleration in the main scanning direction.

本発明の一態様において、副走査方向のヘッドの移動がレンダリングである。
レンダリングとは、同一レイヤで往復走査後に副走査方向に移動させることを意味する。
In one aspect of the invention, the movement of the head in the sub-scanning direction is rendering.
Rendering means moving in the sub-scanning direction after reciprocating scanning on the same layer.

ここで、本発明の立体造形物の製造方法は、図1(A)〜(G)に示され、往路造形層形成工程と、復路造形層形成工程と、を含む。
往路造形層形成工程では、往路においてノズルなどの吐出手段から粘度が高い液体状の造形材料を吐出すると(図1(A)参照)、吐出された造形材料は、表面張力によって中央部にたわみを有し、端部が丸みを帯びた形状となる(図1(B)参照)。その後、吐出した往路の造形材料をUV照射ユニットなどの硬化手段で硬化させて、往路の造形層を形成する(図1(C)参照)。
復路造形層形成工程では、復路において、硬化した往路の造形層上に重なるように粘度が高い液体状の造形材料を往路よりも多くの量でノズルなどの吐出手段から吐出し(図1(D)及び(E)参照)、吐出した復路の造形材料の表面に平坦化部材を当接させて復路の造形材料を平坦化させる(図1(F)参照)。その後、平坦化した復路の造形材料をUV照射ユニットなどの硬化手段で硬化させて、復路の造形層を形成する(図1(G)参照)。
本発明の立体造形物の製造方法は、図1(E)の後の段階で、図2、及び図3に示すように、復路の造形材料が硬化する前に、復路の造形材料の表面にローラなどの平坦化部材を当接させて、余分な復路の造形材料を削り取る。その結果、復路の造形材料の表面を平坦化でき(図1(F)参照)、更に、図1(F)においてXで示すように、復路の造形材料の端部をシャープにすることができる。
また、図1(G)に示すように、復路の造形材料の表面を平坦化した後に、硬化させて復路の造形層を形成する。このため、本発明の立体造形物の製造方法は、中央部にたわみを有さず、表面が平坦である層状造形物を形成することができ、層状造形物の積層を繰り返すことにより、端部がシャープであり、平坦性に優れた高精細な立体造形物を製造することができる。
Here, the method for producing a three-dimensional model of the present invention is shown in FIGS. 1 (A) to 1 (G), and includes an outward path modeling layer forming step and a returning path modeling layer forming step.
In the outbound modeling layer forming step, when a highly viscous liquid modeling material is ejected from a discharge means such as a nozzle in the outward path (see FIG. 1 (A)), the ejected modeling material bends in the center due to surface tension. It has a rounded end (see FIG. 1 (B)). After that, the discharged outbound modeling material is cured by a curing means such as a UV irradiation unit to form an outbound modeling layer (see FIG. 1C).
In the return path modeling layer forming step, in the return path, a liquid modeling material having a high viscosity so as to overlap the cured outbound modeling layer is discharged from a discharge means such as a nozzle in a larger amount than the outward path (FIG. 1 (D). ) And (E)), the flattening member is brought into contact with the surface of the discharged return molding material to flatten the return molding material (see FIG. 1 (F)). Then, the flattened return molding material is cured by a curing means such as a UV irradiation unit to form a return shaping layer (see FIG. 1 (G)).
The method for producing a three-dimensional model of the present invention is performed on the surface of the return model material at a later stage of FIG. 1 (E), before the return model material is cured, as shown in FIGS. 2 and 3. A flattening member such as a roller is brought into contact with the material, and excess material for forming the return path is scraped off. As a result, the surface of the return molding material can be flattened (see FIG. 1 (F)), and the end portion of the return molding material can be sharpened as shown by X in FIG. 1 (F). ..
Further, as shown in FIG. 1 (G), after the surface of the return path modeling material is flattened, it is cured to form the return path modeling layer. Therefore, the method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention can form a layered model having a flat surface without bending in the central portion, and by repeating the lamination of the layered model, the end portion is formed. It is possible to produce a high-definition three-dimensional model with sharpness and excellent flatness.

本発明においては、復路における造形材料の総吐出量が、往路における造形材料の総吐出量よりも多いことが好ましく、これにより、ローラ削りシロを厚く確保でき、端部のシャープ性が向上する効果について、図8A〜図8Cを用いて説明する。
図8A〜図8Cは、往路の造形層上に復路の造形材料を吐出した後の層状造形物の最小厚み(即ち、復路の造形材料の中央部のたわみまでの高さ)に対する、ローラ削りシロ(即ち、ローラと硬化した往路の造形層との間隔)の割合が、それぞれ0%、12%、及び30%の場合に造形した立体造形物の端部の拡大写真を示す。
復路における造形材料の総吐出量が、往路における造形材料の総吐出量と同量であり、ローラ削りシロの割合が0%の場合、製造される立体造形物の端部は、図8A(拡大倍率:100倍)に示すように、丸みを帯び、シャープ性が不十分なものとなる。
これに対し、復路における造形材料の総吐出量が、往路における造形材料の総吐出量よりも多く、ローラ削りシロの割合が12%の場合、製造される立体造形物の端部は、図8B(拡大倍率:100倍)に示すように、ローラ削りシロの割合が0%の場合(図8A)と比較して、製造される立体造形物の端部のシャープ性が良好となる。
また、復路における造形材料の総吐出量が、往路における造形材料の総吐出量よりも多く、ローラ削りシロの割合が30%の場合、製造される立体造形物の端部は、図8C(拡大倍率:100倍)に示すように、ローラ削りシロの割合が12%の場合(図8B)と比較して、製造される立体造形物の端部のシャープ性が更に良好となる。
なお、図8A〜Cは、顕微鏡(装置名:VHX−500、株式会社キーエンス製)を用いて、各倍率まで拡大したものである。
In the present invention, it is preferable that the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route, whereby the roller cutting white can be secured thickly and the sharpness of the end portion is improved. Will be described with reference to FIGS. 8A to 8C.
8A-8C show roller-shaving whites with respect to the minimum thickness of the layered model after discharging the return model material onto the outward model layer (that is, the height of the center portion of the return model material). (That is, the distance between the roller and the hardened outbound modeling layer) is 0%, 12%, and 30%, respectively, and an enlarged photograph of the end of the shaped three-dimensional model is shown.
When the total discharge amount of the modeling material on the return route is the same as the total discharge amount of the modeling material on the outward route and the ratio of the roller sharpening white is 0%, the end of the three-dimensional model to be manufactured is shown in FIG. 8A (enlarged). As shown in (Magnification: 100 times), it is rounded and has insufficient sharpness.
On the other hand, when the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route and the ratio of the roller sharpening white is 12%, the end of the three-dimensional model to be manufactured is shown in FIG. 8B. As shown in (magnification: 100 times), the sharpness of the end portion of the manufactured three-dimensional model is better than that in the case where the ratio of the roller shaving white is 0% (FIG. 8A).
Further, when the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route and the ratio of the roller sharpening white is 30%, the end portion of the three-dimensional model to be manufactured is shown in FIG. 8C (enlarged). As shown in (Magnification: 100 times), the sharpness of the end portion of the manufactured three-dimensional model is further improved as compared with the case where the ratio of the roller shaving white is 12% (FIG. 8B).
8A to 8C are magnified to each magnification using a microscope (device name: VHX-500, manufactured by KEYENCE CORPORATION).

また、図8A〜Cにおいて、立体造形物の端部に仮想円を重ね、端部と重なった仮想円の半径(mm)を求めた。同様にして、ローラ削りシロの割合が10.0%以上45.0%の場合において、仮想円の半径(mm)を求めた。Z方向の間隔を一定(22.5μm)にした際の、ローラ削りシロの割合に対する、立体造形物の端部と重なった仮想円の半径(mm)を図9に示す。
なお、図9において、仮想円の半径(mm)が小さいほどシャープ性が高く、仮想円の半径(mm)が大きいほど端部が丸みを帯びていることを表す。また、図9において、X、Y、及びZは、立体造形物の方向を表す。
図9から分かるように、ローラ削りシロの割合が大きくなるほど、立体造形物の端部と重なった仮想円の半径(mm)が小さくなる傾向がある。したがって、復路における造形材料の総吐出量が、往路における造形材料の総吐出量よりも多く、ローラ削りシロの割合が大きくなるほど、製造される立体造形物の端部のシャープ性が向上することがわかる。
Further, in FIGS. 8A to 8C, a virtual circle was superposed on the end portion of the three-dimensional modeled object, and the radius (mm) of the virtual circle overlapping the end portion was obtained. Similarly, the radius (mm) of the virtual circle was determined when the ratio of the roller shaving white was 10.0% or more and 45.0%. FIG. 9 shows the radius (mm) of the virtual circle that overlaps the end of the three-dimensional model with respect to the ratio of the roller-shaving white when the distance in the Z direction is constant (22.5 μm).
In FIG. 9, the smaller the radius (mm) of the virtual circle, the higher the sharpness, and the larger the radius (mm) of the virtual circle, the more rounded the end. Further, in FIG. 9, X, Y, and Z represent the directions of the three-dimensional model.
As can be seen from FIG. 9, as the proportion of roller-cutting white increases, the radius (mm) of the virtual circle that overlaps the end of the three-dimensional model tends to decrease. Therefore, the sharpness of the end portion of the three-dimensional model to be manufactured can be improved as the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route and the ratio of the roller shaving white is increased. Recognize.

<実験>
下記組成の第1の造形材料(モデル材)及び第2の造形材料(サポート材)を用い、三次元プリンターを用いて、表1に示す造形条件に基づき、20mm×20mm×20mmの立方体でXZ面がモデル材とサポート材で接触するNo.1〜No.5の立体造形物を造形した。
<Experiment>
Using the first modeling material (model material) and the second modeling material (support material) having the following composition, using a three-dimensional printer, based on the modeling conditions shown in Table 1, XZ in a cube of 20 mm x 20 mm x 20 mm. No. where the surface contacts the model material and the support material. 1-No. The three-dimensional model of 5 was modeled.

−第1の造形材料−
イソボニルアクリレート(東京化成工業株式会社製)60質量%、トリシクロデカンメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネルク社製)23質量%、UB−6600(日本合成化学工業株式会社製)10質量%、IRUGACURE TPO(BASF社製)3質量%、及びIRUGACURE 184(BASF社製)4質量%を、ビーカーで30分間撹拌して、第1の造形材料を調製した。
-First modeling material-
Isobonyl acrylate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 60% by mass, tricyclodecanemethanol diacrylate (manufactured by Daicel Ornerk) 23% by mass, UB-6600 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) 10% by mass, IRUGACURE TPO 3% by mass (manufactured by BASF) and 4% by mass of IRUGACURE 184 (manufactured by BASF) were stirred in a beaker for 30 minutes to prepare a first molding material.

−第2の造形材料−
アクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社製)40.0g、1,5−ペンタンジオール(東京化成工業株式会社製)10.0g、ポリプロピレングリコール1(商品名:アクトコールD−1000、三井化学SKCポリウレタン株式会社製、数平均分子量:1,000)50.0g、及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキシド(商品名:イルガキュア819、BASF社製)2.0gを添加し、撹拌混合して、第2の造形材料を調製した。
-Second modeling material-
Acryloylmorpholin (manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd.) 40.0 g, 1,5-pentanediol (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 10.0 g, polypropylene glycol 1 (trade name: Actol D-1000, Mitsui Chemicals SKC Polyurethane Co., Ltd.) , Number average molecular weight: 1,000) 50.0 g and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (trade name: Irgacure 819, manufactured by BASF) 2.0 g are added and stirred. Mixing was used to prepare a second molding material.

次に、得られた立体造形物について、以下のようにして、立体造形物のサポート部除去後のモデル部表面の表面粗さRz、及びクラックの発生を評価した。結果を表Aに示した。 Next, with respect to the obtained three-dimensional model, the surface roughness Rz of the surface of the model portion and the occurrence of cracks after removing the support portion of the three-dimensional model were evaluated as follows. The results are shown in Table A.

−表面粗さRz−
表面粗さRzはVK−X150(キーエンス社製)を用いて、モデル材とサポート材の界面の1mm×1mmの範囲で評価した。
-Surface roughness Rz-
The surface roughness Rz was evaluated using VK-X150 (manufactured by KEYENCE CORPORATION) in the range of 1 mm × 1 mm at the interface between the model material and the support material.

−クラックの発生−
クラックの発生の有無を目視観察した。
-Cracking-
The presence or absence of cracks was visually observed.

表Aの結果から、No.2に示すように、第1の造形材料(モデル材)と第2の造形材料(サポート材)を同時に往復で吐出し、硬化させた場合、No.1及びNo.3に比べて、クラックが発生し、表面粗さRzが大きいことがわかった。
一方、No.4、5に示すように、第1の造形材料を吐出し、硬化させた後に、第2の造形材料を吐出し、硬化させた場合、クッラクの発生はなく、表面粗さRzが小さく、サポート部除去後の滑らかなモデル部表面が得られることがわかった。
From the results in Table A, No. As shown in 2, when the first modeling material (model material) and the second modeling material (support material) are simultaneously reciprocally discharged and cured, No. 1 and No. It was found that cracks were generated and the surface roughness Rz was larger than that of 3.
On the other hand, No. As shown in 4 and 5, when the first modeling material is discharged and cured, and then the second modeling material is discharged and cured, no crack is generated, the surface roughness Rz is small, and the support is provided. It was found that a smooth model part surface was obtained after the part was removed.

<往路造形層形成手段、及び往路造形層形成工程>
往路造形層形成手段は、往路において造形材料を吐出し、往路の造形層を形成する手段である。なお、往路造形層形成手段は、吐出した造形材料を硬化させて往路の造形層を形成してもよい。
往路造形層形成工程は、往路において造形材料を吐出し、往路の造形層を形成する工程である。なお、往路造形層形成工程は、吐出した造形材料を硬化させて往路の造形層を形成してもよい。
造形材料の吐出は、造形材料吐出部材を用いて行われることが好ましい。
造形材料の硬化は、造形材料硬化部材を用いて行われることが好ましい。
<Outward modeling layer forming means and outward modeling layer forming process>
The outbound modeling layer forming means is a means for discharging the modeling material in the outward path to form the modeling layer in the outward path. The outbound modeling layer may be formed by curing the discharged modeling material to form the outward modeling layer.
The outbound modeling layer forming step is a step of discharging the modeling material in the outward path to form the modeling layer in the outward path. In the outbound modeling layer forming step, the discharged modeling material may be cured to form the outward modeling layer.
It is preferable that the modeling material is discharged by using the modeling material discharge member.
The curing of the modeling material is preferably performed using the modeling material curing member.

<<造形材料吐出部材>>
造形材料吐出部材は、往路において造形材料を吐出する部材である。
造形材料吐出部材としては、往路において造形材料を吐出するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘッドなど、公知のものを用いることができる。
ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電素子(ピエゾ素子)型ヘッド、熱膨張(サーマル)型ヘッドなどが挙げられる。これらの中でも、圧電素子(ピエゾ素子)型ヘッドが好ましい。
<< Modeling material discharge member >>
The modeling material discharge member is a member that discharges the modeling material on the outward route.
The modeling material discharge member is not particularly limited as long as it discharges the modeling material on the outward route, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a known material such as a head can be used.
The head is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a piezoelectric element (piezo element) type head and a thermal expansion (thermal) type head. Among these, a piezoelectric element (piezo element) type head is preferable.

<<往路の造形材料>>
往路造形層を形成する往路の造形材料としては、特に制限はなく、立体造形物を造形する本体を構成する上で求められる性能に基づいて、適宜選択することができる。
造形材料としては、例えば、モデル材、サポート材などが挙げられる。
<< Outbound modeling material >>
The outbound modeling material for forming the outbound modeling layer is not particularly limited, and can be appropriately selected based on the performance required for constructing the main body for modeling the three-dimensional modeled object.
Examples of the modeling material include a model material and a support material.

往路の造形材料は、光や熱等のエネルギーを付与することにより硬化する液体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、単官能モノマー、多官能モノマー等の重合性モノマー、オリゴマーを含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。好ましくは造形材料ジェット用プリンター等に用いられる造形材料吐出ヘッドで吐出できる粘度や表面張力等の液物性を有する。 The outbound modeling material is not particularly limited as long as it is a liquid that cures by applying energy such as light or heat, and can be appropriately selected depending on the purpose. However, polymerization of monofunctional monomers, polyfunctional monomers, etc. It preferably contains a sex monomer and an oligomer, and further contains other components as needed. Preferably, it has liquid physical properties such as viscosity and surface tension that can be discharged by a modeling material discharge head used for a modeling material jet printer or the like.

−重合性モノマー−
重合性モノマーとしては、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Polymerizable monomer-
Examples of the polymerizable monomer include a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer. These may be used alone or in combination of two or more.

−−単官能モノマー−−
単官能モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体、アクリル酸などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ヒドロキシエチルアクリルアミド、イソボルニル(メタ)アクリレートが好ましい。
--Monofunctional monomer ---
Examples of the monofunctional monomer include acrylamide, N-substituted acrylamide derivative, N, N-di-substituted acrylamide derivative, N-substituted methacrylamide derivative, N, N-di-substituted methacrylamide derivative, acrylic acid and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, acryloylmorpholine, hydroxyethylacrylamide, and isobornyl (meth) acrylate are preferable.

単官能モノマーとしては、重合させることにより、有機ポリマーを得ることができる。 As the monofunctional monomer, an organic polymer can be obtained by polymerizing.

単官能モノマーの含有量としては、造形材料全量に対して、0.5質量%以上90質量%以下が好ましい。 The content of the monofunctional monomer is preferably 0.5% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total amount of the modeling material.

上記以外の単官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 The monofunctional monomer other than the above is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth). ) Acrylate, caprolactone-modified tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate , Isooctyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, caprolactone (meth) acrylate, ethoxylated nonylphenol (meth) acrylate and the like.

−−多官能モノマー−−
多官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二官能モノマー、三官能以上のモノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
--Polyfunctional monomer ---
The polyfunctional monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include bifunctional monomers and trifunctional or higher functional monomers. These may be used alone or in combination of two or more.

二官能モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化オペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the bifunctional monomer include tripropylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol hydroxypivalic acid ester di. (Meta) acrylate, neopentyl glycol ester di (meth) acrylate of hydroxypivalate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di ( Meta) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, caprolactone-modified hydroxypivalate neopentyl glycol ester Examples thereof include di (meth) acrylate, propoxylated opentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxy-modified bisphenol A di (meth) acrylate, polyethylene glycol 200 di (meth) acrylate, and polyethylene glycol 400 di (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.

三官能以上のモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレートエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the trifunctional or higher monomer include trimethylolpropantri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, triallyl isocyanurate, and ε-caprolactone-modified dipentaerythritol tri (meth). Meta) acrylate, ε-caprolactone-modified dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, (meth) acrylate, ε-caprolactone-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ε-caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tris (meth) 2-Hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylol propantri (meth) acrylate, propoxylated trimethylol propantri (meth) acrylate, propoxylated glyceryl tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) Examples thereof include acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and penta (meth) acrylate ester. These may be used alone or in combination of two or more.

−オリゴマー−
オリゴマーとしては、上記モノマーの低重合体や末端に反応性不飽和結合基を有するものを1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
− Oligomer −
As the oligomer, a low polymer of the above-mentioned monomer or one having a reactive unsaturated bond group at the terminal may be used alone or in combination of two or more.

−その他の成分−
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a surfactant, a polymerization inhibitor, a polymerization initiator, a colorant, a viscosity modifier, an adhesive imparting agent, and an antioxidant. Examples include agents, anti-aging agents, cross-linking accelerators, UV absorbers, plasticizers, preservatives, dispersants and the like.

−−界面活性剤−−
界面活性剤としては、例えば、分子量200以上かつ5,000以下、具体的には、PEG型非イオン界面活性剤[ノニルフェノールのエチレンオキサイド(以下、「EO」と略記)1〜40モル付加物、ステアリン酸EO1〜40モル付加物等]、多価アルコール型非イオン界面活性剤(ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等)、フッ素含有界面活性剤(パーフルオロアルキルEO1〜50モル付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等)、変性シリコーンオイル[ポリエーテル変性シリコーンオイル、(メタ)アクリレート変性シリコーンオイル等]などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤の含有量は、造形材料全量に対して、3質量%以下が好ましく、含有効果及び光硬化物の物性の観点から、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましい。
--Surfactant ---
Examples of the surfactant include a molecular weight of 200 or more and 5,000 or less, specifically, a PEG-type nonionic surfactant [an addition of 1 to 40 mol of ethylene oxide of nonylphenol (hereinafter abbreviated as “EO”). Stearic acid EO 1-40 molar adducts, etc.], polyhydric alcohol-type nonionic surfactants (sorbitan palmitate monoester, sorbitan stearic acid monoester, sorbitan stearic acid triester, etc.), fluorine-containing surfactants (perfluoroalkyl) EO1 to 50 molar adducts, perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl betaines, etc.), modified silicone oils [polyether-modified silicone oils, (meth) acrylate-modified silicone oils, etc.] and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
The content of the surfactant is preferably 3% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less from the viewpoint of the content effect and the physical properties of the photocured product, based on the total amount of the modeling material.

−−重合禁止剤−−
重合禁止剤としては、例えば、フェノール化合物[ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,2−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン等]、硫黄化合物[ジラウリルチオジプロピオネート等]、リン化合物[トリフェニルフォスファイト等]、アミン化合物[フェノチアジン等]などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
重合禁止剤の含有量は、造形材料全量に対して、5質量%以下が好ましく、モノマーの安定性及び重合速度の観点から、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましい。
--Polymerization inhibitor ---
Examples of the polymerization inhibitor include phenol compounds [hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,2-methylene-bis- (4-methyl-6-t-butylphenol)). , 1,1,3-Tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, etc.], sulfur compounds [dilaurylthiodipropionate, etc.], phosphorus compounds [triphenylphosphite, etc.] , Amine compounds [phenothiazine, etc.] and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
The content of the polymerization inhibitor is preferably 5% by mass or less based on the total amount of the modeling material, and more preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less from the viewpoint of monomer stability and polymerization rate.

−−重合開始剤−−
重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点から、光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、光(特に波長220nm〜400nmの紫外線)の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2、2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、メチルベンゾイルフォーメート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
--Polymerization initiator ---
Examples of the polymerization initiator include thermal polymerization initiators and photopolymerization initiators. Among these, a photopolymerization initiator is preferable from the viewpoint of storage stability.
As the photopolymerization initiator, any substance that generates radicals by irradiation with light (particularly ultraviolet rays having a wavelength of 220 nm to 400 nm) can be used.
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p'-dichlorobenzophenone, p, p-bisdiethylaminobenzophenone, and Michler ketone. Benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin-n-propyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin-n-butyl ether, benzylmethyl ketal, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-hydroxy-2- Methyl-1-phenyl-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, methylbenzoylformate, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, azobisisobutyronitrile, Examples thereof include benzoyl peroxide and di-tert-butyl peroxide. These may be used alone or in combination of two or more.

熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス(酸化還元)開始剤などが挙げられる。 The thermal polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an azo-based initiator, a peroxide initiator, a persulfate initiator, a redox (oxidation-reduction) initiator, etc. Can be mentioned.

アゾ系開始剤としては、例えば、VA−044、VA−46B、V−50、VA−057、VA−061、VA−067、VA−086、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 33)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(VAZO 50)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 52)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(VAZO 64)、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(VAZO 67)、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO 88)(以上、DuPont Chemical社製)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(メチルイソブチレ−ト)(V−601)(以上、和光純薬工業株式会社製)などが挙げられる。 Examples of the azo-based initiator include VA-044, VA-46B, V-50, VA-057, VA-061, VA-067, VA-086, 2,2'-azobis (4-methoxy-2, 4-Dimethylvaleronitrile) (VAZO 33), 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (VAZO 50), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (VAZO 52) , 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (VAZO 64), 2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile (VAZO 67), 1,1-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile) (VAZO) 88) (above, manufactured by DuPont Chemical), 2,2'-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2'-azobis (methylisobutyrate) (V-601) (above, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (Made by Co., Ltd.), etc.

過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(商品名:Perkadox 16S、Akzo Nobel社製)、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート(商品名:Lupersol 11、Elf Atochem社製)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(商品名:Trigonox 21−C50、Akzo Nobel社製)、過酸化ジクミルなどが挙げられる。 Examples of the peroxide initiator include benzoyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, disetylperoxydicarbonate, and di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate (trade name:). Perkadox 16S, manufactured by Akzo Nobel), di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-butylperoxypivalate (trade name: Lupersol 11, manufactured by Elf Atochem), t-butylperoxy-2-ethylhexa Examples thereof include Noate (trade name: Trigonox 21-C50, manufactured by Akzo Nobel), dicumyl peroxide and the like.

過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。 Examples of the persulfate initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate and the like.

レドックス(酸化還元)開始剤としては、例えば、過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組合せ、有機過酸化物と第3級アミンとに基づく系(例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンとに基づく系)、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属とに基づく系(例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートとに基づく系)などが挙げられる。 Redox initiators include, for example, a combination of a persulfate initiator and a reducing agent such as sodium metahydrosulfate and sodium hydrogen sulfite, or a system based on an organic peroxide and a tertiary amine (eg,). , A system based on benzoyl peroxide and dimethylaniline), a system based on an organic hydroperoxide and a transition metal (for example, a system based on cumene hydroperoxide and cobalt naphthate), and the like.

重合開始剤の含有量としては、造形材料全量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。 The content of the polymerization initiator is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total amount of the modeling material.

−着色剤−
着色剤としては、造形材料中に溶解又は安定に分散し、更に熱安定性に優れた染料及び顔料が適している。これらの中でも、溶解性染料(Solvent Dye)が好ましい。また色の調整等で2種類以上の着色剤を適時混合することが可能である。
-Colorant-
As the colorant, dyes and pigments that are soluble or stably dispersed in the molding material and have excellent thermal stability are suitable. Among these, a soluble dye (Solvent Dye) is preferable. Further, it is possible to mix two or more kinds of colorants in a timely manner by adjusting the color or the like.

<<造形材料硬化部材>>
造形材料硬化部材は、吐出した往路の造形材料を硬化させて往路の造形層を形成する部材である。
造形材料硬化部材としては、吐出した往路の造形材料を硬化させて往路の造形層を形成するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線照射装置などが挙げられる。
<< Modeling material hardening member >>
The modeling material curing member is a member that cures the discharged outbound modeling material to form an outbound modeling layer.
The modeling material curing member is not particularly limited as long as it cures the discharged outbound modeling material to form the outbound modeling layer, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an ultraviolet irradiation device. And so on.

−紫外線照射装置−
紫外線(UV)照射装置としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。
高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたDeepUVタイプは、短波長領域の照射が可能である。
メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Pb、Sn、Feなどの金属のハロゲン化物が用いられ、重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、FusionSystem社製のHランプ、Dランプ、又はVランプ等のような市販されているものも使用することができる。
-Ultraviolet irradiation device-
Examples of the ultraviolet (UV) irradiation device include a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a metal halide lamp.
The high-pressure mercury lamp is a point light source, but the DeepUV type, which has high light utilization efficiency in combination with an optical system, can irradiate in a short wavelength region.
Metal halide is effective for colored substances because it has a wide wavelength range, and halides of metals such as Pb, Sn, and Fe are used and can be selected according to the absorption spectrum of the polymerization initiator. The lamp used for curing is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a commercially available lamp such as an H lamp, a D lamp, or a V lamp manufactured by FusionSystem is also used. can do.

立体造形物の製造装置としては、ヒーターレスであることが好ましく、常温にて造形可能であることが好ましい。 The device for manufacturing a three-dimensional object is preferably heaterless, and preferably capable of modeling at room temperature.

<復路造形層形成手段、及び復路造形層形成工程>
復路造形層形成手段は、造形材料を吐出し、造形層を形成する手段である。なお、復路造形層形成手段は、吐出した前記復路の造形材料の表面に平坦化部材を当接させて復路の造形材料を平坦化した後、復路の造形材料を硬化させて復路の造形層を形成してもよい。
復路造形層形成工程は、造形材料を吐出し、造形層を形成する工程である。なお、復路造形層形成工程は、吐出した前記復路の造形材料の表面に平坦化部材を当接させて復路の造形材料を平坦化した後、復路の造形材料を硬化させて復路の造形層を形成してもよい。
造形材料の吐出は、造形材料吐出部材を用いて行われることが好ましい。
造形材料の硬化は、造形材料硬化部材を用いて行われることが好ましい。
<Return path shaping layer forming means and return path forming layer forming process>
The return path modeling layer forming means is a means for forming a modeling layer by discharging a modeling material. In the return path modeling layer forming means, after the flattening member is brought into contact with the surface of the discharged return path modeling material to flatten the return path modeling material, the return path modeling material is cured to form the return path modeling layer. It may be formed.
The return path modeling layer forming step is a step of discharging the modeling material to form the modeling layer. In the return path modeling layer forming step, the flattening member is brought into contact with the surface of the discharged return path modeling material to flatten the return path modeling material, and then the return path modeling material is cured to form the return path modeling layer. It may be formed.
It is preferable that the modeling material is discharged by using the modeling material discharge member.
The curing of the modeling material is preferably performed using the modeling material curing member.

<<造形材料吐出部材>>
造形材料吐出部材は、復路において造形材料を吐出する部材である。
造形材料吐出部材としては、復路において造形材料を吐出するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、往路における造形材料吐出部材と同様のものを用いることができる。
復路における造形材料吐出部材は、往路における造形材料吐出部材と同一のものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
復路における造形材料吐出部材は、例えば、往路における造形材料吐出部材を双方向に移動可能な構成にすることにより、往路における造形材料吐出部材と同一のものを用いることができる。また、例えば、造形材料吐出部材の位置を固定し、立体造形物を載せるステージを双方向に移動可能な構成にすることにより、復路における造形材料吐出部材と、往路における造形材料吐出部材とを、同一のものすることができる。
<< Modeling material discharge member >>
The modeling material discharge member is a member that discharges the modeling material on the return path.
The modeling material discharge member is not particularly limited as long as it discharges the modeling material on the return route, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the same material as the modeling material discharge member on the outward route is used. Can be done.
As the modeling material discharge member on the return route, the same one as the modeling material discharge member on the outward route may be used, or a different material may be used.
As the modeling material discharge member on the return route, for example, the same modeling material discharge member as the modeling material discharge member on the outward route can be used by making the modeling material discharge member on the outward route movable in both directions. Further, for example, by fixing the position of the modeling material discharge member and making the stage on which the three-dimensional model is placed movable in both directions, the modeling material discharge member on the return route and the modeling material discharge member on the outward route can be separated. Can be the same.

復路の造形材料は、復路において硬化した往路の造形層上に重なるように吐出されることが好ましいが、復路の造形材料が往路の造形層上に重ならない領域を含んでいてもよく、復路の造形材料と往路の造形層との重なりに、ずれが生じていてもよい。
例えば、図1(C)において、硬化した往路の造形層を形成した後、図1(D)において、往路の造形材料の位置からY方向(副走査方向)に80μm程度ずらした後、復路の造形材料を重ねることなどが挙げられる。
The return molding material is preferably discharged so as to overlap the hardened outward molding layer on the return trip, but the return molding material may include a region that does not overlap the outward molding layer on the return trip. There may be a deviation in the overlap between the modeling material and the modeling layer on the outbound route.
For example, in FIG. 1 (C), after forming the cured outbound modeling layer, in FIG. 1 (D), the position of the outbound modeling material is shifted by about 80 μm in the Y direction (secondary scanning direction), and then the return path is performed. For example, stacking modeling materials.

復路における造形材料の総吐出量は、往路における造形材料の総吐出量よりも多い。
復路における造形材料の総吐出量としては、往路における造形材料の総吐出量の1.2倍以上3倍以下が好ましい。
復路における造形材料の総吐出量が、往路における造形材料の総吐出量よりも多くなるように調整する方法としては、例えば、復路の造形材料の液滴を往路の造形材料の液滴よりも大きくする方法が挙げられる。
復路の造形材料の液滴を往路の造形材料の液滴よりも大きくする方法としては、例えば、復路の造形材料の液滴のパルス電圧を往路の造形材料の液滴のパルス電圧以上にして、復路の造形材料の液滴を大きくする方法、着弾前の復路の造形材料の液滴のパルス数を着弾前の往路の造形材料の液滴のパルス数以上にして、吐出した複数の造形材料の液滴を飛翔中に合体させて復路の造形材料の液滴を大きくする方法などが挙げられる。
The total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route.
The total discharge amount of the modeling material on the return route is preferably 1.2 times or more and 3 times or less the total discharge amount of the modeling material on the outward route.
As a method of adjusting the total discharge amount of the modeling material on the return route to be larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route, for example, the droplet of the modeling material on the return route is larger than the droplet of the modeling material on the outward route. There is a way to do it.
As a method of making the droplets of the return molding material larger than the droplets of the outward shaping material, for example, the pulse voltage of the droplets of the return shaping material is set to be equal to or higher than the pulse voltage of the droplets of the outward shaping material. A method of enlarging the droplets of the return molding material, making the number of pulses of the return molding material droplets before landing equal to or greater than the number of pulses of the outward shaping material droplets before landing, and discharging multiple modeling materials Examples include a method of enlarging the droplets of the modeling material on the return route by coalescing the droplets during flight.

復路の造形材料の液滴のパルス電圧を往路の造形材料の液滴のパルス電圧以上にして、復路の造形材料の液滴を大きくする方法について、図10を参照して説明する。
なお、ここでは、圧電素子を圧力発生手段に使用する液体吐出ヘッドの例で説明する。
A method of increasing the pulse voltage of the droplets of the modeling material on the return route to be equal to or higher than the pulse voltage of the droplets of the modeling material on the outward route to enlarge the droplets of the modeling material on the return route will be described with reference to FIG.
Here, an example of a liquid discharge head using a piezoelectric element as a pressure generating means will be described.

往路の駆動パルスP1をヘッド11の圧電素子に与えることにより(図10(a)参照)、ノズルから往路の造形材料の液滴D1が吐出される(図10(b)参照)。その後、復路の駆動パルスP2をヘッド11の圧電素子に与えることにより(図10(a)参照)、ノズルから復路の造形材料の液滴D2が吐出される(図10(b)参照)。
また、図10(a)に示すように、往路の駆動パルスP1は、中間電位Veから所定の立下り電位まで立下がる波形要素a、立下り電位を保持する波形要素b、及び立下り電位から中間電位Veまで立ち上げる波形要素cで構成される。波形要素a〜cを与えることにより、ノズルから液滴が吐出される。
復路の駆動パルスP2についても、往路の駆動パルスP1と同様である。
By applying the outward drive pulse P1 to the piezoelectric element of the head 11 (see FIG. 10A), the droplet D1 of the outward modeling material is ejected from the nozzle (see FIG. 10B). After that, by applying the drive pulse P2 of the return path to the piezoelectric element of the head 11 (see FIG. 10A), the droplet D2 of the modeling material of the return path is ejected from the nozzle (see FIG. 10B).
Further, as shown in FIG. 10A, the drive pulse P1 on the outward path is derived from the waveform element a that descends from the intermediate potential Ve to a predetermined falling potential, the waveform element b that holds the falling potential, and the falling potential. It is composed of a waveform element c that rises to an intermediate potential Ve. By giving the waveform elements a to c, the droplets are ejected from the nozzle.
The drive pulse P2 on the return path is the same as the drive pulse P1 on the outward path.

ここで、図11に示すように、パルス電圧が高くなるほど、造形材料の液滴の容積(単位:pL)も大きくなる傾向がある。
また、図12は、図11において縦軸を膜厚にした場合のパルス電圧との関係を示し、パルス電圧が高いほど膜厚が高くなる傾向がある。なお、波形は復路に相当する。
また、図13は、復路の吐出量と膜厚との関係を示し、膜厚は復路の吐出量に比例する。図13の結果から、往路の狙いの吐出量は25pL、膜厚は14μm程度になる。
したがって、図10(a)に示すように、復路の駆動パルスP2の立下り電位を往路の駆動パルスP1の立下り電位以上にする、即ち、復路の造形材料の液滴のパルス電圧を往路の造形材料の液滴のパルス電圧以上にすることにより、復路の駆動パルスP2による液滴D2は、往路の駆動パルスP1による液滴D1よりも容積が大きい液滴を形成することができる(図10(b)参照)。
Here, as shown in FIG. 11, the higher the pulse voltage, the larger the volume (unit: pL) of the droplets of the modeling material tends to be.
Further, FIG. 12 shows the relationship with the pulse voltage when the vertical axis is the film thickness in FIG. 11, and the higher the pulse voltage, the higher the film thickness tends to be. The waveform corresponds to the return path.
Further, FIG. 13 shows the relationship between the discharge amount on the return path and the film thickness, and the film thickness is proportional to the discharge amount on the return path. From the results of FIG. 13, the target discharge amount on the outward route is 25 pL, and the film thickness is about 14 μm.
Therefore, as shown in FIG. 10A, the falling potential of the drive pulse P2 on the return path is set to be equal to or higher than the falling potential of the drive pulse P1 on the outward path, that is, the pulse voltage of the droplet of the modeling material on the return path is set to that of the outward path. By setting the voltage to be equal to or higher than the pulse voltage of the droplets of the modeling material, the droplet D2 due to the drive pulse P2 on the return path can form a droplet having a larger volume than the droplet D1 due to the drive pulse P1 on the outward path (FIG. 10). See (b)).

着弾前の復路の造形材料の液滴のパルス数を着弾前の往路の造形材料の液滴のパルス数以上にして、吐出した複数の造形材料の液滴を飛翔中に合体させて復路の造形材料の液滴を大きくする方法について、図14を参照して説明する。
なお、ここでは、圧電素子を圧力発生手段に使用する液体吐出ヘッドの例で説明する。
Make the number of pulses of the droplets of the modeling material on the return route before landing equal to or greater than the number of pulses of the droplets of the modeling material on the outward route before landing, and combine the droplets of the multiple modeling materials discharged during flight to model the return route. A method of enlarging the droplets of the material will be described with reference to FIG.
Here, an example of a liquid discharge head using a piezoelectric element as a pressure generating means will be described.

図14は、往路の造形材料が1滴で形成され、復路の造形材料は2滴を合体した液滴で形成されるときの説明に供する説明図である。
往路の駆動パルスP1をヘッド11の圧電素子に与えることにより(図14(a)参照)、ノズルから往路の造形材料の液滴D1が吐出される(図14(b)参照)。その後、復路の駆動パルスP2をヘッド11の圧電素子に与えることにより(図14(a)参照)、ノズルから復路の造形材料の2つの液滴D2、及びD3が順次吐出される(図14(b)参照)。
FIG. 14 is an explanatory diagram provided for explanation when the modeling material for the outward route is formed by one drop and the modeling material for the return route is formed by a droplet obtained by combining two drops.
By applying the outward drive pulse P1 to the piezoelectric element of the head 11 (see FIG. 14A), the droplet D1 of the outward modeling material is ejected from the nozzle (see FIG. 14B). After that, by applying the return drive pulse P2 to the piezoelectric element of the head 11 (see FIG. 14A), two droplets D2 and D3 of the return path modeling material are sequentially ejected from the nozzle (FIG. 14 (Fig. 14). b) See).

ここで、図14(a)に示すように、復路の駆動パルスP3の立下り電位を復路の駆動パルスP2の立下り電位をよりも大きくする、即ち、復路の造形材料の液滴D3のパルス電圧を復路の造形材料の液滴D2のパルス電圧よりも大きくすることにより、立ち上げ時定数が同じ場合、復路の駆動パルスP3による液滴D3の速度Vj3が、復路の駆動パルスP2による液滴D2の速度Vj2よりも速くなる(図14(b)参照)。
したがって、飛翔中に液滴D3が液滴D2に追いついて合体し、復路の造形材料D2+D3として、往路の造形材料の液滴D1よりも容積が大きい、1つの液滴を形成することができる(図14(b)参照)。
Here, as shown in FIG. 14A, the falling potential of the drive pulse P3 on the return path is made larger than the falling potential of the drive pulse P2 on the return path, that is, the pulse of the droplet D3 of the modeling material on the return path. By making the voltage larger than the pulse voltage of the droplet D2 of the modeling material of the return path, when the start-up time constant is the same, the velocity Vj3 of the droplet D3 by the drive pulse P3 of the return path is the droplet by the drive pulse P2 of the return path. It is faster than the speed Vj2 of D2 (see FIG. 14B).
Therefore, the droplet D3 catches up with the droplet D2 and coalesces during flight, and can form one droplet having a larger volume than the droplet D1 of the outward modeling material as the return modeling material D2 + D3 (). See FIG. 14 (b)).

本発明においては、往路において造形材料を吐出するノズルと、復路において造形材料を吐出するノズルが同じである(共通の1つのノズルを用いる)ことが、往路と復路の着弾位置を正確にする点から好ましい。
高精細な造形や正確な寸法の造形を行う観点からインク滴の着弾位置を正確にコントロールすることが重要である。しかし、X−Y座標の位置精度を正確に制御したとしてもノズル位置は幾何学的な公差の範囲でバラツキがあり、このバラツキはX−Y座標の位置精度を正確にしてもキャンセルできない。しかし、同じノズルを使えば、ノズル位置は同じであるため幾何学的な公差が事実上なくなるため、着弾位置を正確にするため好ましい構成となるのである。
In the present invention, the nozzle that discharges the modeling material on the outward route and the nozzle that discharges the modeling material on the return route are the same (using one common nozzle), which makes the landing position of the outward route and the return route accurate. Is preferable.
It is important to accurately control the landing position of ink droplets from the viewpoint of performing high-definition modeling and modeling with accurate dimensions. However, even if the position accuracy of the XY coordinates is accurately controlled, the nozzle position varies within the range of the geometrical tolerance, and this variation cannot be canceled even if the position accuracy of the XY coordinates is accurate. However, if the same nozzle is used, the nozzle position is the same, so that the geometrical tolerance is virtually eliminated, so that the configuration is preferable in order to make the landing position accurate.

ここでは、立体造形物を積層するときの第1の造形材料(例えば、モデル材)、第2の造形材料(例えば、サポート材)を吐出し、硬化する順序について説明する。
本発明において、往路と復路では吐出量が異なるため、第1の造形材料と第2の造形材料とを交互、即ち、往路で第1の造形材料、復路で第2の造形材料を吐出した場合、2つの硬化物の高さが一致せず、目的とする立体造形物が得られない。したがって、1つ目の往路で第1の造形材料、1つ目の復路で第1の造形材料を吐出し、2つ目の往路で第2の造形材料、2つ目の復路で第2の造形材料を吐出することにより、同じ高さの造形層を形成できる。
Here, the order in which the first modeling material (for example, a model material) and the second modeling material (for example, a support material) when laminating three-dimensional objects are discharged and cured will be described.
In the present invention, since the discharge amount is different between the outward route and the return route, the first modeling material and the second modeling material are alternately discharged, that is, when the first modeling material is discharged on the outward route and the second modeling material is discharged on the return route. The heights of the two cured products do not match, and the desired three-dimensional model cannot be obtained. Therefore, the first modeling material is discharged on the first outward route, the first modeling material is discharged on the first return route, the second modeling material is discharged on the second outward route, and the second modeling material is discharged on the second return route. By discharging the modeling material, a modeling layer having the same height can be formed.

第1の造形材料を硬化させた後に、第2の造形材料を硬化させる方法としては、それぞれの造形材料を硬化させる造形層を分けることもできる。
つまり、n層目において第1の造形材料をm回往復し、吐出し、硬化させた後、n+m層目の第1の造形材料を吐出し、硬化させると同時に、n層目に第2の造形材料を吐出し、硬化させることで、サポート部を除去後のモデル部表面が滑らかな立体造形物を得ることができる。ただし、nは自然数、mは正負の整数を意味する。mは2が好ましい。m=1の場合は表面粗さRzが高い、m≧3の場合は表面粗さRzに変化がなく、生産性の低下から好ましくない。
As a method of curing the second modeling material after curing the first modeling material, the modeling layer for curing each modeling material can also be separated.
That is, after the first modeling material is reciprocated m times in the nth layer, discharged and cured, the first modeling material in the n + m layer is discharged and cured, and at the same time, the second molding material is second in the nth layer. By discharging the modeling material and curing it, it is possible to obtain a three-dimensional model having a smooth surface of the model portion after removing the support portion. However, n means a natural number and m means a positive or negative integer. m is preferably 2. When m = 1, the surface roughness Rz is high, and when m ≧ 3, there is no change in the surface roughness Rz, which is not preferable because of a decrease in productivity.

<<復路の造形材料>>
復路の造形材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、往路の造形材料と同様のものを用いることができる。
<< Modeling material for the return trip >>
The shape material for the return route is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the same material as the shape material for the return route can be used.

復路の造形材料の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、吐出された後から平坦化部材により平坦化され、硬化されるまでの間、吐出された形状を維持する必要があることから、25℃にて100mPa・s以下が好ましく、25℃にて、3mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下が特に好ましい。
なお、粘度は、例えば、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)を用いて25℃の環境下にて測定することができる。
The viscosity of the molding material on the return path is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the shape of the discharged material is flattened by the flattening member after being discharged until it is cured. Is preferably 100 mPa · s or less at 25 ° C., more preferably 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, and particularly preferably 6 mPa · s or more and 12 mPa · s or less at 25 ° C.
The viscosity can be measured in an environment of 25 ° C. using, for example, a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

復路の造形材料の表面張力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、造形材料の表面を平坦化する点から、20mN/m以上45mN/m以下が好ましく、25mN/m以上34mN/m以下がより好ましい。
なお、表面張力は、例えば、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)などを用いて測定することができる。
The surface tension of the modeling material on the return route is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but from the viewpoint of flattening the surface of the modeling material, it is preferably 20 mN / m or more and 45 mN / m or less, and 25 mN. More preferably, it is / m or more and 34 mN / m or less.
The surface tension can be measured using, for example, a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

<<平坦化部材>>
平坦化部材は、吐出した復路の造形材料の表面に当接させることにより、復路の造形材料を平坦化する部材である。
平坦化部材としては、吐出した復路の造形材料の表面に当接させることにより、復路の造形材料を平坦化するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ローラ、ブレードなどが挙げられる。
<< Flattening member >>
The flattening member is a member that flattens the return molding material by abutting the surface of the discharged return molding material.
The flattening member is not particularly limited as long as it flattens the return molding material by abutting it on the surface of the discharged return molding material, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, rollers, blades and the like can be mentioned.

立体造形物の製造装置では、復路における造形材料の総吐出量は、往路における造形材料の総吐出量よりも多い。したがって、復路の造形材料の厚みは、往路の造形層の厚みよりも厚く形成される。
図2に示すように、立体造形物の製造装置において、往路の造形層の厚みよりも厚い復路の造形材料の端部に、平坦化部材として、回転するローラを横方向から当接させる。これにより、丸みを帯びた形状の端部を含む、余分な復路の造形材料を削り取り、復路の造形材料の表面を平坦化し、復路の造形材料の端部をシャープにすることができる。
In the three-dimensional model manufacturing apparatus, the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route. Therefore, the thickness of the modeling material on the return route is formed to be thicker than the thickness of the modeling layer on the outward route.
As shown in FIG. 2, in the three-dimensional model manufacturing apparatus, a rotating roller is laterally abutted as a flattening member on the end of the return modeling material that is thicker than the thickness of the outward modeling layer. This makes it possible to scrape off excess return shaping material, including rounded edges, flatten the surface of the return shaping material, and sharpen the edges of the return shaping material.

復路の造形材料の端部の壁面と、立体造形物を支持する支持体とのなす角度(図2のθ)としては、80度以上100度以下が好ましく、90度(垂直)に近い角度がより好ましい。角度が、80度以上100度以下であると、復路の造形材料に平坦化部材が横方向から当接した際に、余分な復路の造形材料の端部を削り取り、復路の造形材料の表面を平坦化することができる。 The angle (θ in FIG. 2) formed by the wall surface at the end of the modeling material on the return path and the support supporting the three-dimensional model is preferably 80 degrees or more and 100 degrees or less, and an angle close to 90 degrees (vertical) is preferable. More preferred. When the angle is 80 degrees or more and 100 degrees or less, when the flattening member comes into contact with the return molding material from the lateral direction, the excess end of the return molding material is scraped off to remove the surface of the return molding material. Can be flattened.

本発明の立体造形物の製造装置は、復路の造形材料の厚みが往路の造形層の厚みよりも厚く形成されることにより、ローラ削りシロ(ローラと硬化した往路の造形層との間隔)を多く確保することができる。
往路の造形層上に復路の造形材料を吐出した後の層状造形物の最小厚み(即ち、復路の造形材料の中央部のたわみまでの高さ)に対する、ローラ削りシロの割合としては、10%以上が好ましい。層状造形物の最小厚みに対するローラ削りシロの割合が、10%以上であると、ローラと硬化した往路の造形層との衝突を防ぐことができ、更に、復路の造形材料の表面が波打ったり、ローラが破損したりしてしまうことを防止することができる。
ローラ削りシロの厚みとしては、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。
In the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention, the thickness of the modeling material on the return path is formed to be thicker than the thickness of the modeling layer on the outward path, so that the roller shaving white (distance between the roller and the cured modeling layer on the outward path) is formed. Many can be secured.
The ratio of roller cutting white to the minimum thickness of the layered model after discharging the return model material onto the outward model layer (that is, the height of the center portion of the return model material) is 10%. The above is preferable. When the ratio of the roller shaving white to the minimum thickness of the layered model is 10% or more, it is possible to prevent the roller from colliding with the hardened outward model layer, and further, the surface of the return model material may be wavy. , It is possible to prevent the roller from being damaged.
The thickness of the roller shaving white is preferably 3 μm or more, and more preferably 5 μm or more.

図3に示すように、削り取られた復路の造形材料は、ローラの回転に伴い、ローラ上を搬送され、回収部材により回収される。
回収部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ブレードなどが挙げられる。
As shown in FIG. 3, the scraped return molding material is conveyed on the roller as the roller rotates, and is recovered by the recovery member.
The recovery member is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include blades.

平坦化部材としてのローラの形状としては、復路の造形材料を削り取ることができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円状、真円などが挙げられる。
平坦化部材は、振動や触れ幅を有することがあり、図4〜図7に示すように、重力方向におけるずれが生じることがある。
往路と復路とにおける、平坦化部材の重力方向のずれとしては、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。
The shape of the roller as the flattening member is not particularly limited as long as it can scrape off the forming material for the return path, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a circular shape or a perfect circle can be used. Can be mentioned.
The flattening member may have vibration and a touch width, and as shown in FIGS. 4 to 7, a deviation in the direction of gravity may occur.
The deviation of the flattening member in the direction of gravity between the outward path and the return path is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less.

<<造形材料硬化部材>>
造形材料硬化部材は、平坦化した復路の造形材料を硬化させて復路の造形層を形成する部材である。
造形材料硬化部材としては、平坦化した復路の造形材料を硬化させて復路の造形層を形成するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、往路における造形材料硬化部材と同様のものを用いることができる。
復路における造形材料硬化部材は、往路における造形材料硬化部材と同一のものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
<< Modeling material hardening member >>
The molding material hardening member is a member that hardens the flattened return molding material to form a return molding layer.
The molding material curing member is not particularly limited as long as it cures the flattened return molding material to form the return molding layer, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, in the outward trip. A material similar to the molding material hardening member can be used.
As the molding material hardening member on the return trip, the same one as the molding material hardening member on the outward trip may be used, or a different one may be used.

立体造形物の製造方法は、往路造形層形成工程と、復路造形層形成工程と、を複数回繰り返すことにより、立体造形物を製造することができる。 As for the method for manufacturing the three-dimensional model, the three-dimensional model can be manufactured by repeating the outbound modeling layer forming step and the returning modeling layer forming step a plurality of times.

平坦化部材としては、層状造形物ごとに当接することが好ましい。これにより、層状造形物ごとに、端部をシャープにし、平坦性を向上させることができる。
層状造形物としては、往路及び復路の2パスで形成されることが好ましい。
層状造形物の積層を繰り返すことにより、端部がシャープであり、平坦性に優れた高精細な立体造形物を製造することができる。
As the flattening member, it is preferable that each layered object is in contact with each other. As a result, the edges can be sharpened and the flatness can be improved for each layered model.
The layered model is preferably formed in two passes, an outward route and a return route.
By repeating the lamination of the layered model, it is possible to manufacture a high-definition three-dimensional model having sharp edges and excellent flatness.

以下、本発明の立体造形物の製造装置の一例の概要について説明する。図15は、同装置の要部正面説明図、図16は同装置の平面説明図、図17は同装置の側面説明図を表す。 Hereinafter, an outline of an example of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model of the present invention will be described. 15 is a front explanatory view of a main part of the device, FIG. 16 is a plan view of the device, and FIG. 17 is a side view of the device.

立体造形物の製造装置(以下、「立体造形装置」とも称することがある。)10は、材料噴射造形装置であり、層状造形物である造形層30が積層されて立体造形物が造形される造形ステージであるステージ14と、ステージ14上に造形層30を順次積層しながら造形する造形ユニット20とを備えている。 The three-dimensional model manufacturing device (hereinafter, also referred to as “three-dimensional modeling device”) 10 is a material injection modeling device, and a three-dimensional model is modeled by laminating the modeling layer 30 which is a layered model. It includes a stage 14 which is a modeling stage, and a modeling unit 20 which forms a modeling layer 30 while sequentially laminating the modeling layer 30 on the stage 14.

造形ユニット20は、ユニットホルダ21に、造形材料を吐出する吐出手段である第1ヘッド11と、活性エネルギー線としての紫外線を照射するUV照射ユニット13と、造形層30を平坦化する平坦化手段である平坦化ローラ16を備えている。なお、立体造形物を造形するモデル材としての造形材料だけでなく、立体造形物の造形を支持するサポート材を吐出させるための第2ヘッド12を備えることができる。 The modeling unit 20 includes a first head 11 which is a discharge means for discharging a modeling material to a unit holder 21, a UV irradiation unit 13 for irradiating ultraviolet rays as active energy rays, and a flattening means for flattening the modeling layer 30. The flattening roller 16 is provided. In addition to the modeling material as a model material for modeling the three-dimensional modeled object, the second head 12 for discharging the support material supporting the modeling of the three-dimensional modeled object can be provided.

ここでは、X方向において、第1ヘッド11を挟んで2つの第2ヘッド12を配置し、2つの第2ヘッド12の外側にそれぞれUV照射ユニット13を配置し、更に、UV照射ユニット13の外側にそれぞれ平坦化部材として、平坦化ローラ16を配置している。 Here, in the X direction, two second heads 12 are arranged with the first head 11 interposed therebetween, UV irradiation units 13 are arranged outside the two second heads 12, and further, outside of the UV irradiation unit 13. A flattening roller 16 is arranged as a flattening member in each of the above.

第1ヘッド11には、カートリッジ装着部56に交換可能に装着されるカートリッジ60によって造形材料が供給チューブなどを介して供給される。なお、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラーの造形材料を使用する場合には、第1ヘッド11に各色の液滴を吐出する複数のノズル列を配置することができる。 The modeling material is supplied to the first head 11 via a supply tube or the like by a cartridge 60 that is replaceably mounted on the cartridge mounting portion 56. When a modeling material having a color such as black, cyan, magenta, or yellow is used, a plurality of nozzle rows for ejecting droplets of each color can be arranged on the first head 11.

UV照射ユニット13は、第1ヘッド11から吐出された造形材料を硬化する。また、UV照射ユニット13は、サポート材を含む場合は、第2ヘッド12から吐出されたサポート材からなる造形層30を硬化する。
紫外線照射ランプを使用する場合、紫外線照射により発生するオゾンを除去する機構を備えることが好ましい。
紫外線照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くした紫外線照射ランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドは、波長領域が広いため着色物の硬化に効果的である。Pb、Sn、Feなどの金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。
The UV irradiation unit 13 cures the modeling material discharged from the first head 11. When the UV irradiation unit 13 includes a support material, the UV irradiation unit 13 cures the modeling layer 30 made of the support material discharged from the second head 12.
When an ultraviolet irradiation lamp is used, it is preferable to provide a mechanism for removing ozone generated by ultraviolet irradiation.
Examples of the type of ultraviolet irradiation lamp include a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a metal halide lamp. The ultra-high pressure mercury lamp is a point light source, but the ultraviolet irradiation lamp with high light utilization efficiency in combination with the optical system can irradiate in the short wavelength region. Since metal halide has a wide wavelength range, it is effective in curing colored substances. Halides of metals such as Pb, Sn, and Fe are used and can be selected according to the absorption spectrum of the photopolymerization initiator.

平坦化ローラ16は、回転されながら、ステージ14との相対移動により、ステージ14上で硬化された造形層30の表面を平坦化する。
なお、「ステージ14上」とは、特に限定しない限り、ステージ14及びステージ14上で積層させる造形層30上を含むことを意味する。
The flattening roller 16 flattens the surface of the molding layer 30 cured on the stage 14 by relative movement with the stage 14 while being rotated.
The term "on the stage 14" means that the stage 14 and the modeling layer 30 to be laminated on the stage 14 are included unless otherwise specified.

造形ユニット20のユニットホルダ21は、X方向に配置されたガイド部材54、55に移動可能に保持されている。
また、造形ユニット20のX方向の一方側には、第1ヘッド11の維持回復を行うメンテナンス機構61が配置されている。
The unit holder 21 of the modeling unit 20 is movably held by the guide members 54 and 55 arranged in the X direction.
Further, a maintenance mechanism 61 for maintaining and recovering the first head 11 is arranged on one side of the modeling unit 20 in the X direction.

また、造形ユニット20のユニットホルダ21を保持しているガイド部材54及び55は、両側の側板70、70に保持されている。側板70、70はベース部材7上に配置されたガイド部材71に移動可能に保持されたスライダ部72を有し、造形ユニット20はX方向と直交するY方向に往復移動可能である。
ステージ14は、昇降手段15によってZ方向に昇降される。昇降手段15は、ベース部材7上にX方向に配置されたガイド部材75、76上に移動可能に配置される。
Further, the guide members 54 and 55 holding the unit holder 21 of the modeling unit 20 are held by the side plates 70 and 70 on both sides. The side plates 70 and 70 have a slider portion 72 movably held by a guide member 71 arranged on the base member 7, and the modeling unit 20 can reciprocate in the Y direction orthogonal to the X direction.
The stage 14 is moved up and down in the Z direction by the raising and lowering means 15. The elevating means 15 is movably arranged on the guide members 75 and 76 arranged in the X direction on the base member 7.

次に、この立体造形装置10による造形動作の概要について、図15を参照して説明する。
まず、造形ユニット20をY方向に移動させてステージ14上に位置させる。次に、ステージ14を停止している造形ユニット20に対して移動させながら、第1ヘッド11からモデル材301を造形領域(立体造形物を構成する領域)に吐出させる。サポート材を用いる場合は、第2ヘッド12からサポート材302を造形領域以外のサポート領域(造形後除去する領域)に吐出させる。
Next, an outline of the modeling operation by the three-dimensional modeling device 10 will be described with reference to FIG.
First, the modeling unit 20 is moved in the Y direction to be positioned on the stage 14. Next, while moving the stage 14 with respect to the stopped modeling unit 20, the model material 301 is discharged from the first head 11 to the modeling region (region constituting the three-dimensional model). When a support material is used, the support material 302 is discharged from the second head 12 to a support area (area to be removed after modeling) other than the modeling area.

次に、UV照射ユニット13によって、モデル材301及びサポート材302上に紫外線を照射して硬化させ、造形材料による造形物17とサポート材による造形物18を含む1層分の造形層30が形成する。 Next, the UV irradiation unit 13 irradiates the model material 301 and the support material 302 with ultraviolet rays to cure them, and forms a modeling layer 30 for one layer including the modeling object 17 made of the modeling material and the modeling object 18 made of the support material. To do.

この造形層30を繰り返し造形して順次積層し、モデル材301をサポート材302で支持しながらモデル材301からなる目的とする立体造形物を造形する。例えば、図15の例では、造形層30A〜30Eの5層を積層した状態を示している。 The modeling layer 30 is repeatedly modeled and sequentially laminated to form a target three-dimensional model composed of the model material 301 while supporting the model material 301 with the support material 302. For example, in the example of FIG. 15, five layers of the modeling layers 30A to 30E are laminated.

ここで、造形層30を複数層(固定値である必要はない。)積層する毎に、例えば10層積層する毎に、平坦化ローラ16を最表面の造形層30に押し付けて平坦化することにより、造形層30の厚み精度や平坦性を確保する。
平坦化手段として、平坦化ローラ16のようなローラ形状の部材を使用する場合、X方向における移動方向に対して、平坦化ローラ16を逆転させる方向で回転させることにより、平坦化の効果を向上させることができる。
Here, every time a plurality of modeling layers 30 are laminated (it does not have to be a fixed value), for example, every 10 layers are laminated, the flattening roller 16 is pressed against the outermost modeling layer 30 to be flattened. As a result, the thickness accuracy and flatness of the modeling layer 30 are ensured.
When a roller-shaped member such as the flattening roller 16 is used as the flattening means, the flattening effect is improved by rotating the flattening roller 16 in the direction opposite to the moving direction in the X direction. Can be made to.

また、造形ユニット20と最表面の造形層30とのギャップを一定に保つために、ここでは、1層の造形層30を形成する毎にステージ14を昇降手段15によって下降させている。なお、造形ユニット20を昇降させる構成でもよい。 Further, in order to keep the gap between the modeling unit 20 and the outermost modeling layer 30 constant, here, the stage 14 is lowered by the elevating means 15 every time one layer of the modeling layer 30 is formed. The modeling unit 20 may be raised and lowered.

立体造形装置は、モデル材301やサポート材302の回収部材、リサイクル機構などを備えてもよい。また、第1ヘッド11、第2ヘッド12の不吐出ノズルを検知する吐出状態検出手段を備えてもよい。更に、造形時の装置内の環境温度を制御してもよい。 The three-dimensional modeling apparatus may include a collection member for the model material 301 and the support material 302, a recycling mechanism, and the like. Further, a discharge state detecting means for detecting the non-discharge nozzles of the first head 11 and the second head 12 may be provided. Further, the ambient temperature in the apparatus at the time of modeling may be controlled.

図18は、往復時のノズル位置を変化させて造形材料を吐出して造形層を形成した状態を示す図である。
復路はヘッドを往路の位置からインターレースとなるようにY座標を1mm動かす。そして、復路は往路とオーバラップするノズルを使用して吐出を行う。
復路でY方向の移動を全く行わず、同一座標に吐出してもよい。そして、次のブロックにヘッドが移動し吐出を行う。
更に、次のレイヤーのスタート位置は、現在のレイヤーに対し、Y座標を1mmシフト位置から吐出を開始する。レイヤーごとに1mmシフトさせていく動きを4回行ったら、5レイヤー前を同じY座標に戻る。つまり、5レイヤーごとに開始位置が繰り返される。
往路と復路で1mm、及びレイヤーごとの1mmの移動を行う理由は、ノズル抜けに対する余裕度を向上させるためである。
FIG. 18 is a diagram showing a state in which a modeling layer is formed by ejecting a modeling material by changing the nozzle position during reciprocation.
On the return trip, the Y coordinate is moved by 1 mm so that the head is interlaced from the position of the outward trip. Then, on the return route, discharge is performed using a nozzle that overlaps with the outward route.
It may be discharged to the same coordinates without moving in the Y direction at all on the return route. Then, the head moves to the next block and discharges.
Further, at the start position of the next layer, ejection is started from a position where the Y coordinate is shifted by 1 mm with respect to the current layer. After performing the movement of shifting 1 mm for each layer four times, the Y coordinate returns to the same Y coordinate five layers before. That is, the start position is repeated every 5 layers.
The reason for moving 1 mm on the outward and return paths and 1 mm for each layer is to improve the margin for nozzle removal.

(立体造形プログラム)
本発明の立体造形プログラムは、往路において造形材料を吐出し、往路の造形層を形成し、復路において造形材料を吐出し、復路の造形層を形成し、同一造形層内において、前記往路と前記復路の走査が重複する重複部分における前記往路での造形材料の吐出量を、前記復路での造形材料の吐出量よりも少なくする処理をコンピュータに実行させる。
(Three-dimensional modeling program)
In the three-dimensional modeling program of the present invention, the modeling material is discharged in the outward path to form the modeling layer in the outward path, the modeling material is discharged in the return path, the modeling layer in the return path is formed, and the outward path and the above are described in the same modeling layer. The computer is made to execute a process of reducing the discharge amount of the modeling material on the outward path to the discharge amount of the modeling material on the return path in the overlapping portion where the scanning of the return path overlaps.

重複部分における往路の造形材料の吐出量を少なくなるように、又は往路で造形材料を吐出しないようにする処理としては、例えば、往路の造形材料の液滴のパルス電圧が、復路の造形材料の液滴のパルス電圧以下であり、往路の造形材料の液滴を小さくすることにより、往路の造形材料の吐出量を少なくなるように調整する方法などが挙げられる。 As a process for reducing the discharge amount of the outbound modeling material in the overlapping portion or preventing the outbound modeling material from being ejected, for example, the pulse voltage of the droplets of the outbound modeling material is the return modeling material. Examples thereof include a method of adjusting the discharge amount of the outbound modeling material by making the droplets of the outbound modeling material smaller than the pulse voltage of the droplets.

本発明の立体造形プログラムによる処理は、立体造形物の製造装置を構成する制御部を有するコンピュータを用いて実行することができる。 The processing by the three-dimensional modeling program of the present invention can be executed by using a computer having a control unit constituting the three-dimensional modeling object manufacturing apparatus.

制御部の概要について、図19を参照して説明する。図19は制御部のブロック説明図である。 The outline of the control unit will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a block explanatory view of the control unit.

制御部500は、この装置全体の制御を司るCPU501と、CPU501に本発明に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるためのプログラムを含む立体造形プログラム、その他の固定データを格納するROM502と、造形データ等を一時格納するRAM503とを含む主制御部500Aを備えている。
また、制御部500は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)504を備えている。また、制御部500は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他の装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505を備えている。
更に、制御部500は、外部の造形データ作成装置600から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのI/F506を備えている。
なお、造形データ作成装置600は、最終形態の造形物(立体造形物)を造形層ごとにスライスしたスライスデータである造形データ(断面データ)を作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。
The control unit 500 includes a CPU 501 that controls the entire device, a three-dimensional modeling program that includes a program for causing the CPU 501 to control a three-dimensional modeling operation including the control according to the present invention, and a ROM 502 that stores other fixed data. A main control unit 500A including a RAM 503 for temporarily storing modeling data and the like is provided.
Further, the control unit 500 includes a non-volatile memory (NVRAM) 504 for holding data even while the power supply of the device is cut off. Further, the control unit 500 includes an ASIC 505 that processes an input / output signal for controlling the entire device and image processing that performs various signal processing on the image data.
Further, the control unit 500 includes an I / F 506 for transmitting and receiving data and signals used when receiving modeling data from the external modeling data creating device 600.
The modeling data creation device 600 is an device that creates modeling data (cross-section data) that is slice data obtained by slicing a modeled object (three-dimensional modeled object) in the final form for each modeling layer, and is an information processing device such as a personal computer. It is composed of.

制御部500は、各種センサの検知信号を取り込むためのI/O507を備える。
また、制御部500は、造形ユニット20の第1ヘッド11を駆動制御するヘッド駆動制御部508と、第2ヘッド12を駆動制御するヘッド駆動制御部509を備えている。
更に、制御部500は、造形ユニット20をX方向に移動させるユニットX方向移動機構550を構成するモータを駆動するモータ駆動部510と、造形ユニット20をY方向(副走査方向)に移動させるY方向走査機構552を構成するモータを駆動するモータ駆動部511を備える。
The control unit 500 includes an I / O 507 for capturing detection signals of various sensors.
Further, the control unit 500 includes a head drive control unit 508 that drives and controls the first head 11 of the modeling unit 20, and a head drive control unit 509 that drives and controls the second head 12.
Further, the control unit 500 has a motor drive unit 510 that drives a motor constituting the unit X direction moving mechanism 550 that moves the modeling unit 20 in the X direction, and a Y that moves the modeling unit 20 in the Y direction (sub-scanning direction). A motor drive unit 511 that drives a motor constituting the directional scanning mechanism 552 is provided.

制御部500は、ステージ14を昇降手段15とともにX方向に移動させるステージX方向走査機構553を構成するモータを駆動するモータ駆動部513と、ステージ14をZ方向に昇降させる昇降手段15を構成するモータを駆動するモータ駆動部514を備える。なお、Z方向への昇降は、前述したように造形ユニット20を昇降させる構成とすることもできる。 The control unit 500 constitutes a motor drive unit 513 that drives a motor constituting the stage X-direction scanning mechanism 553 that moves the stage 14 in the X direction together with the elevating means 15, and an elevating means 15 that moves the stage 14 up and down in the Z direction. A motor drive unit 514 that drives the motor is provided. As described above, the modeling unit 20 may be moved up and down in the Z direction.

制御部500は、平坦化ローラ16を回転駆動するモータ26を駆動するモータ駆動部516、第1ヘッド11、第2ヘッド12のメンテナンス機構61を駆動するメンテナンス駆動部518を備える。 The control unit 500 includes a motor drive unit 516 that drives the motor 26 that rotationally drives the flattening roller 16, and a maintenance drive unit 518 that drives the maintenance mechanism 61 of the first head 11 and the second head 12.

制御部500は、UV照射ユニット13による紫外線照射を制御する硬化制御部519を備える。
制御部500のI/O507には、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ560などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。
制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル522が接続されている。
制御部500は、上述したように、造形データ作成装置600から造形データを受領する。造形データは、目的とする立体造形物の形状をスライスしたスライスデータとしての各造形層30の内の造形物17を形成するデータ(造形領域のデータ)である。
The control unit 500 includes a curing control unit 519 that controls ultraviolet irradiation by the UV irradiation unit 13.
A detection signal such as a temperature / humidity sensor 560 that detects temperature and humidity as an environmental condition of the device and a detection signal of other sensors are input to the I / O 507 of the control unit 500.
An operation panel 522 for inputting and displaying information necessary for this device is connected to the control unit 500.
As described above, the control unit 500 receives the modeling data from the modeling data creating device 600. The modeling data is data (data in the modeling area) that forms the model 17 in each model layer 30 as slice data obtained by slicing the shape of the target three-dimensional model.

主制御部500Aは、造形データ(造形領域データ)にサポート材を付与するサポート領域のデータを付加したデータを作成し、ヘッド駆動制御部508、509に与える。ヘッド駆動制御部508、509は、それぞれ、第1ヘッド11からモデル材301の液滴を造形領域に吐出させ、第2ヘッド12から液状のサポート材302の液滴をサポート領域に吐出させる。
なお、造形データ作成装置600と立体造形装置10によって造形装置が構成される。
The main control unit 500A creates data in which the data of the support area for adding the support material is added to the modeling data (modeling area data), and gives the data to the head drive control units 508 and 509. The head drive control units 508 and 509, respectively, discharge the droplets of the model material 301 from the first head 11 into the modeling region, and discharge the droplets of the liquid support material 302 from the second head 12 into the support region.
The modeling device is configured by the modeling data creation device 600 and the three-dimensional modeling device 10.

図20は、立体造形物の製造装置100の機能構成の一例を示す図である。
この図20に示すように、立体造形物の製造装置100は、入力部110、出力部120、制御部130、記憶部140を有する。
制御部130は、往路の造形材料吐出量調整部131と、復路の造形材料吐出量調整部132とを有する。制御部130は、立体造形物の製造装置100全体を制御する。
記憶部140は、往路の造形材料吐出量データベース141、復路の造形材料吐出量データベース142を有する。以下、「データベース」を「DB」と称することもある。
FIG. 20 is a diagram showing an example of the functional configuration of the three-dimensional model manufacturing apparatus 100.
As shown in FIG. 20, the three-dimensional model manufacturing apparatus 100 includes an input unit 110, an output unit 120, a control unit 130, and a storage unit 140.
The control unit 130 has a modeling material discharge amount adjusting unit 131 for the outward route and a modeling material discharge amount adjusting unit 132 for the return route. The control unit 130 controls the entire three-dimensional model manufacturing apparatus 100.
The storage unit 140 has a modeling material discharge amount database 141 for the outward route and a modeling material discharge amount database 142 for the return route. Hereinafter, the "database" may be referred to as a "DB".

往路の造形材料吐出量調整部131は、往路の造形材料の吐出量を少なくなるように、又は往路で造形材料を吐出しないように調整する。例えば、重複部分における前記往路での造形材料の吐出量を、前記復路での造形材料の吐出量よりも少なくする処理としては、例えば、往路の造形材料の液滴のパルス電圧が、復路の造形材料の液滴のパルス電圧以下であり、往路の造形材料の液滴を小さくすることにより、往路の造形材料の吐出量を少なくなるように調整する方法などが挙げられる。 The outbound modeling material discharge amount adjusting unit 131 adjusts so that the outbound modeling material discharge amount is reduced or the outbound modeling material is not discharged. For example, as a process of reducing the discharge amount of the modeling material in the outward path in the overlapping portion to be smaller than the discharge amount of the modeling material in the return path, for example, the pulse voltage of the droplets of the modeling material in the outward path is the modeling of the return path. Examples thereof include a method of adjusting the discharge amount of the outbound modeling material by making the droplets of the outbound modeling material smaller than the pulse voltage of the material droplets.

復路の造形材料吐出量調整部132は、復路の造形材料吐出量を多くなるように調整する。例えば、(1)復路の造形材料の液滴を大きくすることにより、復路の造形材料の総吐出量を多くなるように調整する方法、(2)復路の吐出した複数の造形材料の液滴を飛翔中に合体させて、復路の造形材料の総吐出量が多くなるように調整する方法、などが挙げられる。
なお、調整された復路の造形材料吐出量の情報は、復路の造形材料吐出量DB142に記憶される。
The modeling material discharge amount adjusting unit 132 on the return route adjusts the discharge amount of the modeling material on the return route so as to increase. For example, (1) a method of adjusting the total discharge amount of the return molding material by enlarging the droplets of the return molding material, and (2) the droplets of a plurality of molding materials discharged on the return trip. Examples include a method of combining during flight and adjusting so that the total discharge amount of the modeling material on the return route is increased.
The adjusted information on the discharge amount of the modeling material on the return route is stored in the modeling material discharge amount DB 142 on the return route.

次に、本発明の立体造形プログラムの処理手順を示す。図21は、立体造形物の製造装置100の制御部130における立体造形プログラムの処理手順を示すフローチャートである。 Next, the processing procedure of the three-dimensional modeling program of the present invention is shown. FIG. 21 is a flowchart showing a processing procedure of the three-dimensional modeling program in the control unit 130 of the three-dimensional modeling object manufacturing apparatus 100.

ステップS110では、立体造形物の製造装置100の制御部130は、記憶部140の往路の造形材料吐出量DB141に記憶された重複部における往路の造形材料の吐出量Aの情報データを取得すると、処理をS111に移行する。
ステップS111では、立体造形物の製造装置100の制御部130は、記憶部140の復路の造形材料吐出量DB142に記憶された重複部における復路の造形材料の吐出量Bの情報データを取得すると、処理をS112に移行する。
ステップS112では、往路における造形材料の吐出量Aが復路における造形材料の吐出量B以上であると、処理をS113に移行する。一方、往路における造形材料の吐出量Aが復路における造形材料の吐出量Bよりも少ないと、本処理を終了する。
ステップS113では、往路における造形材料の吐出量を少なくする処理を行い、変更になった往路の造形材料の吐出量を往路の造形材料吐出量DB141に記憶すると、処理を開始に戻す。
In step S110, when the control unit 130 of the three-dimensional model manufacturing apparatus 100 acquires the information data of the discharge amount A of the outward modeling material in the overlapping portion stored in the outward modeling material discharge amount DB 141 of the storage unit 140, The process shifts to S111.
In step S111, when the control unit 130 of the three-dimensional model manufacturing apparatus 100 acquires the information data of the discharge amount B of the return modeling material in the overlapping portion stored in the return modeling material discharge amount DB 142 of the storage unit 140, The process shifts to S112.
In step S112, when the discharge amount A of the modeling material on the outward route is equal to or greater than the discharge amount B of the modeling material on the return route, the process shifts to S113. On the other hand, when the discharge amount A of the modeling material on the outward route is smaller than the discharge amount B of the modeling material on the return route, this process ends.
In step S113, a process of reducing the discharge amount of the modeling material on the outward route is performed, and when the changed discharge amount of the modeling material on the outward route is stored in the modeling material discharge amount DB 141 of the outward route, the process is returned to the start.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

ここで、図22は、マテリアルジェット方式の造形における副走査方向、及び主走査方向を示す模式図である。
図23は、各スキャン時のローラと造形物の高さについて説明する図である。副走査方向の3スキャン目で副走査方向のレンダリングが入り、2スキャン目及び3スキャン目で重複部が発生する場合には、従来技術では、3スキャン目において3造形物と同じ高さで1ローラが移動するため、造形物と接触し衝突が生じる。
これに対して、本発明では、重複部において2スキャン目で造形しない、又は2スキャン目の造形材料の吐出量を減らすことにより、1ローラと同じ位置に3造形物がなく、3スキャン目で衝突が生じなくなる。
Here, FIG. 22 is a schematic view showing a sub-scanning direction and a main scanning direction in the modeling of the material jet method.
FIG. 23 is a diagram illustrating the heights of the rollers and the modeled object at each scan. When rendering in the sub-scanning direction occurs in the third scan in the sub-scanning direction and overlapping parts occur in the second and third scans, in the conventional technique, the height is the same as that of the three modeled objects in the third scan. As the rollers move, they come into contact with the modeled object and cause a collision.
On the other hand, in the present invention, by not modeling in the second scan at the overlapping portion or reducing the discharge amount of the modeling material in the second scan, there is no third model at the same position as the first roller, and in the third scan. No collision will occur.

(実施例1)
<造形材料>
モデル材はイソボルニルアクリレート(東京化成工業株式会社製)60質量部、トリプロピレングリコール(東京化成工業株式会社製)10質量部、ジプロピレングリコール(東京化成工業株式会社製)5質量部、UB−6600(日本合成工業株式会社製)20質量部、及びIRGCURE−TPO(IGM社製)5質量部を混合し、マグネチックスターラーで12時間攪拌し、13JP050AN(アドバンテック社製)でろ過したものを使用した。
サポート材はアクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社製)40質量部、ポリプロピレングリコール分子量700(日油株式会社製)40質量部、1,6−ヘキサンジオール(東京化成工業株式会社製)8質量部、オクタノール(東京化成工業株式会社製)8部、及びIRGCURE−819(IGM社製)4質量部を混合し、モデル材と同様にろ過したものを使用した。
(Example 1)
<Modeling material>
Model materials are isobornyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 60 parts by mass, tripropylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 10 parts by mass, dipropylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 5 parts by mass, UB 20 parts by mass of -6600 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 5 parts by mass of IRGCURE-TPO (manufactured by IGM) were mixed, stirred with a magnetic stirrer for 12 hours, and filtered with 13JP050AN (manufactured by Advantech). used.
Support materials are acryloylmorpholin (manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd.) 40 parts by mass, polypropylene glycol molecular weight 700 (manufactured by Nichiyu Co., Ltd.) 40 parts by mass, 1,6-hexanediol (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 8 parts by mass, octanol. 8 parts by mass (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and 4 parts by mass of IRGCURE-819 (manufactured by IGM) were mixed and filtered in the same manner as the model material.

<造形方法>
インクジェットヘッドMH2420(株式会社リコー製)を用いて造形を行った。1stスキャンの開始位置を原点X0、Y0から全ノズル192チャンネルからモデル材吐出し、硬化させた。2ndスキャンでは副走査方向(Y)に192チャンネル分移動させた位置から、182チャンネル分だけモデル材を吐出し、硬化させた。ここで182チャンネル分は副走査方向に移動時に重複させるノズル数mが10に相当する。3rdスキャンでは副走査方向に182チャンネル移動させた位置から全チャンネル192チャンネル分のモデル材を吐出し、硬化させた。1レイヤあたりの全移動量は192×3−10の566チャンネル分に相当する。
以上により、実施例1の立体造形物を得た。
<Modeling method>
Modeling was performed using an inkjet head MH2420 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.). The model material was ejected from all nozzles 192 channels from the origins X0 and Y0 at the start position of the 1st scan and cured. In the 2nd scan, the model material was ejected and cured by 182 channels from the position moved by 192 channels in the sub-scanning direction (Y). Here, for 182 channels, the number of nozzles m to be overlapped when moving in the sub-scanning direction corresponds to 10. In the 3rd scan, model materials for all 192 channels were ejected from a position moved by 182 channels in the sub-scanning direction and cured. The total movement amount per layer corresponds to 566 channels of 192 × 3-10.
From the above, the three-dimensional model of Example 1 was obtained.

(実施例2)
実施例1において、1stスキャンの吐出量を182チャンネル、2ndスキャン前の移動量を182チャンネル、吐出量を192チャンネル、3rdスキャン移動量を192チャンネルに変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の立体造形物を得た。総移動距離は566チャンネル分に相当する。
(Example 2)
In Example 1, the same as in Example 1 except that the discharge amount of the 1st scan was changed to 182 channels, the movement amount before the 2nd scan was changed to 182 channels, the discharge amount was changed to 192 channels, and the 3rd scan movement amount was changed to 192 channels. , A three-dimensional model of Example 2 was obtained. The total travel distance corresponds to 566 channels.

(比較例1)
実施例1において、2ndスキャンの吐出量を192チャンネル、3rdスキャンの吐出量を182チャンネルに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の立体造形物を得た。総移動距離は566チャンネル分に相当する。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a three-dimensional model of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the 2nd scan was changed to 192 channels and the discharge amount of the 3rd scan was changed to 182 channels. The total travel distance corresponds to 566 channels.

(比較例2)
実施例1において、2ndスキャンの吐出量を192チャンネル、3rdスキャンの移動量を192チャンネルに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の立体造形物を得た。総移動距離は576チャンネル分に相当する。
(Comparative Example 2)
In Example 1, a three-dimensional model of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount of the 2nd scan was changed to 192 channels and the movement amount of the 3rd scan was changed to 192 channels. The total travel distance corresponds to 576 channels.

(比較例3)
実施例1において、1stスキャンの開始位置を(X0、Y−10)へ、3rdスキャンの移動量を192チャンネルに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例3の立体造形物を得た。総移動距離は576チャンネル分に相当する。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the three-dimensional model of Comparative Example 3 was formed in the same manner as in Example 1 except that the start position of the 1st scan was changed to (X0, Y-10) and the movement amount of the 3rd scan was changed to 192 channels. Obtained. The total travel distance corresponds to 576 channels.

次に、実施例1〜2及び比較例1〜3について、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表1に示した。 Next, various characteristics of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 3 were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

<総移動距離>
総移動距離は1〜3スキャン間の副走査方向の移動量の総和である。なお、総移動距離が増えると生産性が低下するという関係がある。
<Total distance traveled>
The total movement distance is the sum of the movement amounts in the sub-scan direction between 1 to 3 scans. It should be noted that there is a relationship that productivity decreases as the total travel distance increases.

<衝突>
衝突はX=5mm、Y=60mm、Z=60mmの三次元造形物が造形できるかで評価した。ローラと造形物の衝突が大きい場合、造形途中で造形物が造形エリア内で転倒し、又は造形エリア外へはじき出されるため、目的の造形物を得ることができない。
[評価基準]
○:Z=60mmが造形できる
×:Z=60mm時に三次元造形物が転倒、又は落下する
<Collision>
The collision was evaluated based on whether a three-dimensional model having X = 5 mm, Y = 60 mm, and Z = 60 mm could be modeled. If the collision between the roller and the modeled object is large, the modeled object may fall inside the modeling area or be ejected outside the modeling area during the modeling process, so that the desired modeled object cannot be obtained.
[Evaluation criteria]
◯: Z = 60 mm can be modeled ×: Three-dimensional modeled object falls or falls when Z = 60 mm

表1中、原点は造形エリアの4隅で造形を開始する点、nはプリントヘッドの全ノズル数、mはスキャン時の重複させるノズル数を表す。 In Table 1, the origin represents the point at which modeling starts at the four corners of the modeling area, n represents the total number of nozzles of the print head, and m represents the number of overlapping nozzles during scanning.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成工程を含み、
一つの造形層の形成工程において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<2> 前記重複部分において、先の走査では造形材料を吐出しない前記<1>に記載の立体造形物の製造方法である。
<3> 同一造形層内で相対的に副走査方向のヘッドの移動を行う前記<1>から<2>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<4> 造形層形成工程が、主走査方向の往路及び復路両方において造形材料を吐出する双方向印字であり、前記双方向印字において、副走査方向のヘッドの移動を行う前記<3>に記載の立体造形物の製造方法である。
<5> 往路で造形材料を吐出した後、主走査方向の加減速中に副走査方向のヘッドの移動を行う前記<3>から<4>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<6> 前記副走査方向のヘッドの移動がレンダリングである前記<3>から<5>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<7> 復路で形成した造形層の表面を平坦化する平坦化工程を含む前記<1>から<6>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<8> 復路における前記造形材料の総吐出量が、往路における前記造形材料の総吐出量よりも多い前記<1>から<7>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<9> 同一造形層内で第1の造形材料を吐出し、硬化させた後に、第2の造形材料を吐出し、硬化させて造形物を得る前記<1>から<8>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<10> 第1の造形材料をn層目の造形層で吐出し、硬化させると共に、第2の造形材料をn+m層目の造形層で吐出し、硬化させて造形物を得る前記<9>に記載の立体造形物の製造方法(ただし、nは自然数、mは正負の整数を意味する)である。
<11> 第1の造形材料をn層目の造形層で吐出し、硬化させると共に、第2の造形材料をn+2層目の造形層に吐出し、硬化させて造形物を得る前記<9>に記載の立体造形物の製造方法(ただし、nは自然数を意味する)である。
<12> 主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成手段を有し、
一つの造形層の形成手段において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないことを特徴とする立体造形物の製造装置である。
<13> 前記重複部分において、先の走査では造形材料を吐出しない前記<12>に記載の立体造形物の製造装置である。
<14> 同一造形層内で相対的に副走査方向のヘッドの移動を行う前記<12>から<13>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<15> 造形層形成手段が、主走査方向の往路及び復路両方において造形材料を吐出する双方向印字であり、前記双方向印字において、副走査方向のヘッドの移動を行う前記<13>に記載の立体造形物の製造装置である。
<16> 往路で造形材料を吐出した後、主走査方向の加減速中に副走査方向のヘッドの移動を行う前記<13>から<15>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<17> 前記副走査方向のヘッドの移動がレンダリングである前記<13>から<15>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<18> 復路で形成した造形層の表面を平坦化する平坦化工程を含む前記<13>から<17>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<19> 復路における前記造形材料の総吐出量が、往路における前記造形材料の総吐出量よりも多い前記<12>から<18>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<20> 同一造形層内で第1の造形材料を吐出し、硬化させた後に、第2の造形材料を吐出し、硬化させて造形物を得る前記<12>から<19>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<21> 主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成し、
一つの造形層の形成において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少なくする処理をコンピュータに実行させることを特徴とする立体造形プログラムである。
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> Including a modeling layer forming step of discharging a modeling material during the main scanning operation to form a modeling layer.
In the process of forming one modeling layer, when the main scanning regions of the heads overlap, the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion is smaller than the discharge amount of the modeling material in the final scan. This is a method for manufacturing a three-dimensional model.
<2> The method for manufacturing a three-dimensional model according to <1>, wherein the modeling material is not discharged in the previous scanning in the overlapping portion.
<3> The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <1> to <2>, wherein the head is relatively moved in the sub-scanning direction within the same modeling layer.
<4> The step described in <3>, wherein the modeling layer forming step is bidirectional printing in which the modeling material is discharged in both the outward path and the return path in the main scanning direction, and the head is moved in the sub scanning direction in the bidirectional printing. This is a method for manufacturing a three-dimensional model.
<5> The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <3> to <4>, wherein the head is moved in the sub-scanning direction during acceleration / deceleration in the main scanning direction after the modeling material is discharged on the outward path. is there.
<6> The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <3> to <5>, wherein the movement of the head in the sub-scanning direction is rendering.
<7> The method for producing a three-dimensional model according to any one of <1> to <6>, which includes a flattening step of flattening the surface of the modeling layer formed on the return path.
<8> The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <1> to <7>, wherein the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route.
<9> In any of the above <1> to <8>, the first modeling material is discharged and cured in the same modeling layer, and then the second modeling material is discharged and cured to obtain a model. This is the method for manufacturing a three-dimensional model as described.
<10> The first modeling material is discharged and cured in the nth modeling layer, and the second modeling material is discharged and cured in the n + mth modeling layer to obtain a modeled object. <9> (However, n means a natural number and m means a positive or negative integer) according to the above.
<11> The first modeling material is discharged to the nth modeling layer and cured, and the second modeling material is discharged to the n + 2nd modeling layer and cured to obtain a modeled object. <9> The method for producing a three-dimensional model according to the above (where n means a natural number).
<12> It has a modeling layer forming means for forming a modeling layer by discharging a modeling material during the main scanning operation.
In one molding layer forming means, when the main scanning areas of the heads overlap, the discharge amount of the modeling material in the previous scanning at the overlapping portion is smaller than the discharging amount of the modeling material in the final scanning. It is a manufacturing device for a three-dimensional model.
<13> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to <12>, wherein the modeling material is not discharged in the previous scanning in the overlapping portion.
<14> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <12> to <13>, wherein the head moves relatively in the sub-scanning direction within the same modeling layer.
<15> The bidirectional printing in which the modeling layer forming means ejects the modeling material in both the outward path and the return path in the main scanning direction, and the head is moved in the sub-scanning direction in the bidirectional printing. It is a manufacturing device for three-dimensional objects.
<16> The device for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <13> to <15>, wherein the head is moved in the sub-scanning direction during acceleration / deceleration in the main scanning direction after discharging the modeling material on the outward path. is there.
<17> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <13> to <15>, wherein the movement of the head in the sub-scanning direction is rendering.
<18> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <13> to <17>, which includes a flattening step of flattening the surface of the modeling layer formed on the return path.
<19> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <12> to <18>, wherein the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route.
<20> In any of the above <12> to <19>, after the first modeling material is discharged and cured in the same modeling layer, the second modeling material is discharged and cured to obtain a model. It is the manufacturing apparatus of the three-dimensional model described.
<21> During the main scanning operation, the modeling material is discharged to form a modeling layer.
In the formation of one modeling layer, when the main scanning areas of the heads overlap, the process of reducing the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion to the discharge amount of the modeling material in the final scan is performed by the computer. It is a three-dimensional modeling program characterized by being executed by a computer.

前記<1>から<11>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、前記<12>から<20>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置、及び前記<21>に記載の立体造形プログラムによると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <1> to <11>, the apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <12> to <20>, and the above-mentioned <21>. According to the three-dimensional modeling program, various problems in the past can be solved and the object of the present invention can be achieved.

特開2013−67118号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-67118 特許第5759850号公報Japanese Patent No. 5759850

Claims (13)

主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成工程を含み、
一つの造形層の形成工程において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないことを特徴とする立体造形物の製造方法。
Including a modeling layer forming step of ejecting a modeling material during the main scanning operation to form a modeling layer.
In the process of forming one modeling layer, when the main scanning regions of the heads overlap, the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion is smaller than the discharge amount of the modeling material in the final scan. A method for manufacturing a three-dimensional model.
前記重複部分において、先の走査では造形材料を吐出しない請求項1に記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to claim 1, wherein the modeling material is not discharged in the above scanning in the overlapping portion. 同一造形層内で相対的に副走査方向のヘッドの移動を行う請求項1から2のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of claims 1 to 2, wherein the head is relatively moved in the sub-scanning direction within the same modeling layer. 造形層形成工程が、主走査方向の往路及び復路両方において造形材料を吐出する双方向印字であり、前記双方向印字において、副走査方向のヘッドの移動を行う請求項3に記載の立体造形物の製造方法。 The three-dimensional model according to claim 3, wherein the modeling layer forming step is bidirectional printing in which the modeling material is discharged in both the outward path and the return path in the main scanning direction, and the head is moved in the sub scanning direction in the bidirectional printing. Manufacturing method. 往路で造形材料を吐出した後、主走査方向の加減速中に副走査方向のヘッドの移動を行う請求項3から4のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of claims 3 to 4, wherein the head is moved in the sub-scanning direction during acceleration / deceleration in the main scanning direction after the modeling material is discharged on the outward path. 前記副走査方向のヘッドの移動がレンダリングである請求項3から5のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of claims 3 to 5, wherein the movement of the head in the sub-scanning direction is rendering. 復路で形成した造形層の表面を平坦化する平坦化工程を含む請求項1から6のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for producing a three-dimensional model according to any one of claims 1 to 6, further comprising a flattening step of flattening the surface of the modeling layer formed on the return path. 復路における前記造形材料の総吐出量が、往路における前記造形材料の総吐出量よりも多い請求項1から7のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of claims 1 to 7, wherein the total discharge amount of the modeling material on the return route is larger than the total discharge amount of the modeling material on the outward route. 同一造形層内で第1の造形材料を吐出し、硬化させた後に、第2の造形材料を吐出し、硬化させて造形物を得る請求項1から8のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The three-dimensional model according to any one of claims 1 to 8, wherein the first modeling material is discharged and cured in the same modeling layer, and then the second modeling material is discharged and cured to obtain a model. Production method. 第1の造形材料をn層目の造形層で吐出し、硬化させると共に、第2の造形材料をn+m層目の造形層で吐出し、硬化させて造形物を得る請求項9に記載の立体造形物の製造方法(ただし、nは自然数、mは正負の整数を意味する)。 The solid according to claim 9, wherein the first modeling material is discharged and cured in the nth modeling layer, and the second modeling material is discharged and cured in the n + mth modeling layer to obtain a modeled object. Method of manufacturing a modeled object (where n means a natural number and m means a positive or negative integer). 第1の造形材料をn層目の造形層で吐出し、硬化させると共に、第2の造形材料をn+2層目の造形層に吐出し、硬化させて造形物を得る請求項9に記載の立体造形物の製造方法(ただし、nは自然数を意味する)。 The solid according to claim 9, wherein the first modeling material is discharged to the nth modeling layer and cured, and the second modeling material is discharged to the n + 2nd modeling layer and cured to obtain a modeled object. A method for manufacturing a modeled object (where n means a natural number). 主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成する造形層形成手段を有し、
一つの造形層の形成手段において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少ないことを特徴とする立体造形物の製造装置。
It has a modeling layer forming means for forming a modeling layer by discharging a modeling material during the main scanning operation.
In one molding layer forming means, when the main scanning areas of the heads overlap, the discharge amount of the modeling material in the previous scanning at the overlapping portion is smaller than the discharging amount of the modeling material in the final scanning. Equipment for manufacturing three-dimensional objects.
主走査動作中に造形材料を吐出して造形層を形成し、
一つの造形層の形成において、ヘッドの主走査領域が重複する場合、重複部分における先の走査での造形材料の吐出量が、最後の走査での造形材料の吐出量よりも少なくする処理をコンピュータに実行させることを特徴とする立体造形プログラム。
During the main scanning operation, the modeling material is discharged to form a modeling layer,
In the formation of one modeling layer, when the main scanning areas of the heads overlap, the process of reducing the discharge amount of the modeling material in the previous scan at the overlapping portion to the discharge amount of the modeling material in the final scan is performed by the computer. A three-dimensional modeling program characterized by being executed by a computer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7495870B2 (en) 2020-11-17 2024-06-05 株式会社Fuji Molding method and molding device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013067118A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Keyence Corp Three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping method, device and program for generating setting data for three-dimensional shaping apparatus, and computer-readable recording medium
JP2013067120A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Keyence Corp Three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping method, setting data creation apparatus for three-dimensional shaping apparatus, setting data creation program for three-dimensional shaping apparatus, and computer-readable recording medium
JP2017132249A (en) * 2016-01-25 2017-08-03 富士ゼロックス株式会社 Molding apparatus
JP2018034423A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社ミマキエンジニアリング Molding device and molding method
JP2018130912A (en) * 2017-02-16 2018-08-23 株式会社ミマキエンジニアリング Manufacturing method and manufacturing apparatus for three-dimensional object

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013067118A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Keyence Corp Three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping method, device and program for generating setting data for three-dimensional shaping apparatus, and computer-readable recording medium
JP2013067120A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Keyence Corp Three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping method, setting data creation apparatus for three-dimensional shaping apparatus, setting data creation program for three-dimensional shaping apparatus, and computer-readable recording medium
JP2017132249A (en) * 2016-01-25 2017-08-03 富士ゼロックス株式会社 Molding apparatus
JP2018034423A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社ミマキエンジニアリング Molding device and molding method
JP2018130912A (en) * 2017-02-16 2018-08-23 株式会社ミマキエンジニアリング Manufacturing method and manufacturing apparatus for three-dimensional object

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7495870B2 (en) 2020-11-17 2024-06-05 株式会社Fuji Molding method and molding device

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