JP2020157714A - Filament feeding device, 3d printer and filament feeding method - Google Patents

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Abstract

To provide a technique for achieving stereo-lithography with filaments made of low-hardness flexible thermoplastic materials.SOLUTION: The invention is a filament feeding device that forms a part of a feed path for making a filament made of low-hardness flexible thermoplastic material reach a printer head in a 3D printer that achieves stereo-lithography by supplying the filament to the printer head and dissolving the filament to be output from the printer head. The filament feeding device has: conveying means that conveys the filament from a position above the printer head to the printer head; and surface treatment means that applies a surface treatment agent to the surface of the filament conveyed along the feed path, in the feed path from the filament conveyed by the conveying means to reach the printer head, the surface treatment agent to reduce one or both of the coefficient of friction and the adhesiveness on the surface of the filament.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、フィラメントを溶解させてプリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタにおいて、フィラメントをプリンタヘッドまで到達させる供給経路の一部をなすフィラメント供給装置に関する。 The present invention relates to a filament supply device that forms part of a supply path for a filament to reach the printer head in a 3D printer that realizes three-dimensional modeling by melting the filament and outputting it from the printer head.

従来から硬質な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、このプリンタヘッド内で加熱により溶解させたフィラメントを出力することで立体造形を実現する熱溶解積層方式(FDM方式)の3Dプリンタが活用され、他方式の3Dプリンタに比べてコストパフォーマンスにも優れることから、近年では家庭用としても広く普及が進んできている。 Conventionally, a fused deposition modeling (FDM) 3D printer that realizes three-dimensional modeling by supplying a filament made of a hard thermoplastic material to a printer head and outputting the filament melted by heating in the printer head. In recent years, it has become widely used for home use because it is utilized and has excellent cost performance compared to other types of 3D printers.

FDM方式の3Dプリンタにおいては、フィラメントをプリンタヘッドに安定して供給することが重要であり、種々の提案がなされている。例えば、溶解時の熱が供給経路の上流側に位置するフィラメントまで軟化させ、フィラメントの安定供給が妨げられるという課題に対して、プリンタヘッドに冷却機構を設けて必要な硬度が保てるようにする提案(特許文献1参照)や、ヘッドの目詰まりの不具合や造形品質の改善として、ヘッドに向かう移送経路にかけてフィラメント供給方向とは逆方向(上流側)に乾燥した空気を送り、水分や湿気を排出させることで、フィラメントの移送路において大気中の水分あるいは材料に含有されている水分を低減させる(特許文献2参照)、といったものがあるといったものがある。 In the FDM type 3D printer, it is important to stably supply the filament to the printer head, and various proposals have been made. For example, a proposal to provide a cooling mechanism in the printer head to maintain the required hardness to solve the problem that the heat at the time of melting softens the filament located upstream of the supply path and the stable supply of the filament is hindered. (Refer to Patent Document 1) In order to improve the clogging of the head and the molding quality, dry air is sent in the direction opposite to the filament supply direction (upstream side) through the transfer path toward the head to discharge moisture and moisture. By doing so, the moisture in the air or the moisture contained in the material is reduced in the filament transfer path (see Patent Document 2).

また、近年のFDM方式の普及とともに柔らかい材料での造形の需要が高まってきた。従来のフィラメントとしては、ABS、PCやPLAをはじめとした硬質な材料が一般的であったが、FDM方式で使用できる硬度としては、シェアA硬度で70程度まで対応できるようになってきた(特許文献3参照)。 In addition, with the spread of the FDM method in recent years, the demand for modeling with soft materials has increased. As a conventional filament, a hard material such as ABS, PC or PLA is generally used, but as a hardness that can be used by the FDM method, the share A hardness can be up to about 70 (). See Patent Document 3).

特開2018-086814号公報JP-A-2018-086814 特開2018-108714号公報JP-A-2018-108714 特開2016-203633号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-203633

しかしながら、FDM方式の3Dプリンタにおいては、従来よりも硬度の低い柔軟な熱可塑性材料で形成したフィラメントは、そのままプリンタヘッドに供給しようとすると不具合が発生しやすくなる。 However, in an FDM type 3D printer, if a filament formed of a flexible thermoplastic material having a hardness lower than that of the conventional one is to be supplied to the printer head as it is, a problem is likely to occur.

例えば、ゴム系フィラメントでは、伸縮変形しやすいことに加え、供給経路を構成する材質と接触したときの表面摩擦抵抗が大きく、また、エラストマなどの材料では、可塑剤などの影響で表面に粘着性を有している場合が多く、このようなフィラメントをそのままプリンタヘッドに供給しようとすると、供給経路との摩擦抵抗が大きくなったり、プリンタヘッドのギアへの貼り付きが発生してフィラメントが変形して詰まったり、意図しない伸縮によって引き戻されたりといった不具合が発生しやすくなり、プリンタヘッドへの安定供給が困難であった。そのため、柔軟な3Dプリンタによる柔軟な造形物を安定的に品質良く得るには、他方式の高価な3Dプリンタでしか実現することが困難であった。 For example, rubber filaments are easily stretched and deformed, and have a large surface frictional resistance when they come into contact with the materials that make up the supply path. Materials such as elastomers are sticky to the surface due to the effects of plasticizers and the like. If you try to supply such a filament to the printer head as it is, the frictional resistance with the supply path will increase or the filament will be deformed due to sticking to the gear of the printer head. Problems such as clogging and pulling back due to unintended expansion and contraction are likely to occur, making it difficult to provide a stable supply to the printer head. Therefore, it has been difficult to stably obtain a flexible model with a flexible 3D printer with good quality only with an expensive 3D printer of another method.

このように、これまでのFDM方式の3Dプリンタでは、エラストマのような硬度の低い柔軟な熱可塑性材料をフィラメントとして用いることができず、硬質な立体造形物を造形することしかできないという課題があった。 As described above, in the conventional FDM type 3D printer, there is a problem that a flexible thermoplastic material having a low hardness such as an elastomer cannot be used as a filament, and only a hard three-dimensional model can be formed. It was.

本願発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントによる立体造形を実現するための技術を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a technique for realizing three-dimensional modeling by a filament made of a flexible thermoplastic material having low hardness.

上記課題を解決するための第1局面は、硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、該フィラメントを溶解させて前記プリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタのうち、前記フィラメントを前記プリンタヘッドまで到達させる供給経路の一部をなすフィラメント供給装置であって、前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する搬送手段と、前記搬送手段に搬送される前記フィラメントが前記プリンタヘッドに至るまでの供給経路において、該供給経路を搬送される前記フィラメントの表面に、該表面における摩擦係数および粘着性のいずれか一方または両方を低減させるための表面処理剤を付与する表面処理手段と、を備えるフィラメント供給装置である。 The first aspect for solving the above problems is to supply a filament made of a flexible thermoplastic material having low hardness to the printer head, melt the filament, and output the filament from the printer head to realize 3D modeling. A filament supply device that forms a part of a supply path for the filament to reach the printer head, and is a transport means for transporting the filament from a position above the printer head toward the printer head. In the supply path from the filament transported to the transport means to the printer head, the surface of the filament transported through the supply path is provided with either or both of the friction coefficient and the adhesiveness on the surface. It is a filament supply device including a surface treatment means for applying a surface treatment agent for reducing the amount.

この局面のフィラメント供給装置では、その表面に表面処理剤を付与して摩擦係数の低下や粘着性が低減したフィラメントが上方からプリンタヘッドへと供給されることで、フィラメントと供給経路との摩擦力の発生や貼り付きによってフィラメントが変形して詰まったり、意図しない伸縮によって引き戻されたりといった不具合を発生しにくくすることができる。これにより、熱可塑性エラストマのような硬度の低い柔軟な熱可塑性材料をフィラメントとして用いた立体造形の実現が可能となる。 In the filament supply device in this aspect, a surface treatment agent is applied to the surface of the filament supply device to supply the filament with reduced friction coefficient and adhesiveness to the printer head from above, so that the frictional force between the filament and the supply path is applied. It is possible to prevent problems such as the filament being deformed and clogged due to the occurrence or sticking of the filament, or being pulled back due to unintended expansion and contraction. This makes it possible to realize three-dimensional modeling using a flexible thermoplastic material having low hardness such as a thermoplastic elastomer as a filament.

この局面においては、以下に示す第2局面のようにしてもよい。 In this phase, the second phase shown below may be used.

第2局面において、前記プリンタヘッドより上方に配置される部材であり、前記搬送手段に搬送される前記フィラメントを所定の長さにわたって支持する支持領域が形成された支持部、を備え、前記表面処理手段は、前記支持部の支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する。 In the second aspect, the surface treatment is provided with a support portion which is a member arranged above the printer head and has a support region formed to support the filament conveyed to the transfer means over a predetermined length. The means applies a surface treatment agent to the surface of the filament, which is conveyed along the support region of the support portion.

この局面のフィラメント供給装置では、支持部の支持領域で支持されて搬送されるフィラメントに表面処理剤を付与し、これをプリンタヘッド側へと供給することができる。 In the filament supply device of this aspect, a surface treatment agent can be applied to the filament supported and conveyed in the support region of the support portion, and this can be supplied to the printer head side.

上記各局面においては、以下に示す第3局面のようにしてもよい。 In each of the above phases, the third phase shown below may be used.

第3局面において、前記支持部は、前記フィラメントの供給経路に沿って延びる溝が前記支持領域として形成されており、前記表面処理手段は、前記支持領域と近接した位置まで表面処理剤を導入し、該表面処理剤を前記支持領域に向けて放出する管状の導入路によって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する。 In the third aspect, in the support portion, a groove extending along the supply path of the filament is formed as the support region, and the surface treatment means introduces the surface treatment agent to a position close to the support region. The surface treatment agent is applied to the surface of the filament conveyed along the support region by a tubular introduction path that discharges the surface treatment agent toward the support region.

この局面のフィラメント供給装置では、支持領域たる溝に沿って搬送されるフィラメントに向けて表面処理剤を放出することにより、フィラメント表面へと直接的に表面処理剤を付与することに加え、残留した表面処理剤を支持領域に滞留させることができる。これにより、支持領域との間にも表面処理剤を介在させた状態でフィラメントが搬送されるようになるため、フィラメントの全周にわたって好適に表面処理剤を付与することが可能となる。 In the filament supply device of this aspect, in addition to directly applying the surface treatment agent to the filament surface by discharging the surface treatment agent toward the filament conveyed along the groove which is the support region, it remains. The surface treatment agent can be retained in the support region. As a result, the filament is conveyed with the surface treatment agent interposed between the support region and the filament, so that the surface treatment agent can be suitably applied over the entire circumference of the filament.

この局面においては、以下に示す第4局面のようにしてもよい。 In this phase, the fourth phase shown below may be used.

第4局面において、前記支持部は、前記支持領域における一部が下方へ変位した凹状となっており、前記表面処理手段は、前記支持領域のうち、凹状となっている領域より前記搬送手段側に位置する上流領域に向けて表面処理剤を放出する導入路によって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する。 In the fourth aspect, the support portion has a concave shape in which a part of the support region is displaced downward, and the surface treatment means is closer to the transport means side than the concave region of the support region. The surface treatment agent is applied to the surface of the filament conveyed along the support region by an introduction path that discharges the surface treatment agent toward the upstream region located in.

この局面のフィラメント供給装置では、支持領域の一部が凹状となっており、この凹状となっている領域の上流領域に向けて表面処理剤が放出される。これにより、支持領域の凹状となっている領域に表面処理剤が落下して滞留しやすくなるため、フィラメントへとより確実に表面処理剤を付与できるようになる。 In the filament supply device in this aspect, a part of the support region is concave, and the surface treatment agent is discharged toward the upstream region of the concave region. As a result, the surface treatment agent easily falls and stays in the concave region of the support region, so that the surface treatment agent can be more reliably applied to the filament.

この局面においては、以下に示す第5局面のようにしてもよい。 In this phase, the fifth phase shown below may be used.

第5局面において、前記表面処理手段は、前記支持領域のうち、凹状となっている領域より前記搬送手段側に位置する上流領域に向けて表面処理剤を放出する導入路、および、凹状となっている領域より前記プリンタヘッド側に位置する下流領域に向けて表面処理剤を放出する導入路それぞれによって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する。 In the fifth aspect, the surface treatment means has an introduction path for discharging the surface treatment agent toward the upstream region located on the transport means side from the concave region of the support region, and the surface treatment means has a concave shape. The surface treatment agent is applied to the surface of the filament conveyed along the support region by each of the introduction paths for discharging the surface treatment agent toward the downstream region located on the printer head side from the region.

この局面のフィラメント供給装置では、支持領域の凹状となっている領域の上流領域だけでなく、下流領域に向けても表面処理剤が放出されるため、この下流領域においてもフィラメントへと追加的に表面処理剤を付与することができる。 In the filament feeder in this aspect, the surface treatment agent is released not only to the upstream region of the concave region of the support region but also to the downstream region, so that the filament is additionally added to the filament in this downstream region as well. A surface treatment agent can be applied.

また、上記課題を解決するための第6局面は、硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、該フィラメントを溶解させて前記プリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタであって、前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する搬送手段と、前記搬送手段に搬送される前記フィラメントが前記プリンタヘッドに至るまでの供給経路において、該供給経路を搬送される前記フィラメントの表面に、該表面における摩擦係数および粘着性のいずれか一方または両方を低減させるための表面処理剤を付与する表面処理手段と、を備え、前記搬送手段および前記表面処理手段が前記フィラメントの供給源から前記プリンタヘッドに至る供給経路の一部をなす3Dプリンタである。 Further, in the sixth aspect for solving the above problems, three-dimensional modeling is realized by supplying a filament made of a flexible thermoplastic material having low hardness to the printer head, melting the filament, and outputting the filament from the printer head. A transport means for transporting the filament from a position above the printer head toward the printer head, and a supply path for the filament transported to the transport means to reach the printer head. In the transport, the surface of the filament transported through the supply path is provided with a surface treatment means for applying a surface treatment agent for reducing either or both of the friction coefficient and the adhesiveness on the surface. A 3D printer in which the means and the surface treatment means form part of a supply path from the filament source to the printer head.

この局面は、以下に示す第7局面のようにしてもよい。 This phase may be the seventh phase shown below.

第7局面は、当該3Dプリンタにおいて前記プリンタヘッドより上方に配置される部材であり、前記搬送手段により搬送される前記フィラメントを所定の長さにわたって支持する支持領域が形成された支持部、を備え、前記支持部は、前記フィラメントの供給経路に沿って延びる溝が前記支持領域として形成されており、前記表面処理手段は、前記支持領域と近接した位置まで表面処理剤を供給し、該表面処理剤を前記支持領域に向けて放出する管状の導入路によって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する。 The seventh aspect is a member arranged above the printer head in the 3D printer, and includes a support portion formed with a support region for supporting the filament conveyed by the conveying means over a predetermined length. In the support portion, a groove extending along the supply path of the filament is formed as the support region, and the surface treatment means supplies the surface treatment agent to a position close to the support region to perform the surface treatment. The surface treatment agent is applied to the surface of the filament carried along the support region by a tubular introduction path that discharges the agent toward the support region.

これら局面の3Dプリンタであれば、上記フィラメント供給装置と同様の作用効果を得ることができる。 A 3D printer in these aspects can obtain the same effects as the filament feeding device.

また、上記課題を解決するための第8局面は、硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、該フィラメントを溶解させて前記プリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタにおいて、前記フィラメントを前記プリンタヘッドまで到達させる方法であって、前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する搬送手順と、前記搬送手順にて搬送される前記フィラメントが前記プリンタヘッドに至るまでの供給経路において、該供給経路を搬送される前記フィラメントの表面に、該表面における摩擦係数および粘着性のいずれか一方または両方を低減させるための表面処理剤を付与する表面処理手順と、を有する、フィラメント供給方法である。 Further, in the eighth aspect for solving the above problems, three-dimensional modeling is realized by supplying a filament made of a flexible thermoplastic material having low hardness to the printer head, melting the filament, and outputting the filament from the printer head. In a 3D printer, the filament is conveyed to the printer head, and the filament is conveyed from a position above the printer head toward the printer head, and is conveyed by the transfer procedure. In the supply path from the filament to the printer head, a surface treatment agent for reducing one or both of the friction coefficient and the adhesiveness on the surface of the filament conveyed through the supply path. It is a filament supply method having a surface treatment procedure for imparting.

この局面のフィラメント供給方法であれば、上記フィラメント供給装置または3Dプリンタによって、熱可塑性エラストマのような硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給するのに好適である。 The filament feeding method of this aspect is suitable for supplying a filament made of a flexible thermoplastic material having a low hardness such as a thermoplastic elastomer to the printer head by the filament feeding device or the 3D printer.

この局面は、以下に示す第9局面のようにしてもよい。 This phase may be the ninth phase shown below.

第9局面において、前記フィラメントは、カートリッジに巻き付けられて前記供給経路を形成しており、前記表面処理手順では、前記カートリッジに巻き付けられた状態でフィラメント表面に表面処理剤を付与して、前記搬送手順では、前記表面処理手順にて表面処理剤が付与された前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する、フィラメント供給方法としてもよい。 In the ninth aspect, the filament is wound around a cartridge to form the supply path, and in the surface treatment procedure, a surface treatment agent is applied to the filament surface while being wound around the cartridge, and the transfer is performed. The procedure may be a filament supply method in which the filament to which the surface treatment agent has been applied in the surface treatment procedure is conveyed from a position above the printer head toward the printer head.

この局面は、以下に示す第10局面のようにしてもよい。 This aspect may be the tenth aspect shown below.

第10局面において、前記フィラメントが巻き付けられた前記カートリッジを前記3Dプリンタに取り付ける取付手順、を有しており、前記表面処理手順では、前記カートリッジに巻き付けられる前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与して、前記取付手順では、前記表面処理手順の後にカートリッジを3Dプリンタに取り付ける。 In the tenth aspect, there is an attachment procedure of attaching the cartridge around which the filament is wound to the 3D printer, and in the surface treatment procedure, a surface treatment agent is applied to the surface of the filament wound around the cartridge. In the mounting procedure, the cartridge is mounted on the 3D printer after the surface treatment procedure.

これら局面のフィラメント供給方法であれば、カートリッジの状態でフィラメントに表面処理剤を付与できるので、カートリッジからプリンタヘッドまでの従来の供給経路を変更することなく、上記フィラメント供給方法の作用効果が得られる。これにより、熱可塑性エラストマのような硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給するのに好適である。 With the filament supply method in these aspects, the surface treatment agent can be applied to the filament in the state of the cartridge, so that the effects of the filament supply method can be obtained without changing the conventional supply path from the cartridge to the printer head. .. This is suitable for supplying the printer head with a filament made of a flexible thermoplastic material having a low hardness such as a thermoplastic elastomer.

なお、上記局面では、カートリッジに巻き付けられるフィラメントに表面処理剤を付与すればよく、その付与タイミングについては、フィラメントをカートリッジに巻き付ける工程の前後いずれかまたは両方のタイミング、この工程と並行するタイミングのいずれのタイミングであってもよい。 In the above aspect, the surface treatment agent may be applied to the filament wound around the cartridge, and the timing of application may be either before or after the process of winding the filament around the cartridge, or both, or in parallel with this process. It may be the timing of.

本実施形態の3Dプリンタを示す概念図Conceptual diagram showing the 3D printer of this embodiment 本実施形態のフィラメント供給装置を示す正面図Front view showing the filament supply device of this embodiment 本実施形態における支持部を示す斜視図Perspective view showing the support portion in this embodiment

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)全体構成 (1) Overall configuration

3Dプリンタ1は、図1に示すように、硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメント100をプリンタヘッド10に供給し、このフィラメント100を溶解させてプリンタヘッド10から出力させることで立体造形を実現する装置であり、プリンタヘッド10の他、フィラメント100の供給源となるカートリッジ20、溶解したフィラメント100を堆積させるステージ30、フィラメント100をプリンタヘッド10まで到達させる供給経路の一部をなすフィラメント供給装置2など備える。 As shown in FIG. 1, the 3D printer 1 supplies a filament 100 made of a flexible thermoplastic material having a low hardness to the printer head 10, melts the filament 100, and outputs the filament 100 from the printer head 10 to perform three-dimensional modeling. In addition to the printer head 10, the cartridge 20 that is the supply source of the filament 100, the stage 30 that deposits the melted filament 100, and the filament supply that forms part of the supply path that causes the filament 100 to reach the printer head 10 are realized. A device 2 or the like is provided.

プリンタヘッド10は、その先端(本実施形態では図1における下端)に向けてフィラメント100を送り出す一対のギア11、一方のギア11を回転駆動するモータ13、ギア11により送り出されたフィラメント100を加熱により溶解させるヒータ15、溶解されたフィラメント100を送出するノズル17、を備えている。なお、このプリンタヘッド10は、図示されない変位機構によりステージ30に対して相対的に変位可能に取り付けられている。 The printer head 10 heats a pair of gears 11 that feed the filament 100 toward its tip (lower end in FIG. 1 in this embodiment), a motor 13 that rotationally drives one gear 11, and a filament 100 that is fed by the gear 11. It is provided with a heater 15 for melting by, and a nozzle 17 for delivering the melted filament 100. The printer head 10 is attached so as to be relatively displaceable with respect to the stage 30 by a displacement mechanism (not shown).

カートリッジ20は、回転可能に保持された円筒形状の部材であり、この円筒形状の外周に沿ってフィラメント100が巻回されている。このフィラメント100は、例えば、オレフィン系、スチレン系、塩化ビニル系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系などの熱可塑性エラストマを材料とするものが用いられ、硬度の目安としてA硬度80(JIS K6253)以下であると本発明の効果がより効果的である。 The cartridge 20 is a cylindrical member held rotatably, and the filament 100 is wound around the outer circumference of the cylindrical shape. As the filament 100, for example, one made of a thermoplastic elastomer such as an olefin-based, styrene-based, vinyl chloride-based, urethane-based, polyester-based, or polyamide-based material is used, and the hardness is A hardness 80 (JIS K6253) as a guideline. The effect of the present invention is more effective when it is as follows.

本実施形態では、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、アミン変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体及びスチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体の3種のブロック共重合体を含有するスチレン系熱可塑性エラストマとして、アスカーC(SRIS0101規格)40の硬度、1.46の動摩擦係数といった物性を示すものが採用されている。 In this embodiment, all three types of blocks are styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, amine-modified styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer and styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene block copolymer. As a styrene-based thermoplastic elastoma containing a polymer, one having physical properties such as a hardness of Ascar C (SRIS0101 standard) 40 and a dynamic friction coefficient of 1.46 is adopted.

フィラメント供給装置2は、図2に示すように、カートリッジ20から供給されたフィラメント100をプリンタヘッド10よりも上方の位置からプリンタヘッド10に向けて搬送する搬送手段40と、搬送手段40に搬送されるフィラメント100を支持する支持部50と、搬送手段40に搬送されたフィラメント100の表面に表面処理剤を付与する表面処理手段60と、を備える。 As shown in FIG. 2, the filament supply device 2 is conveyed to the transfer means 40 and the transfer means 40, which convey the filament 100 supplied from the cartridge 20 from a position above the printer head 10 toward the printer head 10. A support portion 50 for supporting the filament 100 and a surface treatment means 60 for applying a surface treatment agent to the surface of the filament 100 transported to the transport means 40 are provided.

これらのうち、搬送手段40は、フィラメント100の供給経路に沿ってカートリッジ20からフィラメント100を引出して搬送する一対のギア41、一方のギア41を回転駆動するモータ43、を備える。本実施形態では、支持部50がプリンタヘッド10およびカートリッジ20よりも上方に配置され、この支持部50に搬送手段40が備え付けられることにより、プリンタヘッド10よりも上方の位置からプリンタヘッド10に向けてフィラメント100が搬送される構成となっている。 Of these, the transport means 40 includes a pair of gears 41 that pull out and transport the filament 100 from the cartridge 20 along the supply path of the filament 100, and a motor 43 that rotationally drives one gear 41. In the present embodiment, the support portion 50 is arranged above the printer head 10 and the cartridge 20, and the support portion 50 is provided with the transport means 40 so that the support portion 50 is directed toward the printer head 10 from a position above the printer head 10. The filament 100 is transported.

また、支持部50は、起立した板状部材として構成されたものであり、その上部側に、カートリッジ20から供給されたフィラメント100を所定の長さにわたって支持する支持領域51が形成されている。本実施形態では、図3に示すように、フィラメント100の供給経路に沿って延びる溝が支持領域51として形成されている。 Further, the support portion 50 is configured as an upright plate-shaped member, and a support region 51 for supporting the filament 100 supplied from the cartridge 20 over a predetermined length is formed on the upper side thereof. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a groove extending along the supply path of the filament 100 is formed as a support region 51.

この支持部50は、支持領域51における一部が下方へ変位した凹状となっており、この凹状となっている凹状領域51bを挟んで、搬送手段40側に位置する上流領域51uと、プリンタヘッド10側に位置する下流領域51dとに分かれている。これらの領域51b、51u、51dは、それぞれ曲面をなしており、凹状領域51bが他の領域よりも大きな曲率半径の曲面をなしている。 The support portion 50 has a concave shape in which a part of the support region 51 is displaced downward, and the upstream region 51u located on the transport means 40 side and the printer head sandwiching the concave concave region 51b. It is divided into a downstream region 51d located on the 10 side. Each of these regions 51b, 51u, and 51d has a curved surface, and the concave region 51b has a curved surface with a radius of curvature larger than that of the other regions.

この支持部50は、3Dプリンタ1筐体内において、プリンタヘッド10およびカートリッジ20それぞれよりも上方に配置されたフレーム70の上面に固定される。フレーム70との固定は、支持部50の下端から板状に拡がる面と交差する方向に突出する固定片53を介したネジ止めにより実現される。 The support portion 50 is fixed to the upper surface of the frame 70 arranged above the printer head 10 and the cartridge 20 in the 3D printer 1 housing. Fixing to the frame 70 is realized by screwing via a fixing piece 53 protruding in a direction intersecting a surface extending from the lower end of the support portion 50 in a plate shape.

なお、支持部50における凹状領域51bのうち、最も低い位置には、支持部50を上下方向に貫通する貫通孔55が形成されており、凹状領域51bに放出された表面処理剤が必要以上に滞留しないよう、ここから外部に排出できるように構成されている。 A through hole 55 that penetrates the support portion 50 in the vertical direction is formed at the lowest position of the concave region 51b in the support portion 50, and the surface treatment agent released into the concave region 51b is more than necessary. It is configured so that it can be discharged to the outside from here so that it does not stay.

また、表面処理手段60は、支持領域51と近接した位置まで表面処理剤を導入し(図2の矢印参照)、この表面処理剤を支持領域51に向けて放出する管状の導入路61、63によって、この支持領域51に沿って搬送されるフィラメント100の表面に表面処理剤を付与する。本実施形態では、支持領域51の上流領域51uに向けて表面処理剤を放出する導入路61、および、支持領域51の下流領域51dに向けて表面処理剤を放出する導入路63により、それぞれの領域に表面処理剤を放出するように構成されている。各導入路61、63への表面処理剤の導入は、これらに接続されたポンプ80により実施される(図1参照)。 Further, the surface treatment means 60 introduces the surface treatment agent to a position close to the support region 51 (see the arrow in FIG. 2), and discharges the surface treatment agent toward the support region 51 in a tubular introduction path 61, 63. The surface treatment agent is applied to the surface of the filament 100 conveyed along the support region 51. In the present embodiment, the introduction path 61 for discharging the surface treatment agent toward the upstream region 51u of the support region 51 and the introduction path 63 for discharging the surface treatment agent toward the downstream region 51d of the support region 51, respectively. It is configured to release the surface treatment agent into the area. The introduction of the surface treatment agent into the introduction paths 61 and 63 is carried out by the pump 80 connected to these (see FIG. 1).

また、各導入路61、63への表面処理剤の導入量は、フィラメント100表面が全体的に表面処理剤でコーティングされる程度の導入量が設定されており、上流領域51uに対応する導入路61への導入量の方が、下流領域51dに対応する導入路73への導入量よりも多くなるように調整されている。 Further, the amount of the surface treatment agent introduced into each of the introduction paths 61 and 63 is set so that the surface of the filament 100 is entirely coated with the surface treatment agent, and the introduction amount corresponds to the upstream region 51u. The amount introduced into 61 is adjusted to be larger than the amount introduced into the introduction path 73 corresponding to the downstream region 51d.

(2)3Dプリンタ1におけるフィラメント供給手順 (2) Filament supply procedure in 3D printer 1

以上説明した3Dプリンタ1では、フィラメント100をプリンタヘッド10よりも上方の位置からプリンタヘッドに供給する搬送手順と、搬送手順にて搬送されるフィラメントがプリンタヘッドに至るまでの供給経路において、フィラメントの表面に表面処理剤を付与する表面処理手順を経て供給され、このフィラメント100を溶解させてプリンタヘッド10から出力させることで立体造形を実現する。この立体造形に際してのフィラメント供給は、より詳しくは以下の手順で行われる。 In the 3D printer 1 described above, in the transfer procedure in which the filament 100 is supplied to the printer head from a position above the printer head 10, and in the supply path from the filament conveyed in the transfer procedure to the printer head, the filament It is supplied through a surface treatment procedure for applying a surface treatment agent to the surface, and the filament 100 is melted and output from the printer head 10 to realize three-dimensional modeling. Filament supply at the time of this three-dimensional modeling is performed in the following procedure in more detail.

まず、搬送手順として、カートリッジ20から引き出したフィラメント100を、フィラメント供給装置2経由でプリンタヘッド10へと到達させ、このプリンタヘッド10のギア11で挟持させる。フィラメント100は、フィラメント供給装置2を経由させる際、搬送手段40のギア41で挟持させ、支持領域51の上面に沿わせて支持させた状態でプリンタヘッド10にまで到達させる。このとき、フィラメント供給装置2とプリンタヘッド10との間に位置するフィラメント100は、プリンタヘッド10の変位量に応じてある程度弛ませておく。 First, as a transfer procedure, the filament 100 drawn out from the cartridge 20 is brought to the printer head 10 via the filament supply device 2, and is sandwiched by the gear 11 of the printer head 10. When the filament 100 is passed through the filament supply device 2, the filament 100 is sandwiched by the gear 41 of the transport means 40, and reaches the printer head 10 in a state of being supported along the upper surface of the support region 51. At this time, the filament 100 located between the filament supply device 2 and the printer head 10 is loosened to some extent according to the displacement amount of the printer head 10.

この状態において、プリンタヘッド10のギア11とフィラメント供給装置2のギア41とを同程度の搬送量(又は搬送速度)となるように動作させることで、フィラメント100をプリンタヘッド10よりも上方の位置からプリンタヘッド10に向けて搬送する。 In this state, the filament 100 is positioned above the printer head 10 by operating the gear 11 of the printer head 10 and the gear 41 of the filament supply device 2 so as to have the same transfer amount (or transfer speed). Is conveyed toward the printer head 10.

こうしてフィラメント100の搬送が開始される際には、表面処理手順として、ポンプ80による表面処理剤の導入も開始させておくことにより、表面処理手段60による表面処理剤の導入および放出を行う。こうして、プリンタヘッド10に至るまでの供給経路(本実施形態では支持領域51)において、この供給経路を搬送されるフィラメント100の表面に表面処理剤を付与する。 When the transfer of the filament 100 is started in this way, as a surface treatment procedure, the introduction of the surface treatment agent by the pump 80 is also started, so that the surface treatment agent is introduced and released by the surface treatment means 60. In this way, in the supply path leading to the printer head 10 (support region 51 in this embodiment), the surface treatment agent is applied to the surface of the filament 100 conveyed through this supply path.

上述した表面処理剤は、表面の粘着性や摩擦係数を低下させるべくフィラメント100表面に付与されるものであり、フィラメント100の材料である熱可塑性エラストマとの関係で、濡れ性が良好、フィラメント100に吸収されにくい、仮に吸収されたとしても造形物の物性への影響が小さい、プリンタヘッド10での溶解時に揮発しやすい、といった条件を満たすことが好ましい。具体的には、フッ素系・シリコーン系の表面処理剤やオイルなどの液体材料だけでなく、フィラメント100表面に付与可能な材料からなるものであれば、粉体材料を用いることができる。 The above-mentioned surface treatment agent is applied to the surface of the filament 100 in order to reduce the adhesiveness and friction coefficient of the surface, and has good wettability in relation to the thermoplastic elastomer which is the material of the filament 100. It is preferable that the conditions are such that it is difficult to be absorbed by the printer, even if it is absorbed, the effect on the physical properties of the modeled object is small, and it is easily volatilized when it is melted by the printer head 10. Specifically, a powder material can be used as long as it is composed of not only a liquid material such as a fluorine-based / silicone-based surface treatment agent or oil, but also a material that can be applied to the surface of the filament 100.

表面処理剤として用いることのできる液体材料のオイルとしては、例えば、鉱物油(パラフィン、ワセリン、ミネラルオイル等)、動植物油(菜種オイル、ヒマシ油、サラダ油、鯨脂等)、合成油(シリコーンオイル等)などが考えられる。また、粉体材料としては、アクリル樹脂(PMMA)粒子、ゼオライト粒子、球状・針状のシリカ粒子、タルク(滑石)粒子などが考えられる。本実施形態では、上記条件の観点から、シリコーン系の表面処理剤が採用されている。 Liquid material oils that can be used as surface treatment agents include, for example, mineral oil (paraffin, vaseline, mineral oil, etc.), animal and vegetable oil (rapeseed oil, castor oil, salad oil, whale fat, etc.), synthetic oil (silicone oil, etc.). Etc.) and so on. Further, as the powder material, acrylic resin (PMMA) particles, zeolite particles, spherical / needle-shaped silica particles, talc (talc) particles and the like can be considered. In the present embodiment, a silicone-based surface treatment agent is used from the viewpoint of the above conditions.

(3)表面処理剤による摩擦係数及び粘着性の低減 (3) Reduction of friction coefficient and adhesiveness by surface treatment agent

本願出願人は、上述したスチレン系熱可塑性エラストマからなるフィラメント100にシリコーン系の表面処理剤を付与した場合の摩擦係数の低減度合いを試験しており(試験速度100mm/min、荷重50g、摩擦子として大理石ボールφ7mmによるJIS K7125準拠の摩擦摩耗試験)、これによると、動摩擦係数が0.025にまで改善されたことが確認されている。 The applicant of the present application has tested the degree of reduction of the friction coefficient when a silicone-based surface treatment agent is applied to the filament 100 made of the above-mentioned styrene-based thermoplastic elastomer (test speed 100 mm / min, load 50 g, friction element). According to the JIS K7125 compliant friction and wear test with a marble ball φ7 mm), it has been confirmed that the coefficient of dynamic friction has been improved to 0.025.

また、表面の粘着性の低減度合いの試験(斜角度20deg、環境温度23°Cによる傾斜式ボールタック試験:JISZ0237)では、表面処理剤を付与することによって、ボールNo.4の状態からボールNo.1以下に低減されることが確認されている。 Further, in the test of the degree of reduction of the adhesiveness of the surface (tilting ball tack test at an oblique angle of 20 deg and an environmental temperature of 23 ° C: JISZ0237), by applying a surface treatment agent, the ball No. 4 is changed to the ball No. 4 state. .. It has been confirmed that it is reduced to 1 or less.

(4)変形例 (4) Modification example

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various embodiments can be taken as long as they belong to the technical scope of the present invention. ..

例えば、上記実施形態においては、搬送手段40が支持部50に備え付けられている構成を例示したが、この搬送手段40は、支持部50から独立した部材として離れた位置に設けられた構成としてもよい。 For example, in the above embodiment, the configuration in which the transport means 40 is provided on the support portion 50 is illustrated, but the transport means 40 may be provided at a position separated from the support portion 50 as a member independent of the support portion 50. Good.

また、上記実施形態では、フィラメント100の供給経路に沿って延びる溝が支持領域51として形成されている構成を例示したが、支持部50の上部に供給経路に沿って延びる面として支持領域51が形成された構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the groove extending along the supply path of the filament 100 is formed as the support region 51 is illustrated, but the support region 51 is formed on the upper portion of the support portion 50 as a surface extending along the supply path. It may be a formed configuration.

また、上記実施形態では、支持部50の支持領域51が板状部材の上部側に形成された溝である構成を例示したが、この支持領域51は、板状部材の側面に形成された溝としてもよいし、支持部50を供給経路に沿って貫通する孔として構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the support region 51 of the support portion 50 is a groove formed on the upper side of the plate-shaped member is illustrated, but the support region 51 is a groove formed on the side surface of the plate-shaped member. Alternatively, the support portion 50 may be configured as a hole penetrating along the supply path.

上記実施形態では、フィラメント100の材料(スチレン系熱可塑性エラストマ)との関係でシリコーン系の表面処理剤が採用されている構成を例示したが、表面処理剤としては、上述した条件を満たすものであればよく、フィラメント100の材料に応じて、シリコーン系以外の表面処理剤を採用できることはいうまでもない。 In the above embodiment, a configuration in which a silicone-based surface treatment agent is used in relation to the material of the filament 100 (styrene-based thermoplastic elastomer) has been illustrated, but the surface treatment agent satisfies the above-mentioned conditions. Needless to say, a surface treatment agent other than the silicone type can be adopted depending on the material of the filament 100.

また、上記実施形態では、表面処理剤の付与を滴下方式としているが、刷毛塗りやロールコーター塗布、噴霧塗布などとしてもよいし、表面処理剤が充填された容器内を通過させるディッピング(浸漬)方式としてもよい。 Further, in the above embodiment, the surface treatment agent is applied by a dropping method, but it may be applied by brush coating, roll coater coating, spray coating, or the like, or dipping (immersion) in which the surface treatment agent is passed through a container filled with the surface treatment agent. It may be a method.

また、上記実施形態では、フィラメント100を引き出して搬送する過程で表面処理剤を塗布する形態であるが、フィラメント100が巻き付けられているカートリッジ20までを供給経路として、このフィラメント100がカートリッジ20から引き出される前の状態で表面処理剤が付与されてもよい。 Further, in the above embodiment, the surface treatment agent is applied in the process of pulling out and transporting the filament 100, but the filament 100 is pulled out from the cartridge 20 with the cartridge 20 around which the filament 100 is wound as a supply path. The surface treatment agent may be applied in the state before the treatment.

さらに3Dプリンタ1にカートリッジ20が取り付けられる前の状態でフィラメント100に表面処理剤が付与されていてもよく、カートリッジ20にフィラメント100を巻き付ける工程の前後いずれかまたは両方のタイミングや、巻き付ける工程の後のタイミグで表面処理剤を付与すればよい。表面処理剤が付与されたフィラメント100を有したカートリッジ20を3Dプリンタ1に組込めば、カートリッジ20からプリンタヘッド10までの従来の供給経路を変更することなく、上記フィラメント100の搬送方法と同じ作用効果が得られる。 Further, the surface treatment agent may be applied to the filament 100 before the cartridge 20 is attached to the 3D printer 1, and either before or after the process of winding the filament 100 around the cartridge 20, or both timings, or after the winding process. The surface treatment agent may be applied with the timing of. If the cartridge 20 having the filament 100 to which the surface treatment agent is applied is incorporated into the 3D printer 1, the same operation as the above-mentioned transfer method of the filament 100 is performed without changing the conventional supply path from the cartridge 20 to the printer head 10. The effect is obtained.

このとき、取付手順として、表面処理手順の後に、フィラメント100が巻き付けられたカートリッジ20を3Dプリンタ1に取り付けることとしてもよい。 At this time, as an attachment procedure, the cartridge 20 around which the filament 100 is wound may be attached to the 3D printer 1 after the surface treatment procedure.

(5)作用,効果 (5) Action, effect

本願出願人は、硬度の低い柔軟な熱可塑性材料で形成したフィラメントによる立体造形を実現するにあたり、これまでの3Dプリンタが、安定供給のためにフィラメントに一定の硬度が必要とされていることに着目した。 The applicant of the present application has stated that in order to realize three-dimensional modeling using a filament formed of a flexible thermoplastic material having a low hardness, conventional 3D printers require a certain hardness of the filament for stable supply. I paid attention to it.

エラストマなどの硬度の低い柔軟な熱可塑性材料でフィラメントを形成したとしても、この種のフィラメントが伸びやすいことはもちろん、供給経路を構成する材質と接触したときの表面摩擦抵抗が大きかったり、可塑剤などの影響で表面の粘着性が大きくなってしまうことから、プリンタヘッドへの供給過程で供給経路との摩擦や貼り付きにより変形して詰まったり、意図しない伸縮によって引き戻されたりといった不具合が発生するためである。 Even if the filament is formed of a flexible thermoplastic material with low hardness such as elastomer, this type of filament is easy to stretch, and the surface friction resistance when it comes into contact with the material constituting the supply path is large, and the plasticizer As the adhesiveness of the surface increases due to such effects, problems such as deformation and clogging due to friction and sticking with the supply path during the supply process to the printer head, and pulling back due to unintended expansion and contraction occur. Because.

つまり、これまでの3Dプリンタでは、エラストマのような硬度の低い柔軟な熱可塑性材料をフィラメントとして用いることができないため、FDM方式では硬質な立体造形物を造形することしかできなかった。本願出願人は、このような課題解決に向けて創意工夫を施した結果、上記のような構成に想到するに至っている。 That is, in the conventional 3D printer, since a flexible thermoplastic material having a low hardness such as an elastomer cannot be used as a filament, the FDM method can only form a hard three-dimensional model. The applicant of the present application has come up with the above-mentioned structure as a result of ingenuity and ingenuity for solving such a problem.

上述した構成では、その表面に表面処理剤を付与して摩擦係数の低下したフィラメント100が上方からプリンタヘッド10へと供給されることで、フィラメント100と供給経路との摩擦や貼り付きで変形して詰まったり、意図しない伸縮によって引き戻されたりといった不具合を発生しにくくすることができる。これにより、熱可塑性エラストマのような硬度の低い柔軟な熱可塑性材料をフィラメントとして用いた立体造形の実現が可能となり、他の方式の高価な3Dプリンタを用いなくてもFDM方式の3Dプリンタで柔軟な立体造形物を得ることができる。 In the above-described configuration, the filament 100 having a reduced friction coefficient by applying a surface treatment agent to the surface thereof is supplied to the printer head 10 from above, and is deformed by friction or sticking between the filament 100 and the supply path. It is possible to prevent problems such as clogging or pulling back due to unintended expansion and contraction. This makes it possible to realize three-dimensional modeling using a flexible thermoplastic material with low hardness such as a thermoplastic elastomer as a filament, and it is flexible with an FDM 3D printer without using an expensive 3D printer of another method. It is possible to obtain a three-dimensional model.

また、上記構成においては、支持部50の支持領域51で支持されて搬送されるフィラメント100に表面処理剤を付与し、これをプリンタヘッド10側へと供給することができる。 Further, in the above configuration, a surface treatment agent can be applied to the filament 100 that is supported and conveyed in the support region 51 of the support portion 50, and this can be supplied to the printer head 10 side.

また、上記構成においては、支持領域51たる溝に沿って搬送されるフィラメント100に向けて表面処理剤を放出することにより、フィラメント100表面へと直接的に表面処理剤を付与することに加え、残留した表面処理剤を支持領域51に滞留させることができる。これにより、支持領域51との間にも表面処理剤を介在させた状態でフィラメント100が搬送されるようになるため、フィラメント100の全周にわたって好適に表面処理剤を付与することが可能となる。 Further, in the above configuration, in addition to directly applying the surface treatment agent to the surface of the filament 100 by discharging the surface treatment agent toward the filament 100 conveyed along the groove which is the support region 51, in addition to applying the surface treatment agent directly to the surface of the filament 100. The remaining surface treatment agent can be retained in the support region 51. As a result, the filament 100 is conveyed with the surface treatment agent interposed between the support region 51 and the filament 100, so that the surface treatment agent can be suitably applied over the entire circumference of the filament 100. ..

また、上記構成においては、支持領域51の一部が凹状となっており、この凹状となっている領域51bの上流側にある領域51uに向けて表面処理剤が放出される。これにより、支持領域51の凹状となっている領域51bに表面処理剤が落下して滞留しやすくなるため、フィラメント100へとより確実に表面処理剤を付与できるようになる。 Further, in the above configuration, a part of the support region 51 is concave, and the surface treatment agent is discharged toward the region 51u on the upstream side of the concave region 51b. As a result, the surface treatment agent easily falls and stays in the concave region 51b of the support region 51, so that the surface treatment agent can be more reliably applied to the filament 100.

また、上記構成においては、支持領域51の凹状となっている領域51bの上流側にある領域51uだけでなく、下流側にある領域51dに向けても表面処理剤が放出されるため、この下流領域51dにおいてもフィラメント100へと追加的に表面処理剤を付与することができる。 Further, in the above configuration, the surface treatment agent is released not only to the region 51u on the upstream side of the concave region 51b of the support region 51 but also to the region 51d on the downstream side. A surface treatment agent can be additionally applied to the filament 100 also in the region 51d.

1…3Dプリンタ、2…フィラメント供給装置、10…プリンタヘッド、11…ギア、13…モータ、15…ヒータ、17…ノズル、20…カートリッジ、30…ステージ、40…搬送手段、41…ギア、43…モータ、50…支持部、51…支持領域、51b…凹状領域、51d…下流領域、51u…上流領域、53…固定片、55…貫通孔、60…表面処理手段、61…導入路、63…導入路、70…フレーム、80…ポンプ、100…フィラメント。 1 ... 3D printer, 2 ... filament feeder, 10 ... printer head, 11 ... gear, 13 ... motor, 15 ... heater, 17 ... nozzle, 20 ... cartridge, 30 ... stage, 40 ... transport means, 41 ... gear, 43 ... Motor, 50 ... Support, 51 ... Support area, 51b ... Concave area, 51d ... Downstream area, 51u ... Upstream area, 53 ... Fixed piece, 55 ... Through hole, 60 ... Surface treatment means, 61 ... Introduction path, 63 ... introduction path, 70 ... frame, 80 ... pump, 100 ... filament.

Claims (10)

硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、該フィラメントを溶解させて前記プリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタのうち、前記フィラメントを前記プリンタヘッドまで到達させる供給経路の一部をなすフィラメント供給装置であって、
前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に搬送される前記フィラメントが前記プリンタヘッドに至るまでの供給経路において、該供給経路を搬送される前記フィラメントの表面に、該表面における摩擦係数および粘着性のいずれか一方または両方を低減させるための表面処理剤を付与する表面処理手段と、を備える、
フィラメント供給装置。
Among 3D printers that realize three-dimensional modeling by supplying a filament made of a flexible thermoplastic material having low hardness to a printer head, melting the filament, and outputting the filament from the printer head, the filament reaches the printer head. A filament feeder that forms part of the supply path
A transporting means for transporting the filament from a position above the printer head toward the printer head, and
In the supply path from the filament transported to the transport means to the printer head, one or both of the friction coefficient and the adhesiveness on the surface of the filament transported through the supply path are reduced. Provided with a surface treatment means for imparting a surface treatment agent for causing the reaction.
Filament feeder.
前記プリンタヘッドより上方に配置される部材であり、前記搬送手段に搬送される前記フィラメントを所定の長さにわたって支持する支持領域が形成された支持部、を備え、
前記表面処理手段は、前記支持部の支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する、
請求項1に記載のフィラメント供給装置。
It is a member arranged above the printer head, and includes a support portion having a support region formed to support the filament conveyed to the transfer means over a predetermined length.
The surface treatment means applies a surface treatment agent to the surface of the filament conveyed along the support region of the support portion.
The filament feeder according to claim 1.
前記支持部は、前記フィラメントの供給経路に沿って延びる溝が前記支持領域として形成されており、
前記表面処理手段は、前記支持領域と近接した位置まで表面処理剤を導入し、該表面処理剤を前記支持領域に向けて放出する管状の導入路によって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する、
請求項2に記載のフィラメント供給装置。
In the support portion, a groove extending along the supply path of the filament is formed as the support region.
The surface treatment means is conveyed along the support region by a tubular introduction path that introduces the surface treatment agent to a position close to the support region and discharges the surface treatment agent toward the support region. Applying a surface treatment agent to the surface of the filament,
The filament feeder according to claim 2.
前記支持部は、前記支持領域における一部が下方へ変位した凹状となっており、
前記表面処理手段は、前記支持領域のうち、凹状となっている領域より前記搬送手段側に位置する上流領域に向けて表面処理剤を放出する導入路によって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する、
請求項3に記載のフィラメント供給装置。
The support portion has a concave shape in which a part of the support region is displaced downward.
The surface treatment means is conveyed along the support region by an introduction path that discharges the surface treatment agent toward the upstream region located on the transport means side from the concave region of the support region. Applying a surface treatment agent to the surface of the filament,
The filament feeder according to claim 3.
前記表面処理手段は、前記支持領域のうち、凹状となっている領域より前記搬送手段側に位置する上流領域に向けて表面処理剤を放出する導入路、および、凹状となっている領域より前記プリンタヘッド側に位置する下流領域に向けて表面処理剤を放出する導入路それぞれによって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する、
請求項3または請求項4に記載のフィラメント供給装置。
The surface treatment means is said from the introduction path for discharging the surface treatment agent toward the upstream region located on the transport means side from the concave region of the support region, and the concave region. The surface treatment agent is applied to the surface of the filament conveyed along the support region by each of the introduction paths for discharging the surface treatment agent toward the downstream region located on the printer head side.
The filament feeder according to claim 3 or 4.
硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、該フィラメントを溶解させて前記プリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタであって、
前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に搬送される前記フィラメントが前記プリンタヘッドに至るまでの供給経路において、該供給経路を搬送される前記フィラメントの表面に、該表面における摩擦係数および粘着性のいずれか一方または両方を低減させるための表面処理剤を付与する表面処理手段と、を備え、
前記搬送手段および前記表面処理手段が前記フィラメントの供給源から前記プリンタヘッドに至る供給経路の一部をなす、
3Dプリンタ。
A 3D printer that realizes three-dimensional modeling by supplying a filament made of a flexible thermoplastic material with low hardness to a printer head, melting the filament, and outputting the filament from the printer head.
A transport means for transporting the filament from a position above the printer head toward the printer head, and
In the supply path from the filament transported to the transport means to the printer head, one or both of the friction coefficient and the adhesiveness on the surface of the filament transported through the supply path are reduced. Provided with a surface treatment means for applying a surface treatment agent for causing
The transport means and the surface treatment means form a part of a supply path from the filament supply source to the printer head.
3D printer.
当該3Dプリンタにおいて前記プリンタヘッドより上方に配置される部材であり、前記搬送手段により搬送される前記フィラメントを所定の長さにわたって支持する支持領域が形成された支持部、を備え、
前記支持部は、前記フィラメントの供給経路に沿って延びる溝が前記支持領域として形成されており、
前記表面処理手段は、前記支持領域と近接した位置まで表面処理剤を供給し、該表面処理剤を前記支持領域に向けて放出する管状の導入路によって、前記支持領域に沿って搬送される前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与する、
請求項6に記載の3Dプリンタ。
The 3D printer includes a support portion which is a member arranged above the printer head and has a support region formed to support the filament conveyed by the transfer means over a predetermined length.
In the support portion, a groove extending along the supply path of the filament is formed as the support region.
The surface treatment means is conveyed along the support region by a tubular introduction path that supplies the surface treatment agent to a position close to the support region and discharges the surface treatment agent toward the support region. Applying a surface treatment agent to the surface of the filament,
The 3D printer according to claim 6.
硬度の低い柔軟な熱可塑性材料からなるフィラメントをプリンタヘッドに供給し、該フィラメントを溶解させて前記プリンタヘッドから出力させることで立体造形を実現する3Dプリンタにおいて、前記フィラメントを前記プリンタヘッドまで到達させる方法であって、
前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する搬送手順と、
前記搬送手順にて搬送される前記フィラメントが前記プリンタヘッドに至るまでの供給経路において、該供給経路を搬送される前記フィラメントの表面に、該表面における摩擦係数および粘着性のいずれか一方または両方を低減させるための表面処理剤を付与する表面処理手順と、を有する、
フィラメント供給方法。
In a 3D printer that realizes three-dimensional modeling by supplying a filament made of a flexible thermoplastic material having low hardness to a printer head, melting the filament, and outputting the filament from the printer head, the filament is made to reach the printer head. It's a method
A transport procedure for transporting the filament from a position above the printer head toward the printer head, and a transport procedure.
In the supply path from the filament transported in the transport procedure to the printer head, one or both of the friction coefficient and the adhesiveness on the surface of the filament transported through the supply path are provided. Has a surface treatment procedure, which provides a surface treatment agent to reduce.
Filament supply method.
前記フィラメントは、カートリッジに巻き付けられて前記供給経路を形成しており、
前記表面処理手順では、前記カートリッジに巻き付けられた状態でフィラメント表面に表面処理剤を付与して、
前記搬送手順では、前記表面処理手順にて表面処理剤が付与された前記フィラメントを前記プリンタヘッドよりも上方の位置から該プリンタヘッドに向けて搬送する、
請求項8に記載のフィラメント供給方法。
The filament is wound around a cartridge to form the supply path.
In the surface treatment procedure, a surface treatment agent is applied to the filament surface while being wound around the cartridge.
In the transfer procedure, the filament to which the surface treatment agent has been applied in the surface treatment procedure is conveyed toward the printer head from a position above the printer head.
The filament supply method according to claim 8.
前記フィラメントが巻き付けられた前記カートリッジを前記3Dプリンタに取り付ける取付手順、を有しており、
前記表面処理手順では、前記カートリッジに巻き付けられる前記フィラメントの表面に表面処理剤を付与して、
前記取付手順では、前記表面処理手順の後にカートリッジを3Dプリンタに取り付ける、
請求項9に記載のフィラメント供給方法。
It has a mounting procedure for attaching the cartridge around which the filament is wound to the 3D printer.
In the surface treatment procedure, a surface treatment agent is applied to the surface of the filament wound around the cartridge.
In the mounting procedure, the cartridge is mounted on the 3D printer after the surface treatment procedure.
The filament supply method according to claim 9.
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