JP2021030603A - Three-dimensional molding device, material discharge device, and maintenance method - Google Patents

Three-dimensional molding device, material discharge device, and maintenance method Download PDF

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Abstract

To provide a three-dimensional device which suppresses clogging of a nozzle.SOLUTION: A three-dimensional molding device includes a melting part that melts a material and forms it into a molding material, a supply flow path that communicates with the melting part and passes the molding material, a nozzle having an ejection port, an ejection amount adjustment mechanism that is provided on the supply flow path and adjusts a flow rate of the molding material discharged from the nozzle, a discharge flow path that has a discharge port, is branched on the downstream side of the ejection amount adjustment mechanism in the supply flow path and has a minimum flow path cross-sectional area larger than a minimum flow path cross-sectional area of the nozzle, a discharge control mechanism that switches a state where the supply flow path and the outside communicate with each other through the discharge flow path and a state where they not communicated therewith, and a control part, in which the control part executes maintenance processing of controlling the ejection amount adjustment mechanism, stopping ejection of the molding material from the nozzle, then controlling the discharge control mechanism and making the supply flow path and the outside communicate with each other, taking in a purge material for cleaning the nozzle from the ejection port, and discharging it from the discharge port through the discharge flow path to the outside.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は三次元造形装置、および、材料吐出装置、および、メンテナンス方法に関する。 The present disclosure relates to a three-dimensional modeling apparatus, a material ejection apparatus, and a maintenance method.

三次元造形装置に関し、例えば、特許文献1には、ペレット状の樹脂材料をインラインスクリューによって可塑化させ、可塑化した樹脂をノズルから吐出する押出装置を備えた、三次元造形装置について開示されている。 Regarding the three-dimensional modeling apparatus, for example, Patent Document 1 discloses a three-dimensional modeling apparatus including an extrusion device in which a pellet-shaped resin material is plasticized by an in-line screw and the plasticized resin is discharged from a nozzle. There is.

国際公開第2015/129733号International Publication No. 2015/129733

特許文献1に記載した装置を、例えば、長時間使用すると、変性した樹脂がノズルを詰まらせ、ノズルからの樹脂の吐出に影響を及ぼす場合がある。 When the device described in Patent Document 1 is used for a long time, for example, the modified resin may clog the nozzle and affect the discharge of the resin from the nozzle.

本開示の一形態によれば、三次元造形装置が提供される。三次元造形装置は、材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、前記供給流路に連通し、前記造形材料をステージに向かって吐出する吐出口を有するノズルと、前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、外部に連通する排出口を有し、前記供給流路のうち前記吐出量調節機構が設けられた位置よりも下流から分岐し、前記ノズルの最小流路断面積よりも大きい流路断面積を有する排出流路と、前記供給流路と前記外部とが、前記排出流路を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替え可能な排出制御機構と、前記吐出量調節機構および前記排出制御機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記吐出量調節機構を制御することによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させた後、前記排出制御機構を制御することによって前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記ノズルを洗浄するパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出するメンテナンス処理を実行することを特徴とする。 According to one form of the present disclosure, a three-dimensional modeling apparatus is provided. The three-dimensional modeling apparatus communicates with a molten portion that melts the material into a modeling material, a supply flow path through which the modeling material flows, and communicates with the supply flow path, and uses the modeling material as a stage. The supply has a nozzle having a discharge port for discharging toward the outside, a discharge amount adjusting mechanism provided in the supply flow path for adjusting the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle, and a discharge port communicating with the outside. A discharge flow path that branches from the downstream side of the flow path where the discharge amount adjusting mechanism is provided and has a flow path cross-sectional area larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle, the supply flow path, and the outside. The control unit includes a discharge control mechanism capable of switching between a state of communicating through the discharge flow path and a state of not communicating with the discharge flow path, and a control unit for controlling the discharge amount adjusting mechanism and the discharge control mechanism. Is a state in which the supply flow path and the outside are communicated by controlling the discharge control mechanism after stopping the discharge of the modeling material from the nozzle by controlling the discharge amount adjusting mechanism. In addition, the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port, and a maintenance process is performed to discharge the material from the discharge port to the outside through the discharge flow path.

第1実施形態における三次元造形装置の構成を示す概略断面図である。It is schematic cross-sectional view which shows the structure of the 3D modeling apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における排出流路の構成概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural outline of the discharge flow path in 1st Embodiment. フラットスクリューの下面側の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the lower surface side of a flat screw. スクリュー対面部の上面側の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the upper surface side of the screw facing portion. 第1実施形態における三次元造形物の造形処理の工程図である。It is a process diagram of the modeling process of the three-dimensional modeled object in the first embodiment. 第1実施形態におけるクリーニング処理の工程図である。It is a process diagram of the cleaning process in 1st Embodiment. 第2実施形態における三次元造形装置の構成を示す概略断面図である。It is schematic cross-sectional view which shows the structure of the 3D modeling apparatus in 2nd Embodiment. バイパス流路が分岐流路と吐出口とを連通させた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the bypass flow path communicates with a branch flow path and a discharge port. 第3状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd state. 第2実施形態におけるクリーニング処理の工程図である。It is a process diagram of the cleaning process in 2nd Embodiment. 第3実施形態におけるクリーニング処理の工程図である。It is a process diagram of the cleaning process in 3rd Embodiment.

A.第1実施形態:
図1は、三次元造形装置100の構成を示す概略断面図である。これらの図には、互いに直交するX,Y,Z方向に沿った矢印が表されている。X方向およびY方向は、水平方向に沿った方向であり、Z方向は、鉛直上向きの方向である。他の図においても、X,Y,Z方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図1におけるX,Y,Z方向と、他の図におけるX,Y,Z方向とは、同じ方向を表している。
A. First Embodiment:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the three-dimensional modeling apparatus 100. In these figures, arrows along the X, Y, and Z directions that are orthogonal to each other are shown. The X direction and the Y direction are directions along the horizontal direction, and the Z direction is a vertically upward direction. In other figures as well, arrows along the X, Y, and Z directions are appropriately represented. The X, Y, Z directions in FIG. 1 and the X, Y, Z directions in other figures represent the same direction.

三次元造形装置100は、造形ユニット200と、ステージ300と、移動機構400と、制御部700と、を備える。三次元造形装置100は、制御部700の制御下で、吐出口67を有するノズル65からステージ300上の造形面310に向かって造形材料を吐出しつつ、移動機構400を駆動させてノズル65と造形面310との相対的な位置を変化させることによって、造形面310上に造形材料が積層された三次元造形物を造形する。造形ユニット200の詳細な構成については後述する。なお、造形ユニット200のことを材料吐出装置と呼ぶこともある。 The three-dimensional modeling device 100 includes a modeling unit 200, a stage 300, a moving mechanism 400, and a control unit 700. Under the control of the control unit 700, the three-dimensional modeling apparatus 100 drives the moving mechanism 400 with the nozzle 65 while ejecting the modeling material from the nozzle 65 having the discharge port 67 toward the modeling surface 310 on the stage 300. By changing the position relative to the modeling surface 310, a three-dimensional model in which the modeling material is laminated on the modeling surface 310 is modeled. The detailed configuration of the modeling unit 200 will be described later. The modeling unit 200 may be referred to as a material discharge device.

移動機構400は、上述したとおり、ノズル65と造形面310との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、移動機構400は、ステージ300を支持しており、造形ユニット200に対してステージ300を移動させることによって、ノズル65と造形面310との相対的な位置を変化させる。本実施形態における移動機構400は、3つのモーターの駆動力によって、ステージ300をX,Y,Z方向の3軸方向に移動させる3軸ポジショナーによって構成される。各モーターは、制御部700に制御されて駆動する。尚、移動機構400は、ステージ300を移動することなく造形ユニット200を移動させることによって、ノズル65と造形面310との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。また、移動機構400は、ステージ300と造形ユニット200との両方を移動させることによって、ノズル65と造形面310との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。 As described above, the moving mechanism 400 changes the relative positions of the nozzle 65 and the modeling surface 310. In the present embodiment, the moving mechanism 400 supports the stage 300, and by moving the stage 300 with respect to the modeling unit 200, the relative positions of the nozzle 65 and the modeling surface 310 are changed. The moving mechanism 400 in the present embodiment is composed of a three-axis positioner that moves the stage 300 in the three-axis directions of the X, Y, and Z directions by the driving force of the three motors. Each motor is controlled and driven by the control unit 700. The moving mechanism 400 may be configured to change the relative positions of the nozzle 65 and the modeling surface 310 by moving the modeling unit 200 without moving the stage 300. Further, the moving mechanism 400 may be configured to change the relative positions of the nozzle 65 and the modeling surface 310 by moving both the stage 300 and the modeling unit 200.

本実施形態では、ステージ300上の、造形面310に隣接する位置に排出材料収容部600が設けられ、排出材料収容部600に隣接する位置にパージ材料貯留部650が設けられている。排出材料収容部600は、上部に開口部を有する箱形の容器である。排出材料収容部600には、後述する排出口85から排出されたパージ材料Pや造形材料が貯留される。パージ材料貯留部650は、上部に開口部を有する箱形の恒温槽である。パージ材料貯留部650はノズル65を洗浄するパージ材料Pを貯留し、内部に有するヒーターによって、パージ材料Pの温度をパージ材料Pが流動性を発現する温度に保持している。パージ材料Pとしては、ポリオレフィン樹脂に添加剤が配合された洗浄剤や、ポリプロピレン樹脂等を用いることができる。また、造形材料と同じ種類の材料をパージ材料Pとして用いてもよい。 In the present embodiment, the discharge material accommodating portion 600 is provided at a position adjacent to the modeling surface 310 on the stage 300, and the purge material accommodating portion 650 is provided at a position adjacent to the discharge material accommodating portion 600. The discharge material accommodating portion 600 is a box-shaped container having an opening at the top. The discharge material accommodating portion 600 stores the purge material P and the modeling material discharged from the discharge port 85, which will be described later. The purge material storage unit 650 is a box-shaped constant temperature bath having an opening at the top. The purge material storage unit 650 stores the purge material P for cleaning the nozzle 65, and the temperature of the purge material P is maintained at a temperature at which the purge material P exhibits fluidity by a heater contained therein. As the purge material P, a cleaning agent in which an additive is mixed with a polyolefin resin, a polypropylene resin, or the like can be used. Further, a material of the same type as the modeling material may be used as the purge material P.

制御部700は、コンピューターとして構成されており、1以上のプロセッサーと、メモリーと、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備える。プロセッサーは、メモリーに記憶された所定のプログラムを実行することによって、三次元造形物を造形するための造形処理を実現する。造形処理において、制御部700は、造形ユニット200と、移動機構400とを、適宜制御する。なお、制御部700の機能の一部または全部を、回路により実現するようにしてもよい。 The control unit 700 is configured as a computer, and includes one or more processors, a memory, and an input / output interface for inputting / outputting signals to / from the outside. The processor realizes a modeling process for modeling a three-dimensional model by executing a predetermined program stored in the memory. In the modeling process, the control unit 700 appropriately controls the modeling unit 200 and the moving mechanism 400. A part or all of the functions of the control unit 700 may be realized by a circuit.

造形ユニット200は、造形材料に転化される前の材料MRの供給源である材料供給部20と、材料MRを溶融させて造形材料とする溶融部30と、溶融部30から供給された造形材料を造形面310に向けて吐出するノズル65を備える吐出部60と、を備える。 The modeling unit 200 includes a material supply unit 20 that is a supply source of the material MR before being converted into a modeling material, a melting unit 30 that melts the material MR into a modeling material, and a modeling material supplied from the melting unit 30. A discharge unit 60 including a nozzle 65 for discharging the material toward the modeling surface 310.

材料供給部20は、溶融部30に、造形材料を生成するための材料MRを供給する。材料供給部20は、例えば、材料MRを収容するホッパーによって構成される。材料供給部20は、連通路22を介して、溶融部30に接続されている。材料MRは、例えば、ペレットや粉末等の形態で材料供給部20に投入される。材料MRの詳細については後述する。 The material supply unit 20 supplies the melting unit 30 with the material MR for producing the modeling material. The material supply unit 20 is composed of, for example, a hopper that houses the material MR. The material supply unit 20 is connected to the melting unit 30 via the communication passage 22. The material MR is charged into the material supply unit 20 in the form of pellets, powder, or the like, for example. Details of the material MR will be described later.

溶融部30は、材料供給部20から供給された材料MRを可塑化して流動性を発現させたペースト状の造形材料を生成し、吐出部60へと導く。溶融部30は、スクリューケース31と、駆動モーター32と、フラットスクリュー40と、スクリュー対面部50と、を有する。フラットスクリュー40は、「スクロール」とも呼ばれる。スクリュー対面部50は、「バレル」とも呼ばれる。なお、溶融部30は、造形材料を構成する全ての種類の物質を溶融しなくてもよい。溶融部30は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質を溶融させることによって、全体として流動性を有する状態に造形材料を転化すればよい。 The melting unit 30 plasticizes the material MR supplied from the material supply unit 20 to generate a paste-like modeling material exhibiting fluidity, and guides the material MR to the discharge unit 60. The melting portion 30 includes a screw case 31, a drive motor 32, a flat screw 40, and a screw facing portion 50. The flat screw 40 is also called a "scroll". The screw facing portion 50 is also referred to as a "barrel". The melting unit 30 does not have to melt all kinds of substances constituting the modeling material. The melting unit 30 may convert the modeling material into a state having fluidity as a whole by melting at least a part of the substances constituting the modeling material.

フラットスクリュー40は、その中心軸RXに沿った高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。本実施形態において、フラットスクリュー40は、その中心軸RXがZ方向に平行になるように配置される。 The flat screw 40 has a substantially cylindrical shape whose height along the central axis RX is smaller than the diameter. In the present embodiment, the flat screw 40 is arranged so that its central axis RX is parallel to the Z direction.

フラットスクリュー40は、スクリューケース31内に収納されている。フラットスクリュー40の上面側は駆動モーター32に連結されており、フラットスクリュー40は、駆動モーター32が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース31内において中心軸RXを中心に回転する。駆動モーター32は、制御部700によって制御され駆動する。 The flat screw 40 is housed in the screw case 31. The upper surface side of the flat screw 40 is connected to the drive motor 32, and the flat screw 40 rotates about the central axis RX in the screw case 31 by the rotational driving force generated by the drive motor 32. The drive motor 32 is controlled and driven by the control unit 700.

フラットスクリュー40の下面には、溝部42が形成されている。上述した材料供給部20の連通路22は、フラットスクリュー40の側面から溝部42に連通する。 A groove 42 is formed on the lower surface of the flat screw 40. The communication passage 22 of the material supply unit 20 described above communicates with the groove 42 from the side surface of the flat screw 40.

フラットスクリュー40の下面は、スクリュー対面部50の上面に面している。フラットスクリュー40の下面の溝部42と、スクリュー対面部50の上面との間には空間が形成される。この空間には、材料供給部20から材料MRが供給される。フラットスクリュー40および溝部42の具体的な構成については後述する。 The lower surface of the flat screw 40 faces the upper surface of the screw facing portion 50. A space is formed between the groove 42 on the lower surface of the flat screw 40 and the upper surface of the screw facing portion 50. Material MR is supplied to this space from the material supply unit 20. The specific configuration of the flat screw 40 and the groove 42 will be described later.

スクリュー対面部50には、材料MRを加熱するためのヒーター58が埋め込まれている。フラットスクリュー40の溝部42に供給された材料MRは、溝部42において溶融されながら、フラットスクリュー40の回転によって溝部42に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー40の中央部45へと導かれる。中央部45に流入したペースト状の造形材料は、スクリュー対面部50の中心に設けられた連通孔56を介して吐出部60に供給される。 A heater 58 for heating the material MR is embedded in the screw facing portion 50. The material MR supplied to the groove portion 42 of the flat screw 40 flows along the groove portion 42 by the rotation of the flat screw 40 while being melted in the groove portion 42, and is guided to the central portion 45 of the flat screw 40 as a modeling material. The paste-like modeling material that has flowed into the central portion 45 is supplied to the discharge portion 60 through the communication hole 56 provided in the center of the screw facing portion 50.

吐出部60は、ノズル65と、溶融部30に連通し、ノズル65に造形材料を供給する供給流路61と、を備える。ノズル65は、先端に、造形材料を吐出する吐出口67を有する。供給流路61には、供給流路61から分岐する排出流路80と、供給流路61と排出流路80との分岐点よりも上流に吐出量調節機構70と、が設けられている。 The discharge unit 60 includes a nozzle 65 and a supply flow path 61 that communicates with the melting unit 30 and supplies the modeling material to the nozzle 65. The nozzle 65 has a discharge port 67 at its tip for discharging a modeling material. The supply flow path 61 is provided with a discharge flow path 80 that branches from the supply flow path 61, and a discharge amount adjusting mechanism 70 upstream of the branch point between the supply flow path 61 and the discharge flow path 80.

吐出量調節機構70は、造形材料が流通可能な流通路72を有する弁部71を備えている。弁部71の回転に応じて、供給流路61内を流れる造形材料の量を調節することによって、ノズル65から吐出する造形材料の流量を調節することが可能である。また、弁部71を回転させることによって、弁部71で造形材料の流れを遮断し、ノズル65からの造形材料の吐出を停止させることが可能である。吐出量調節機構70は、制御部700によって制御される。 The discharge amount adjusting mechanism 70 includes a valve portion 71 having a flow passage 72 through which a modeling material can flow. By adjusting the amount of the modeling material flowing in the supply flow path 61 according to the rotation of the valve portion 71, it is possible to adjust the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle 65. Further, by rotating the valve portion 71, it is possible to block the flow of the modeling material at the valve portion 71 and stop the discharge of the modeling material from the nozzle 65. The discharge amount adjusting mechanism 70 is controlled by the control unit 700.

図2は、第1実施形態における排出流路80の構成概要を示す説明図である。排出流路80は、供給流路61が延びる方向に交差する方向に延びる流路と、排出流路80を流れた造形材料が外部へと排出される排出口85と、を有する。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of the discharge flow path 80 according to the first embodiment. The discharge flow path 80 has a flow path extending in a direction intersecting the direction in which the supply flow path 61 extends, and a discharge port 85 through which the modeling material flowing through the discharge flow path 80 is discharged to the outside.

本実施形態では、排出流路80は、供給流路61と排出流路80との分岐点から+Y方向に延びる第1流路81と、第1流路81と連通し−Z方向に延びる第2流路82と、第2流路82の終端であって排出流路80の終端となる排出口85と、を有する。 In the present embodiment, the discharge flow path 80 has a first flow path 81 extending in the + Y direction from the branch point between the supply flow path 61 and the discharge flow path 80, and a first flow path 81 communicating with the first flow path 81 and extending in the −Z direction. It has two flow paths 82 and a discharge port 85 which is the end of the second flow path 82 and is the end of the discharge flow path 80.

排出口85の最小流路断面積は、ノズル65の最小流路断面積よりも大きい。本実施形態では、ノズル65の流路断面積が最小となるのは、吐出口67である。本実施形態では、排出流路80は、始端から終端まで略同一な流路断面積を有している。排出口85と、排出流路80の流路断面とは、ともに略円形状であり、排出口85は、吐出口67の口径Dnよりも大きい口径Ln1を有している。なお、排出流路80は、始端から終端まで流路断面積が略同一でなく、流路断面積が異なる部分を有していてもよい。 The minimum flow path cross-sectional area of the discharge port 85 is larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle 65. In the present embodiment, the discharge port 67 has the smallest flow path cross-sectional area of the nozzle 65. In the present embodiment, the discharge flow path 80 has substantially the same flow path cross-sectional area from the start end to the end. Both the discharge port 85 and the flow path cross section of the discharge flow path 80 have a substantially circular shape, and the discharge port 85 has a diameter Ln1 larger than the diameter Dn of the discharge port 67. The discharge flow path 80 may have a portion in which the flow path cross-sectional areas are not substantially the same from the start end to the end and the flow path cross-sectional areas are different.

排出流路80には、供給流路61と供給流路61の外部とが排出流路80を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替える排出制御機構として、電磁弁95が設けられている。電磁弁95は制御部700によって制御され開閉する。本実施形態の電磁弁95は、閉じた状態において、第2流路82を+Z方向からふさいでいる。 The discharge flow path 80 is provided with a solenoid valve 95 as a discharge control mechanism for switching between a state in which the supply flow path 61 and the outside of the supply flow path 61 communicate with each other via the discharge flow path 80 and a state in which they do not communicate with each other. .. The solenoid valve 95 is controlled by the control unit 700 to open and close. The solenoid valve 95 of the present embodiment blocks the second flow path 82 from the + Z direction in the closed state.

排出流路80には、吸引機構90が設けられている。吸引機構90は、第1流路81と連通し、第1流路81と交差する方向に延びる円筒状のシリンダー91と、シリンダー91内を摺動可能なプランジャー92と、プランジャー92を駆動させるプランジャー駆動部93と、を備える。プランジャー駆動部93は、制御部700によって制御されて駆動するモーターと、モーターの回転をシリンダー91の軸方向に沿った並進方向の移動に変換するラックアンドピニオンによって構成されている。なお、プランジャー駆動部93は、制御部700によって制御されて駆動するモーターと、モーターの回転をシリンダー91の軸方向に沿った並進方向の移動に変換するボール螺子によって構成されてもよいし、ソレノイド機構やピエゾ素子等のアクチュエーターによって構成されてもよい。 The discharge flow path 80 is provided with a suction mechanism 90. The suction mechanism 90 drives a cylindrical cylinder 91 that communicates with the first flow path 81 and extends in a direction intersecting the first flow path 81, a plunger 92 that can slide in the cylinder 91, and a plunger 92. It is provided with a plunger drive unit 93 to be operated. The plunger drive unit 93 includes a motor controlled and driven by the control unit 700, and a rack and pinion that converts the rotation of the motor into translational movement along the axial direction of the cylinder 91. The plunger drive unit 93 may be composed of a motor controlled and driven by the control unit 700 and a ball screw that converts the rotation of the motor into translational movement along the axial direction of the cylinder 91. It may be composed of an actuator such as a solenoid mechanism or a piezo element.

吐出口67からの造形材料の吐出を停止する際に、プランジャー92を第1流路81から遠ざかる+Z方向に移動させることよって、供給流路61内の造形材料をシリンダー91内に向かって吸引することができる。プランジャー92を+Z方向に移動させることを、プランジャー92を引くと呼ぶこともある。一方、プランジャー92を第1流路81に近付く−Z方向に移動させた場合には、シリンダー91内の造形材料は、第1流路81へと押し出される。プランジャー92を−Z方向に移動させることを、プランジャー92を押すと呼ぶこともある。 When the discharge of the modeling material from the discharge port 67 is stopped, the plunger 92 is moved away from the first flow path 81 in the + Z direction to suck the modeling material in the supply flow path 61 toward the inside of the cylinder 91. can do. Moving the plunger 92 in the + Z direction is sometimes called pulling the plunger 92. On the other hand, when the plunger 92 is moved in the −Z direction approaching the first flow path 81, the modeling material in the cylinder 91 is pushed out to the first flow path 81. Moving the plunger 92 in the −Z direction is sometimes referred to as pushing the plunger 92.

吐出口67からの造形材料の吐出を停止する際に、プランジャー92を引くことによって、吐出口67から吐出された造形材料を第1流路81に向かって吸引することで、吐出口67から造形材料が糸を引くように垂れる尾引きを抑制できる。なお、この尾引きの抑制を尾切りと呼ぶこともある。 When the discharge of the modeling material from the discharge port 67 is stopped, the plunger 92 is pulled to suck the modeling material discharged from the discharge port 67 toward the first flow path 81, thereby sucking the modeling material from the discharge port 67. It is possible to suppress the tail pulling of the modeling material as if it were pulling a thread. In addition, this suppression of tail pulling may be called tail cutting.

図3は、フラットスクリュー40の下面側の構成を示す概略斜視図である。図3には、フラットスクリュー40の中心軸RXの位置が一点鎖線で示されている。スクリュー対面部50に対向するフラットスクリュー40の下面には、溝部42が設けられている。以下、フラットスクリュー40の下面のことを、「溝形成面48」と呼ぶ。 FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the lower surface side of the flat screw 40. In FIG. 3, the position of the central axis RX of the flat screw 40 is shown by a chain line. A groove 42 is provided on the lower surface of the flat screw 40 facing the screw facing portion 50. Hereinafter, the lower surface of the flat screw 40 is referred to as a “groove forming surface 48”.

フラットスクリュー40の溝形成面48の中央部45は、溝部42の一端が接続されている凹部として構成されている。中央部45は、スクリュー対面部50の連通孔56に対向する。第1実施形態では、中央部45は、中心軸RXと交差する。 The central portion 45 of the groove forming surface 48 of the flat screw 40 is configured as a recess to which one end of the groove portion 42 is connected. The central portion 45 faces the communication hole 56 of the screw facing portion 50. In the first embodiment, the central portion 45 intersects the central axis RX.

フラットスクリュー40の溝部42は、いわゆるスクロール溝を構成する。溝部42は、中央部45から、フラットスクリュー40の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。溝部42は、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面48には、溝部42の側壁部を構成し、各溝部42に沿って延びている凸条部43が設けられている。 The groove 42 of the flat screw 40 constitutes a so-called scroll groove. The groove portion 42 extends from the central portion 45 in a spiral shape so as to draw an arc toward the outer circumference of the flat screw 40. The groove 42 may be configured to extend spirally. The groove forming surface 48 is provided with a ridge portion 43 that forms a side wall portion of the groove portion 42 and extends along each groove portion 42.

溝部42は、フラットスクリュー40の側面に形成された材料流入口44まで連続している。この材料流入口44は、材料供給部20の連通路22を介して供給された材料MRを受け入れる部分である。 The groove 42 is continuous to the material inflow port 44 formed on the side surface of the flat screw 40. The material inflow port 44 is a portion that receives the material MR supplied through the communication passage 22 of the material supply unit 20.

図3には、3つの溝部42と、3つの凸条部43と、を有するフラットスクリュー40の例が示されている。フラットスクリュー40に設けられる溝部42や凸条部43の数は、3つには限定されない。フラットスクリュー40には、1つの溝部42のみが設けられていてもよいし、2以上の複数の溝部42が設けられていてもよい。また、溝部42の数に合わせて任意の数の凸条部43が設けられてもよい。 FIG. 3 shows an example of a flat screw 40 having three groove portions 42 and three ridge portions 43. The number of groove portions 42 and ridge portions 43 provided on the flat screw 40 is not limited to three. The flat screw 40 may be provided with only one groove 42, or may be provided with two or more groove 42s. Further, any number of ridges 43 may be provided according to the number of grooves 42.

図3には、材料流入口44が3箇所に形成されているフラットスクリュー40の例が図示されている。フラットスクリュー40に設けられる材料流入口44の数は、3箇所に限定されない。フラットスクリュー40には、材料流入口44が1箇所にのみ設けられていてもよいし、2箇所以上の複数の箇所に設けられていてもよい。 FIG. 3 shows an example of a flat screw 40 in which material inflow ports 44 are formed at three locations. The number of material inflow ports 44 provided in the flat screw 40 is not limited to three. The flat screw 40 may be provided with the material inflow port 44 at only one place, or may be provided at a plurality of places of two or more places.

図4は、スクリュー対面部50の上面側の構成を示す概略平面図である。スクリュー対面部50の上面は、上述したように、フラットスクリュー40の溝形成面48に対向する。以下、スクリュー対面部50の上面を、「スクリュー対向面52」と呼ぶ。スクリュー対向面52の中心には、造形材料を吐出部60に供給するための連通孔56が形成されている。 FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of the upper surface side of the screw facing portion 50. As described above, the upper surface of the screw facing portion 50 faces the groove forming surface 48 of the flat screw 40. Hereinafter, the upper surface of the screw facing portion 50 is referred to as a “screw facing surface 52”. A communication hole 56 for supplying the modeling material to the discharge portion 60 is formed at the center of the screw facing surface 52.

スクリュー対向面52には、連通孔56に接続され、連通孔56から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝54が形成されている。複数の案内溝54は、フラットスクリュー40の中央部45に流入した造形材料を連通孔56に導く機能を有する。 The screw facing surface 52 is formed with a plurality of guide grooves 54 that are connected to the communication holes 56 and extend spirally from the communication holes 56 toward the outer circumference. The plurality of guide grooves 54 have a function of guiding the modeling material that has flowed into the central portion 45 of the flat screw 40 to the communication holes 56.

フラットスクリュー40が回転すると、材料流入口44から供給された材料MRが、溝部42に誘導されて、溝部42内において加熱されながら中央部45に向かって移動する。材料MRは、中央部45に近づくほど、溶融し、流動性が高まっていき、造形材料へと転化する。中央部45に集められた造形材料は、中央部45で生じる内圧により連通孔56から吐出部60に流出する。 When the flat screw 40 rotates, the material MR supplied from the material inflow port 44 is guided to the groove portion 42 and moves toward the central portion 45 while being heated in the groove portion 42. The material MR melts and becomes more fluid as it approaches the central portion 45, and is converted into a modeling material. The modeling material collected in the central portion 45 flows out from the communication hole 56 to the discharge portion 60 due to the internal pressure generated in the central portion 45.

図5は、第1実施形態における三次元造形物の造形処理の工程図である。本実施形態において、制御部700は、三次元造形物を作成するための造形用プログラムを実行し、造形用データに基づいて、三次元造形物の製造を行う。造形用データは、例えば、三次元造形物の形状を表すSTL形式やAMF形式のデータがスライサーによって変換された、ツールパスデータである。 FIG. 5 is a process diagram of the modeling process of the three-dimensional modeled object in the first embodiment. In the present embodiment, the control unit 700 executes a modeling program for creating a three-dimensional modeled object, and manufactures the three-dimensional modeled object based on the modeling data. The modeling data is, for example, tool path data obtained by converting data in STL format or AMF format representing the shape of a three-dimensional modeled object by a slicer.

ステップS100にて、制御部700は、溶融部30と、吐出量調節機構70と、移動機構400とを制御することによって、ノズル65から造形材料を吐出して、ステージ300上の造形面310に三次元造形物を造形する。 In step S100, the control unit 700 discharges the modeling material from the nozzle 65 by controlling the melting unit 30, the discharge amount adjusting mechanism 70, and the moving mechanism 400, and reaches the modeling surface 310 on the stage 300. Create a three-dimensional model.

ステップS200にて、制御部700は、造形用データに基づく全ての造形が終了したか否か判定する。造形が終了した場合、制御部700は造形用プログラムを終了させ、造形処理は終了する。 In step S200, the control unit 700 determines whether or not all the modeling based on the modeling data has been completed. When the modeling is completed, the control unit 700 ends the modeling program, and the modeling process ends.

上記ステップS200において造形が終了していないと判定された場合、ステップS300にて、制御部700は、造形処理を開始してから所定の期間が経過したか否か判定する。所定の期間が経過していない場合、ノズル65からの造形材料の吐出を継続し、再度ステップS200に戻る。所定の期間は、例えば、変性した造形材料である変性材料がノズル65内に固着しない期間として、例えば、上記の造形処理を開始してから1時間等と定められる。 If it is determined in step S200 that the modeling has not been completed, in step S300, the control unit 700 determines whether or not a predetermined period has elapsed since the modeling process was started. If the predetermined period has not elapsed, the ejection of the modeling material from the nozzle 65 is continued, and the process returns to step S200 again. The predetermined period is defined as, for example, a period during which the modified material, which is a modified modeling material, does not stick to the nozzle 65, for example, one hour after the above-mentioned modeling process is started.

上記ステップS300において所定の期間が経過したと判定された場合、造形処理を継続すると、変性材料がノズル65を詰まらせる可能性があるため、ステップS400にて、制御部700は、クリーニング処理を実行する。特に、供給流路内に変性材料が残り、その変性材料の周囲に新たな造形材料が付着して変性することで肥大化し、肥大化した変性材料がノズル65に流れ、ノズル65を詰まらせる場合がある。また、上記の変性材料の肥大化が、ノズル65内で生じる場合もある。クリーニング処理の詳細については後述する。 If it is determined in step S300 that the predetermined period has elapsed, if the modeling process is continued, the modified material may clog the nozzle 65. Therefore, in step S400, the control unit 700 executes the cleaning process. To do. In particular, when a modified material remains in the supply flow path and a new modeling material adheres around the modified material and is modified to cause enlargement, and the enlarged modified material flows to the nozzle 65 and clogs the nozzle 65. There is. In addition, the above-mentioned bloated material may occur in the nozzle 65. The details of the cleaning process will be described later.

ステップS200にて、制御部700は、溶融部30と、吐出量調節機構70と、移動機構400とを制御することによって、ノズル65からの造形材料の吐出を再開し、再度ステップS200に戻る。このとき、制御部700は、後述するクリーニング処理中に開いた電磁弁95を制御して排出口85を閉じる。 In step S200, the control unit 700 restarts the discharge of the modeling material from the nozzle 65 by controlling the melting unit 30, the discharge amount adjusting mechanism 70, and the moving mechanism 400, and returns to step S200 again. At this time, the control unit 700 controls the solenoid valve 95 opened during the cleaning process described later to close the discharge port 85.

図6は、第1実施形態におけるクリーニング処理の工程図である。このクリーニング処理は、上記ステップS400にて、制御部700によって実行される。なお、クリーニング処理は、上記造形処理中に行われず、単独で実行されてもよい。 FIG. 6 is a process diagram of the cleaning process according to the first embodiment. This cleaning process is executed by the control unit 700 in step S400. The cleaning process may not be performed during the above-mentioned modeling process, but may be performed independently.

ステップS402にて、制御部700は、吐出量調節機構70を制御することによって、ノズル65からの造形材料の吐出を停止させる。具体的には、吐出量調節機構70の弁部71を回転させることによって、弁部71で造形材料の流れを遮断する。 In step S402, the control unit 700 stops the discharge of the modeling material from the nozzle 65 by controlling the discharge amount adjusting mechanism 70. Specifically, by rotating the valve portion 71 of the discharge amount adjusting mechanism 70, the valve portion 71 shuts off the flow of the modeling material.

ステップS404にて、制御部700は、移動機構400を制御することによって、造形ユニット200を第1位置へと相対的に移動させる。本実施形態では、制御部700は、移動機構400を制御することによって、ステージ300を移動させ、パージ材料貯留部650内のパージ材料Pと吐出口67とを接触させる。 In step S404, the control unit 700 relatively moves the modeling unit 200 to the first position by controlling the moving mechanism 400. In the present embodiment, the control unit 700 moves the stage 300 by controlling the moving mechanism 400, and brings the purge material P in the purge material storage unit 650 into contact with the discharge port 67.

ステップS406にて、制御部700は、プランジャー駆動部93を制御することによって、プランジャー92を引く。プランジャー92を引くことによって第1流路81が負圧となり、吐出口67からパージ材料貯留部650内のパージ材料Pが吸引され、さらに、吸引されたパージ材料Pはシリンダー91に向かって吸引される。 In step S406, the control unit 700 pulls the plunger 92 by controlling the plunger drive unit 93. By pulling the plunger 92, the first flow path 81 becomes a negative pressure, the purge material P in the purge material storage unit 650 is sucked from the discharge port 67, and the sucked purge material P is sucked toward the cylinder 91. Will be done.

ステップS408にて、制御部700は、電磁弁95を制御して開く。 In step S408, the control unit 700 controls and opens the solenoid valve 95.

ステップS410にて、制御部700は、移動機構400を制御することによって、造形ユニット200を第2位置へと相対的に移動させる。本実施形態では、制御部700は、移動機構400を制御することによって、ステージ300を移動させ、ノズル65を排出材料収容部600の上方に位置させる。 In step S410, the control unit 700 relatively moves the modeling unit 200 to the second position by controlling the moving mechanism 400. In the present embodiment, the control unit 700 moves the stage 300 by controlling the moving mechanism 400, and positions the nozzle 65 above the discharge material accommodating unit 600.

ステップS412にて、制御部700は、プランジャー駆動部93を制御することによってプランジャー92を押し、シリンダー91内のパージ材料Pを第1流路81へ送出する。送出されたパージ材料Pの少なくとも一部は、第1流路81を介して排出口85を有する第2流路82へと送出される。このとき、吐出口67の流路断面積よりも排出流路80の流路断面積が大きいため、排出流路80を通じて排出口85から外部へと効率的にパージ材料Pが排出される。 In step S412, the control unit 700 pushes the plunger 92 by controlling the plunger drive unit 93, and sends the purge material P in the cylinder 91 to the first flow path 81. At least a part of the delivered purge material P is delivered to the second flow path 82 having the discharge port 85 via the first flow path 81. At this time, since the flow path cross-sectional area of the discharge flow path 80 is larger than the flow path cross-sectional area of the discharge port 67, the purge material P is efficiently discharged from the discharge port 85 to the outside through the discharge flow path 80.

ステップS414にて、制御部700は、電磁弁95を制御して閉じる。 In step S414, the control unit 700 controls and closes the solenoid valve 95.

なお、排出制御機構を制御することによって供給流路61と外部とを連通させた状態とし、かつ、パージ材料Pを吐出口67から取り入れて、排出流路80を介して排出口85から外部へと排出する処理のことを、メンテナンス処理と呼ぶこともある。本実施形態では、上記のクリーニング処理において、ステップS404からステップS412までを実行する処理が、メンテナンス処理に該当する。 By controlling the discharge control mechanism, the supply flow path 61 and the outside are communicated with each other, and the purge material P is taken in from the discharge port 67 and is taken from the discharge port 85 to the outside through the discharge port 80. The process of discharging is sometimes called maintenance process. In the present embodiment, in the above cleaning process, the process of executing steps S404 to S412 corresponds to the maintenance process.

また、制御部700は、ステップS404からステップS414までを繰り返し実行してもよい。この場合、メンテナンス処理が複数回実行されるため、メンテナンス処理を1回のみ実行する場合よりも多くの変性材料を、パージ材料Pとともに排出口85から外部へと排出することができる。 Further, the control unit 700 may repeatedly execute steps S404 to S414. In this case, since the maintenance process is executed a plurality of times, more modified materials can be discharged from the discharge port 85 together with the purge material P to the outside than when the maintenance process is executed only once.

また、排出流路80内に吸引機構90が備えられていなくても、メンテナンス処理を実行することができる。具体的には、例えば、外部からポンプを用いることによって、パージ材料貯留部650から吐出口67へと送られたパージ材料Pを、吐出口67から取り入れるとともに、吐出口67から取り入れたパージ材料Pを排出流路80へと圧送し、排出口85から外部へと排出することができる。この場合、電磁弁95を開く前にパージ材料Pを排出流路80へと圧送してもよいし、電磁弁95を開いた後にパージ材料Pを排出流路80へと圧送してもよい。 Further, even if the suction mechanism 90 is not provided in the discharge flow path 80, the maintenance process can be executed. Specifically, for example, by using a pump from the outside, the purge material P sent from the purge material storage unit 650 to the discharge port 67 is taken in from the discharge port 67, and the purge material P taken in from the discharge port 67. Can be pumped to the discharge flow path 80 and discharged to the outside from the discharge port 85. In this case, the purge material P may be pressure-fed to the discharge flow path 80 before the solenoid valve 95 is opened, or the purge material P may be pressure-fed to the discharge flow path 80 after the solenoid valve 95 is opened.

以上で説明した本実施形態の三次元造形装置100によれば、ノズル65を洗浄するパージ材料Pを吐出口67から取り入れ、取り入れたパージ材料Pを、排出流路80を介して排出口85から外部へと排出する。そのため、ノズル65に残った変性材料を、パージ材料Pとともに排出口85から外部へと効率的に排出でき、変性材料がノズル65を詰まらせることを抑制できる。 According to the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment described above, the purge material P for cleaning the nozzle 65 is taken in from the discharge port 67, and the taken-in purge material P is taken in from the discharge port 85 via the discharge flow path 80. Discharge to the outside. Therefore, the modified material remaining in the nozzle 65 can be efficiently discharged from the discharge port 85 together with the purge material P to the outside, and it is possible to prevent the modified material from clogging the nozzle 65.

また、本実施形態では、ノズル65を洗浄するパージ材料Pを、外部であるパージ材料貯留部650から取り入れている。そのため、簡易な構成で、パージ材料Pを吐出口67から取り入れることができる。 Further, in the present embodiment, the purge material P for cleaning the nozzle 65 is taken in from the external purge material storage unit 650. Therefore, the purge material P can be taken in from the discharge port 67 with a simple configuration.

また、本実施形態では、排出流路80に、パージ材料Pを排出流路80内へと吸引する吸引機構90を備え、吸引機構90を制御することによって排出流路80内にパージ材料Pを吸引した後、電磁弁95を開き、吸引機構90を制御することによってパージ材料Pを排出口85に圧送して外部へと排出する。そのため、吸引機構90によって、効率的に、パージ材料Pを吐出口67から取り入れ、排出口85に圧送して外部へと排出できる。 Further, in the present embodiment, the discharge flow path 80 is provided with a suction mechanism 90 that sucks the purge material P into the discharge flow path 80, and by controlling the suction mechanism 90, the purge material P is brought into the discharge flow path 80. After suction, the solenoid valve 95 is opened and the suction mechanism 90 is controlled to pump the purge material P to the discharge port 85 and discharge it to the outside. Therefore, the suction mechanism 90 can efficiently take in the purge material P from the discharge port 67, pump it to the discharge port 85, and discharge it to the outside.

また、本実施形態では、吸引機構90はプランジャー92である。そのため、簡易な構成で、上記メンテナンス処理におけるパージ材料Pの吸引と圧送、および、造形中のノズル65から吐出された造形材料の尾切りを行うことができる。 Further, in the present embodiment, the suction mechanism 90 is a plunger 92. Therefore, with a simple configuration, it is possible to suck and pump the purge material P in the maintenance process and to cut the tail of the modeling material discharged from the nozzle 65 during modeling.

また、排出流路80の始端に、供給流路61から排出流路80への造形材料の移動を許容し、排出流路80から供給流路61への造形材料の移動を規制する逆止弁を設けることもできる。この場合、供給流路61から排出流路80へと移動した変性材料が、排出流路80から供給流路61へと再び移動することを抑制できる。 In addition, a check valve that allows the movement of the modeling material from the supply flow path 61 to the discharge flow path 80 at the start end of the discharge flow path 80 and regulates the movement of the modeling material from the discharge flow path 80 to the supply flow path 61. Can also be provided. In this case, it is possible to prevent the modified material that has moved from the supply flow path 61 to the discharge flow path 80 from moving again from the discharge flow path 80 to the supply flow path 61.

ここで、上述した三次元造形装置100において用いられる三次元造形物の材料について説明する。三次元造形装置100では、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として三次元造形物を造形することができる。ここで、「主材料」とは、三次元造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、三次元造形物において50重量%以上の含有率を占める材料を意味する。上述した造形材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。 Here, the material of the three-dimensional model used in the above-mentioned three-dimensional model device 100 will be described. In the three-dimensional modeling apparatus 100, for example, a three-dimensional model can be modeled using various materials such as a thermoplastic material, a metal material, and a ceramic material as main materials. Here, the "main material" means a central material forming the shape of the three-dimensional model, and means a material having a content of 50% by weight or more in the three-dimensional model. The above-mentioned modeling materials include those obtained by melting these main materials alone and those in which some of the components contained together with the main materials are melted into a paste.

主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、溶融部30において、当該材料が可塑化することによって、造形材料が生成される。「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料に熱が加わり溶融することを意味する。 When a material having thermoplasticity is used as the main material, a modeling material is produced by plasticizing the material in the molten portion 30. "Plasticization" means that a material having thermoplasticity is heated and melted.

熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記の熱可塑性樹脂材料を用いることができる。
<熱可塑性樹脂材料の例>
ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリアミド樹脂(PA)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、ポリ乳酸樹脂(PLA)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのエンジニアリングプラスチック。
As the material having thermoplasticity, for example, the following thermoplastic resin material can be used.
<Example of thermoplastic resin material>
Polypropylene resin (PP), polyethylene resin (PE), polyacetal resin (POM), polyvinyl chloride resin (PVC), polyamide resin (PA), acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polylactic acid resin (PLA), polyphenylene General-purpose engineering plastics such as sulfide resin (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polycarbonate (PC), modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, Engineering plastics such as polyamideimide, polyetherimide, and polyetheretherketone.

熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック、その他に、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混入されていてもよい。熱可塑性を有する材料は、溶融部30において、フラットスクリュー40の回転とヒーター58の加熱によって可塑化されて溶融した状態に転化される。熱可塑性を有する材料の溶融によって生成された造形材料は、ノズル65から吐出された後、温度の低下によって硬化する。 The thermoplastic material may contain pigments, metals, ceramics, and other additives such as waxes, flame retardants, antioxidants, and heat stabilizers. The thermoplastic material is plasticized and converted into a molten state in the melting portion 30 by the rotation of the flat screw 40 and the heating of the heater 58. The modeling material produced by melting the thermoplastic material is discharged from the nozzle 65 and then cured by a decrease in temperature.

熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でノズル65から射出されることが望ましい。例えば、ABS樹脂は、ガラス転移点が約120℃であり、ノズル65からの吐出時には約200℃であることが望ましい。このように高温の状態で造形材料を吐出するために、ノズル65の周囲にはヒーターが設けられてもよい。 It is desirable that the thermoplastic material is injected from the nozzle 65 in a state where it is heated above the glass transition point and completely melted. For example, it is desirable that the ABS resin has a glass transition point of about 120 ° C. and is about 200 ° C. at the time of ejection from the nozzle 65. A heater may be provided around the nozzle 65 in order to discharge the modeling material in such a high temperature state.

三次元造形装置100では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、以下の金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、材料MRとして溶融部30に投入されることが望ましい。
<金属材料の例>
マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)やクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)の単一の金属、もしくはこれらの金属を1つ以上含む合金。
<前記合金の例>
マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
In the three-dimensional modeling apparatus 100, for example, the following metal materials may be used as the main material instead of the above-mentioned material having thermoplasticity. In this case, it is desirable that the powder material obtained by powdering the following metal material is mixed with a component that melts when the modeling material is produced, and is charged into the melting unit 30 as a material MR.
<Example of metal material>
A single metal of magnesium (Mg), iron (Fe), cobalt (Co), chromium (Cr), aluminum (Al), titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), or these metals. An alloy containing one or more.
<Example of the alloy>
Malaging steel, stainless steel, cobalt chrome molybdenum, titanium alloy, nickel alloy, aluminum alloy, cobalt alloy, cobalt chrome alloy.

三次元造形装置100においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックスや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックスなどが使用可能である。主材料として、上述したような金属材料やセラミック材料を用いる場合には、造形面310に吐出された造形材料は焼結によって硬化されてもよい。 In the three-dimensional modeling apparatus 100, a ceramic material can be used as a main material instead of the above-mentioned metal material. As the ceramic material, for example, oxide ceramics such as silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide and zirconium oxide, and non-oxide ceramics such as aluminum nitride can be used. When a metal material or a ceramic material as described above is used as the main material, the modeling material discharged to the modeling surface 310 may be cured by sintering.

材料供給部20に材料MRとして投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上で例示したような熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、溶融部30において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。 The powder material of the metal material or the ceramic material to be input to the material supply unit 20 as the material MR may be a mixed material obtained by mixing a plurality of types of a single metal powder, an alloy powder, or a ceramic material powder. .. Further, the powder material of the metal material or the ceramic material may be coated with, for example, a thermoplastic resin as exemplified above or another thermoplastic resin. In this case, the thermoplastic resin may be melted in the melted portion 30 to exhibit fluidity.

材料供給部20に材料MRとして投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のような溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
<溶剤の例>
水;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;テトラアルキルアンモニウムアセテート類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;ピリジン、γ−ピコリン、2,6−ルチジン等のピリジン系溶剤;テトラアルキルアンモニウムアセテート(例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等);ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。
For example, the following solvent can be added to the powder material of the metal material or the ceramic material that is input to the material supply unit 20 as the material MR. As the solvent, one kind or a combination of two or more kinds selected from the following can be used.
<Example of solvent>
Water; (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n acetate Acetate esters such as -butyl and iso-butyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, diisopropyl ketone and acetylacetone; ethanol Alcohols such as propanol and butanol; tetraalkylammonium acetates; sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide and diethylsulfoxide; pyridine solvents such as pyridine, γ-picolin and 2,6-rutidine; tetraalkylammonium acetates (eg, for example) Tetrabutylammonium acetate, etc.); Ionic liquids such as butylcarbitol acetate, etc.

その他に、材料供給部20に材料MRとして投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のようなバインダーを添加することもできる。
<バインダーの例>
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂あるいはその他の合成樹脂又はPLA(ポリ乳酸)、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)あるいはその他の熱可塑性樹脂。
In addition, for example, the following binder can be added to the powder material of the metal material or the ceramic material that is input to the material supply unit 20 as the material MR.
<Example of binder>
Acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, cellulose resin or other synthetic resin or PLA (polylactic acid), PA (polylactic acid), PPS (polyphenylene sulfide), PEEK (polyetheretherketone) or other thermoplastic resin.

B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態における三次元造形装置100bの構成を示す概略断面図である。なお、第2実施形態における三次元造形装置100bの、特に説明しない部分については、第1実施形態の三次元造形装置100と同様の構成である。
B. Second embodiment:
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the three-dimensional modeling apparatus 100b according to the second embodiment. The portion of the three-dimensional modeling apparatus 100b according to the second embodiment, which is not particularly described, has the same configuration as the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment.

吐出部60bは、供給流路61から分岐し、供給流路61と交差する方向に延びる分岐流路62を備える。本実施形態では、分岐流路62は、供給流路61と分岐流路62との分岐点から−X方向に延びて外部に連通しており、分岐流路62の終端には接続部63が設けられている。接続部63には、後述するバイパス流路800のバイパス入口810が−X方向から接続されることによって、+X方向に開く弁が設けられていてもよい。この場合、バイパス入口810が接続部63に接続されていない状態において、分岐流路62内のパージ材料Pや造形材料が、接続部63を介して外部に流れることを規制できる。 The discharge unit 60b includes a branch flow path 62 that branches from the supply flow path 61 and extends in a direction intersecting the supply flow path 61. In the present embodiment, the branch flow path 62 extends in the −X direction from the branch point between the supply flow path 61 and the branch flow path 62 and communicates with the outside, and a connecting portion 63 is provided at the end of the branch flow path 62. It is provided. The connection portion 63 may be provided with a valve that opens in the + X direction by connecting the bypass inlet 810 of the bypass flow path 800, which will be described later, from the −X direction. In this case, in a state where the bypass inlet 810 is not connected to the connecting portion 63, it is possible to restrict the purging material P and the modeling material in the branch flow path 62 from flowing to the outside through the connecting portion 63.

本実施形態では、ステージ300上にバイパス流路800が設けられている。バイパス流路800は、分岐流路62と吐出口67とを、供給流路61を介さずに連通させることができる。本実施形態では、バイパス流路800は、バイパス流路800の始端であるバイパス入口810から−Z方向に向かい、その後、バイパス流路800の終端であるバイパス出口820へと+X方向に向かうL字型の流路を有している。バイパス入口810は、接続部63に−X方向から挿入されて、分岐流路62に接続される。バイパス出口820は、+Z方向に平滑面と、その平滑面に形成された開口部と、を有しており、平滑面とノズル65の先端面とを隙間無く接触させるとともに、吐出口67と開口部とを連通させることができる。他の場合、例えば、バイパス出口820は、ノズル65の先端面と係合する構造を有していてもよい。また、バイパス流路800には、内部を流れるパージ材料Pや造形材料の温度を保持するためのヒーターが設けられていてもよい。 In this embodiment, the bypass flow path 800 is provided on the stage 300. The bypass flow path 800 can communicate the branch flow path 62 and the discharge port 67 without passing through the supply flow path 61. In the present embodiment, the bypass flow path 800 is L-shaped from the bypass inlet 810, which is the start end of the bypass flow path 800, toward the −Z direction, and then toward the bypass outlet 820, which is the end end of the bypass flow path 800, in the + X direction. It has a mold flow path. The bypass inlet 810 is inserted into the connecting portion 63 from the −X direction and connected to the branch flow path 62. The bypass outlet 820 has a smooth surface in the + Z direction and an opening formed in the smooth surface, so that the smooth surface and the tip surface of the nozzle 65 are brought into contact with each other without a gap, and the discharge port 67 and the opening are opened. It is possible to communicate with the department. In other cases, for example, the bypass outlet 820 may have a structure that engages with the tip surface of the nozzle 65. Further, the bypass flow path 800 may be provided with a heater for maintaining the temperature of the purge material P and the modeling material flowing inside.

本実施形態の吐出部60bは、第1実施形態の吐出部60と同様の排出流路80および吸引機構90を備えている。これらの構成は、図2に示した構成と同様であるため、説明を省略する。 The discharge unit 60b of the present embodiment includes a discharge flow path 80 and a suction mechanism 90 similar to the discharge unit 60 of the first embodiment. Since these configurations are the same as the configurations shown in FIG. 2, description thereof will be omitted.

本実施形態の三次元造形装置100bは、排出材料収容部600を備えていてもよい。この場合、バイパス流路800が分岐流路62と吐出口67とを連通させた状態において、排出口85から排出されるパージ材料Pや造形材料を収容することができる位置に、排出材料収容部600を設けることが好ましい。なお、本実施形態では、パージ材料貯留部650は設けられていない。 The three-dimensional modeling apparatus 100b of the present embodiment may include a discharge material accommodating portion 600. In this case, in a state where the bypass flow path 800 communicates the branch flow path 62 and the discharge port 67, the discharge material accommodating unit is located at a position where the purge material P and the modeling material discharged from the discharge port 85 can be accommodated. It is preferable to provide 600. In this embodiment, the purge material storage unit 650 is not provided.

供給流路61と分岐流路62との分岐点には、吐出量調節機構として、三方弁86が設けられている。三方弁86は、造形材料が流通可能な弁内流通路88を有する軸部87を備えている。制御部700は、三方弁86の軸部87を制御して回転させることによって、第1状態と、第2状態と、第3状態と、を切り替えることができる。第1状態とは、溶融部30およびノズル65が供給流路61を介して連通し、かつ、溶融部30および分岐流路62が供給流路61を介して連通しない状態である。なお、図7に示されている三方弁86は、第1状態にある。第2状態とは、溶融部30およびノズル65が供給流路61を介して連通せず、かつ、溶融部30および分岐流路62が供給流路61を介して連通する状態である。なお、図8に示されている三方弁86は、第2状態にある。図9は、第3状態を示す説明図である。第3状態とは、溶融部30および前記ノズル65が供給流路61を介して連通せず、かつ、溶融部30および分岐流路62が供給流路61を介して連通しない状態である。 A three-way valve 86 is provided at the branch point between the supply flow path 61 and the branch flow path 62 as a discharge amount adjusting mechanism. The three-way valve 86 includes a shaft portion 87 having a valve internal flow passage 88 through which a modeling material can flow. The control unit 700 can switch between the first state, the second state, and the third state by controlling and rotating the shaft portion 87 of the three-way valve 86. The first state is a state in which the melting unit 30 and the nozzle 65 communicate with each other via the supply flow path 61, and the melting unit 30 and the branch flow path 62 do not communicate with each other via the supply flow path 61. The three-way valve 86 shown in FIG. 7 is in the first state. The second state is a state in which the melting unit 30 and the nozzle 65 do not communicate with each other through the supply flow path 61, and the melting unit 30 and the branch flow path 62 communicate with each other through the supply flow path 61. The three-way valve 86 shown in FIG. 8 is in the second state. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a third state. The third state is a state in which the melting unit 30 and the nozzle 65 do not communicate with each other through the supply flow path 61, and the melting unit 30 and the branch flow path 62 do not communicate with each other through the supply flow path 61.

なお、第1状態では、三方弁86の軸部87を回転させることによって、ノズル65から吐出する造形材料の流量を調節することが可能である。また、第2状態では、軸部87を回転させることによって、供給流路61から分岐流路62へと流れる造形材料の流量を調節することが可能である。 In the first state, the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle 65 can be adjusted by rotating the shaft portion 87 of the three-way valve 86. Further, in the second state, it is possible to adjust the flow rate of the modeling material flowing from the supply flow path 61 to the branch flow path 62 by rotating the shaft portion 87.

図10は、第2実施形態におけるクリーニング処理の工程図である。このクリーニング処理は、図6に示した第1実施形態におけるクリーニング処理と同様に、図5に示した造形処理中に実行されてもよいし、単独で実行されてもよい。 FIG. 10 is a process diagram of the cleaning process according to the second embodiment. Similar to the cleaning process in the first embodiment shown in FIG. 6, this cleaning process may be executed during the modeling process shown in FIG. 5, or may be executed independently.

本実施形態ではパージ材料Pとして溶融部30で生成された造形材料を用いる。なお、パージ材料Pとして溶融部30で生成された造形材料以外の材料を用いてもよい。その場合であっても、材料供給部20にパージ材料Pを生成するための材料を供給することで、本実施形態と同様にクリーニング処理を実施することができる。 In the present embodiment, the modeling material produced in the molten section 30 is used as the purge material P. As the purge material P, a material other than the modeling material generated in the melting unit 30 may be used. Even in that case, by supplying the material for generating the purge material P to the material supply unit 20, the cleaning process can be performed in the same manner as in the present embodiment.

ステップS422にて、制御部700は、三方弁86を制御して第2状態に切り替えることによって、ノズル65からの造形材料の吐出を停止させ、かつ、溶融部30と分岐流路62とを連通させる。 In step S422, the control unit 700 controls the three-way valve 86 to switch to the second state, thereby stopping the discharge of the modeling material from the nozzle 65 and communicating the melting unit 30 and the branch flow path 62. Let me.

ステップS424にて、制御部700は、移動機構400を制御することによって、バイパス流路800を介して分岐流路62と吐出口67とを連通させる。ステップS426にて、制御部700は、駆動モーター32を制御することによってフラットスクリュー40の回転を開始するとともに、ヒーター58を制御することによって、加熱を開始する。ステップS428にて、制御部700は、電磁弁95を制御して開く。なお、フラットスクリュー40の回転やヒーター58の運転が停止されていない場合、ステップS426の工程を省略してもよい。 In step S424, the control unit 700 controls the moving mechanism 400 to communicate the branch flow path 62 and the discharge port 67 via the bypass flow path 800. In step S426, the control unit 700 starts the rotation of the flat screw 40 by controlling the drive motor 32, and starts heating by controlling the heater 58. In step S428, the control unit 700 controls and opens the solenoid valve 95. If the rotation of the flat screw 40 and the operation of the heater 58 are not stopped, the step S426 may be omitted.

上記ステップS422からステップS428までを実行することによって、溶融部30によってパージ材料としての造形材料が生成され、生成された造形材料が、分岐流路62とバイパス流路800とを介して、吐出口67から取り入れられる。吐出口67から取り入れられた造形材料は、排出流路80へと流れ、排出口85から外部へと排出される。このとき、例えば、ステージ300上の排出口85に対向する位置に排出材料収容部600が設けられている場合、排出材料収容部600に向かって造形材料が排出される。なお、造形材料が排出口85から外部へと排出された後、電磁弁95を制御して閉じてもよい。 By executing the steps S422 to S428, the melting unit 30 generates a modeling material as a purge material, and the generated modeling material passes through the branch flow path 62 and the bypass flow path 800 to the discharge port. Incorporated from 67. The modeling material taken in from the discharge port 67 flows into the discharge flow path 80 and is discharged to the outside from the discharge port 85. At this time, for example, when the discharge material accommodating portion 600 is provided at a position facing the discharge port 85 on the stage 300, the modeling material is ejected toward the discharge material accommodating portion 600. After the modeling material is discharged from the discharge port 85 to the outside, the solenoid valve 95 may be controlled and closed.

なお、ステップS424と、ステップS426と、ステップS428とは、この順序で実行されなくてもよい。例えば、ステップS428を実行した後、ステップS424を実行し、その後、ステップS426を実行してもよい。なお、本実施形態では、ステップS424と、ステップS426と、ステップS428と、を実行する処理が、メンテナンス処理に該当する。 Note that step S424, step S426, and step S428 do not have to be executed in this order. For example, step S428 may be executed, then step S424 may be executed, and then step S426 may be executed. In the present embodiment, the process of executing step S424, step S426, and step S428 corresponds to the maintenance process.

このような三次元造形装置100bの構成によっても、ノズル65に残った変性材料を、パージ材料Pとともに排出口85から外部へと効率的に排出でき、変性材料がノズル65を詰まらせることを抑制できる。本実施形態では、溶融部30から分岐流路62を介してバイパス流路800へと流れたパージ材料が、吐出口67から取り入れられるため、バイパス流路800を流れるパージ材料Pの流れを利用して、ノズル65に残っている変性材料をパージ材料とともに排出口85から外部へと効率的に排出できる。 Even with such a configuration of the three-dimensional modeling apparatus 100b, the modified material remaining in the nozzle 65 can be efficiently discharged to the outside from the discharge port 85 together with the purge material P, and the modified material suppresses clogging of the nozzle 65. it can. In the present embodiment, the purge material that has flowed from the melting portion 30 to the bypass flow path 800 via the branch flow path 62 is taken in from the discharge port 67, so that the flow of the purge material P that flows through the bypass flow path 800 is used. Therefore, the modified material remaining in the nozzle 65 can be efficiently discharged to the outside from the discharge port 85 together with the purge material.

また、本実施形態では、パージ材料Pとして造形材料を用いてメンテナンス処理を実行するため、造形処理とメンテナンス処理とで用いる材料を変更することなく、造形処理とメンテナンス処理とを行うことができる。 Further, in the present embodiment, since the maintenance process is executed using the modeling material as the purge material P, the modeling process and the maintenance process can be performed without changing the materials used in the modeling process and the maintenance process.

また、本実施形態では、吐出量調節機構は、供給流路61と分岐流路62との分岐点に設けられた三方弁86であるため、簡易な構成で、ノズル65から吐出する造形材料の流量の調節と、供給流路61から分岐流路62へと流れるパージ材料Pの流量の調節と、を行うことができる。 Further, in the present embodiment, since the discharge amount adjusting mechanism is the three-way valve 86 provided at the branch point between the supply flow path 61 and the branch flow path 62, the molding material to be discharged from the nozzle 65 has a simple configuration. The flow rate can be adjusted and the flow rate of the purge material P flowing from the supply flow path 61 to the branch flow path 62 can be adjusted.

C.第3実施形態
図11は、第3実施形態の三次元造形装置100cにおけるクリーニング処理の工程図である。本実施形態は、クリーニング処理において、吸引機構90を用いる点で、第2実施形態とは異なる。なお、その他の構成は第2実施形態の三次元造形装置100bと同様である。
C. Third Embodiment FIG. 11 is a process diagram of a cleaning process in the three-dimensional modeling apparatus 100c of the third embodiment. This embodiment is different from the second embodiment in that the suction mechanism 90 is used in the cleaning process. The other configurations are the same as those of the three-dimensional modeling apparatus 100b of the second embodiment.

このクリーニング処理は、図10に示した第2実施形態におけるクリーニング処理と同様に、図5に示した造形処理中に実行されてもよいし、単独で実行されてもよい。また、本実施形態では、第2実施形態と同様に、パージ材料Pとして造形材料を用いる。 Similar to the cleaning process in the second embodiment shown in FIG. 10, this cleaning process may be executed during the modeling process shown in FIG. 5, or may be executed independently. Further, in the present embodiment, as in the second embodiment, a modeling material is used as the purge material P.

ステップS442と、ステップS444と、ステップS446とは、それぞれ、ステップS422と、ステップS424と、ステップS426と同様であるため、説明を省略する。 Since step S442, step S444, and step S446 are the same as step S422, step S424, and step S426, respectively, description thereof will be omitted.

ステップS448にて、制御部700は、プランジャー駆動部93を制御することによって、プランジャー92を引く。 In step S448, the control unit 700 pulls the plunger 92 by controlling the plunger drive unit 93.

ステップS450にて、制御部700は、電磁弁95を制御して開く。ステップS452にて、制御部700は、プランジャー駆動部93を制御することによって、プランジャー92を押す。なお、ステップS450とステップS452とは、逆の順序で実行されてもよい。 In step S450, the control unit 700 controls and opens the solenoid valve 95. In step S452, the control unit 700 pushes the plunger 92 by controlling the plunger drive unit 93. Note that steps S450 and S452 may be executed in the reverse order.

ステップS454にて、制御部700は、電磁弁95を制御して閉じる。 In step S454, the control unit 700 controls and closes the solenoid valve 95.

なお、本実施形態では、上記のクリーニング処理において、ステップS444からステップS452までを実行する処理が、メンテナンス処理に該当する。 In the present embodiment, in the above cleaning process, the process of executing steps S444 to S452 corresponds to the maintenance process.

上記ステップS442からステップS452を実行することによって、溶融部30によってパージ材料としての造形材料が生成され、生成された造形材料が、分岐流路62とバイパス流路800とを介して、吐出口67から取り入れられる。吐出口67から取り入れられた造形材料は、排出流路80へと流れ、排出口85から外部へと排出される。このとき、プランジャー92を引くことによって、吐出口67から取り入れたパージ材料を排出流路80へと吸引することができる。また、プランジャー92を押すことによって、排出流路80へと吸引された造形材料を排出口85へと圧送することができる。 By executing steps S442 to S442, a modeling material as a purge material is generated by the melting unit 30, and the generated modeling material passes through the branch flow path 62 and the bypass flow path 800 to the discharge port 67. Incorporated from. The modeling material taken in from the discharge port 67 flows into the discharge flow path 80 and is discharged to the outside from the discharge port 85. At this time, by pulling the plunger 92, the purge material taken in from the discharge port 67 can be sucked into the discharge flow path 80. Further, by pushing the plunger 92, the modeling material sucked into the discharge flow path 80 can be pressure-fed to the discharge port 85.

また、制御部700は、ステップS448からステップS454までを繰り返し実行してもよい。この場合、上記の造形材料の吸引と圧送とが複数回行われるため、より効率的に造形材料を排出口85から外部へと排出することができる。 Further, the control unit 700 may repeatedly execute steps S448 to S454. In this case, since the above-mentioned suction and pumping of the modeling material are performed a plurality of times, the modeling material can be discharged to the outside from the discharge port 85 more efficiently.

このような三次元造形装置100bの構成によっても、ノズル65に残った変性材料を、パージ材料Pとともに排出口85から外部へと効率的に排出でき、変性材料がノズル65を詰まらせることを抑制できる。本実施形態では、プランジャー92を引くことによって、吐出口67から取り入れたパージ材料Pを排出流路80へと吸引し、プランジャー92を押すことによって、排出流路80へと吸引されたパージ材料Pを排出口85へと圧送する。そのため、ノズル65に残った変性材料を、パージ材料Pとともに排出口85から外部へと効率的に排出できる。 Even with such a configuration of the three-dimensional modeling apparatus 100b, the modified material remaining in the nozzle 65 can be efficiently discharged to the outside from the discharge port 85 together with the purge material P, and the modified material suppresses clogging of the nozzle 65. it can. In the present embodiment, the purge material P taken in from the discharge port 67 is sucked into the discharge flow path 80 by pulling the plunger 92, and the purge sucked into the discharge flow path 80 by pushing the plunger 92. The material P is pumped to the discharge port 85. Therefore, the modified material remaining in the nozzle 65 can be efficiently discharged from the discharge port 85 to the outside together with the purge material P.

D.他の実施形態:
(D−1)上記実施形態において、排出流路80は、+Y方向に向かう第1流路81と、−Z方向に向かう第2流路82と、を有している。一方で、例えば、排出流路80は、供給流路61に交差する流路と、その流路の終端に設けられた排出口85と、で構成されていてもよい。また、排出流路80は、直線的な流路でなく、曲線的な流路であってもよい。
D. Other embodiments:
(D-1) In the above embodiment, the discharge flow path 80 has a first flow path 81 toward the + Y direction and a second flow path 82 toward the −Z direction. On the other hand, for example, the discharge flow path 80 may be composed of a flow path that intersects the supply flow path 61 and a discharge port 85 provided at the end of the flow path. Further, the discharge flow path 80 may be a curved flow path instead of a linear flow path.

(D−2)上記実施形態では、ステージ300上に排出材料収容部600が設けられている。一方で、排出材料収容部600が設けられていなくてもよい。この場合、クリーニング処理において、例えば、排出口85から、造形面310のうち造形材料が積層されない位置に向かって、造形材料を排出してもよい。 (D-2) In the above embodiment, the discharge material accommodating portion 600 is provided on the stage 300. On the other hand, the discharge material accommodating portion 600 may not be provided. In this case, in the cleaning process, for example, the modeling material may be discharged from the discharge port 85 toward a position on the modeling surface 310 where the modeling material is not laminated.

(D−3)上記第1実施形態において、ステージ300上には、パージ材料貯留部650が設けられている。これに対して、パージ材料貯留部650が設けられていなくてもよい。例えば、吐出口67に可撓性のチューブを接続し、可撓性のチューブを介して外部からパージ材料Pを圧送してもよい。 (D-3) In the first embodiment, a purge material storage unit 650 is provided on the stage 300. On the other hand, the purge material storage unit 650 may not be provided. For example, a flexible tube may be connected to the discharge port 67, and the purge material P may be pumped from the outside through the flexible tube.

(D−4)上記実施形態では、吸引機構90は、シリンダー91と、プランジャー92と、プランジャー駆動部93と、を備えている。一方で、吸引機構90として、例えば、供給流路61からの造形材料の吸引と供給流路61への造形材料の圧送とを行うポンプが排出流路80内に備えられていてもよい。 (D-4) In the above embodiment, the suction mechanism 90 includes a cylinder 91, a plunger 92, and a plunger drive unit 93. On the other hand, as the suction mechanism 90, for example, a pump that sucks the modeling material from the supply flow path 61 and pumps the modeling material to the supply flow path 61 may be provided in the discharge flow path 80.

(D−5)上記実施形態において、造形ユニット200は、フラットスクリュー40によって材料を可塑化している。これに対して、造形ユニット200は、例えば、インラインスクリューを回転させることによって材料を可塑化するものであってもよい。また、造形ユニット200として、FDM(熱溶解積層法)に用いられるユニットを採用してもよい。 (D-5) In the above embodiment, the modeling unit 200 is made of plastic by a flat screw 40. On the other hand, the modeling unit 200 may plasticize the material by, for example, rotating an in-line screw. Further, as the modeling unit 200, a unit used in FDM (Fused Deposition Modeling) may be adopted.

(D−6)上記第2実施形態において、バイパス流路800はステージ300上に設けられている。これに対して、バイパス流路800は、ステージ300と独立して設けられてもよい。また、バイパス流路800を移動させる機構が、移動機構400とは別に設けられてもよい。また、手動でバイパス流路800を移動させることによって、バイパス流路800を介して分岐流路62と吐出口67とを連通させた状態にしてもよい。 (D-6) In the second embodiment, the bypass flow path 800 is provided on the stage 300. On the other hand, the bypass flow path 800 may be provided independently of the stage 300. Further, a mechanism for moving the bypass flow path 800 may be provided separately from the moving mechanism 400. Further, by manually moving the bypass flow path 800, the branch flow path 62 and the discharge port 67 may be communicated with each other via the bypass flow path 800.

(D−7)上記第2実施形態および第3実施形態において、吐出量調節機構は、供給流路61と分岐流路62との分岐点に設けられた三方弁86である。これに対して、例えば、吐出量調節機構は、供給流路61のうち、供給流路61と分岐流路62との分岐点と、供給流路61と排出流路80の分岐点と、の間に設けられてもよい。このとき、例えば、分岐流路62内に、分岐流路62を流れる造形材料やパージ材料の流れを規制する弁が設けられてもよい。 (D-7) In the second and third embodiments, the discharge amount adjusting mechanism is a three-way valve 86 provided at a branch point between the supply flow path 61 and the branch flow path 62. On the other hand, for example, the discharge amount adjusting mechanism has a branch point between the supply flow path 61 and the branch flow path 62 and a branch point between the supply flow path 61 and the discharge flow path 80 among the supply flow paths 61. It may be provided between them. At this time, for example, a valve that regulates the flow of the modeling material or the purge material flowing through the branch flow path 62 may be provided in the branch flow path 62.

E.他の形態:
本開示は、上述の各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態によって実現することができる。例えば、本開示は以下の形態として実現可能である。以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する上記の各実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中において必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
E. Other forms:
The present disclosure is not limited to each of the above-described embodiments, and can be realized by various forms without departing from the spirit thereof. For example, the present disclosure can be realized in the following forms. The technical features in each of the above embodiments that correspond to the technical features in each of the embodiments described below are for solving some or all of the problems of the present disclosure, or part of the effects of the present disclosure. Or, in order to achieve all of them, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.

(1)本開示の第1の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、前記供給流路に連通し、前記造形材料をステージに向かって吐出する吐出口を有するノズルと、前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、外部に連通する排出口を有し、前記供給流路のうち前記吐出量調節機構が設けられた位置よりも下流から分岐し、前記ノズルの最小流路断面積よりも大きい流路断面積を有する排出流路と、前記供給流路と前記外部とが、前記排出流路を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替え可能な排出制御機構と、前記吐出量調節機構および前記排出制御機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記吐出量調節機構を制御することによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させた後、前記排出制御機構を制御することによって前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記ノズルを洗浄するパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出するメンテナンス処理を実行する。
このような形態によれば、ノズルを洗浄するパージ材料を吐出口から取り入れ、取り入れたパージ材料を、排出流路を介して排出口から外部へと排出できる。そのため、ノズルに残った変性材料を、パージ材料とともに排出口から外部へと効率的に排出でき、変性材料がノズルを詰まらせることを抑制できる。
(1) According to the first aspect of the present disclosure, a three-dimensional modeling apparatus is provided. This three-dimensional modeling apparatus communicates with a molten portion that melts a material into a modeling material, a supply flow path through which the modeling material flows, and communicates with the supply flow path, and stages the modeling material. It has a nozzle having a discharge port for discharging toward, a discharge amount adjusting mechanism provided in the supply flow path for adjusting the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle, and a discharge port communicating with the outside. A discharge flow path that branches from a downstream side of the supply flow path where the discharge amount adjusting mechanism is provided and has a flow path cross-sectional area larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle, the supply flow path, and the above The control includes a discharge control mechanism capable of switching between a state in which the outside communicates with the outside through the discharge flow path and a state in which the discharge control mechanism does not communicate with the outside, and a control unit for controlling the discharge amount adjusting mechanism and the discharge control mechanism. The unit stopped the discharge of the modeling material from the nozzle by controlling the discharge amount adjusting mechanism, and then communicated the supply flow path with the outside by controlling the discharge control mechanism. A maintenance process is performed in which the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port and discharged from the discharge port to the outside through the discharge flow path.
According to such a form, the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port, and the taken-in purge material can be discharged from the discharge port to the outside through the discharge flow path. Therefore, the modified material remaining in the nozzle can be efficiently discharged from the discharge port to the outside together with the purge material, and it is possible to prevent the modified material from clogging the nozzle.

(2)上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記メンテナンス処理において、前記外部の前記パージ材料を前記吐出口から取り入れてもよい。このような形態によれば、簡易な構成によって、ノズルに残った変性材料を、パージ材料とともに排出口から外部へと効率的に排出できる。 (2) In the three-dimensional modeling apparatus of the above-described embodiment, the control unit may take in the external purge material from the discharge port in the maintenance process. According to such a form, the modified material remaining in the nozzle can be efficiently discharged from the discharge port to the outside together with the purge material by a simple configuration.

(3)上記形態の三次元造形装置は、更に、前記供給流路のうち前記排出流路が分岐する位置よりも上流から分岐する分岐流路と、前記分岐流路と前記吐出口とを、前記供給流路を介さずに連通させることが可能なバイパス流路と、を備え、前記制御部は、前記メンテナンス処理において、前記溶融部と前記分岐流路とが前記供給流路を介して連通し、かつ、前記バイパス流路を介して前記分岐流路と前記吐出口とを連通させた状態とし、かつ、前記溶融部から前記分岐流路を介して前記バイパス流路へと流れたパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出してもよい。
このような形態によれば、バイパス流路を流れるパージ材料Pの流れを利用して、ノズルに残っている変性材料を、パージ材料とともに排出口から外部へと効率的に排出できる。
(3) The three-dimensional modeling apparatus of the above-described form further has a branch flow path that branches from the upstream of the position where the discharge flow path branches in the supply flow path, and the branch flow path and the discharge port. The control unit includes a bypass flow path that can be communicated without passing through the supply flow path, and the control unit communicates the melting unit and the branch flow path through the supply flow path in the maintenance process. However, the purge material is in a state where the branch flow path and the discharge port are communicated with each other via the bypass flow path, and the purge material flows from the melted portion to the bypass flow path via the branch flow path. May be taken in from the discharge port and discharged from the discharge port to the outside through the discharge flow path.
According to such a form, the modified material remaining in the nozzle can be efficiently discharged from the discharge port to the outside together with the purge material by utilizing the flow of the purge material P flowing through the bypass flow path.

(4)上記形態の三次元造形装置において、前記パージ材料として、前記溶融部で生成された前記造形材料を用いてもよい。このような形態によれば、造形処理とメンテナンス処理とで用いる材料を変更することなく、造形処理とメンテナンス処理とを行うことができる。 (4) In the three-dimensional modeling apparatus of the above-described embodiment, the modeling material produced in the molten portion may be used as the purge material. According to such a form, the modeling process and the maintenance process can be performed without changing the materials used in the modeling process and the maintenance process.

(5)上記形態の三次元造形装置において、前記吐出量調節機構は、前記供給流路と前記分岐流路との分岐点に設けられた三方弁であって、前記溶融部および前記ノズルが前記供給流路を介して連通し、かつ、前記溶融部および前記分岐流路が前記供給流路を介して連通しない第1状態と、前記溶融部および前記ノズルが前記供給流路を介して連通せず、かつ、前記溶融部および前記分岐流路が前記供給流路を介して連通する第2状態と、前記溶融部および前記ノズルが前記供給流路を介して連通せず、かつ、前記溶融部および前記分岐流路が前記供給流路を介して連通しない第3状態と、に切り替え可能であり、前記制御部は、前記吐出量調節機構を前記第2状態に切り替えることによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させてもよい。このような形態によれば、簡易な構成で、ノズルから吐出する造形材料の流量の調節と、供給流路から分岐流路へと流れるパージ材料の流量の調節と、を行うことができる。 (5) In the three-dimensional modeling apparatus of the above embodiment, the discharge amount adjusting mechanism is a three-way valve provided at a branch point between the supply flow path and the branch flow path, and the melting portion and the nozzle are the same. The first state in which the molten portion and the branch flow path do not communicate with each other through the supply flow path and the molten portion and the nozzle communicate with each other through the supply flow path. The second state in which the melted portion and the branch flow path communicate with each other through the supply flow path, and the melted portion and the nozzle do not communicate with each other through the supply flow path, and the melted portion does not communicate with each other. The branch flow path can be switched to a third state in which the branch flow path does not communicate with the supply flow path, and the control unit switches the discharge amount adjusting mechanism to the second state from the nozzle. The discharge of the modeling material may be stopped. According to such a form, it is possible to adjust the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle and the flow rate of the purge material flowing from the supply flow path to the branch flow path with a simple configuration.

(6)上記形態の三次元造形装置は、更に、前記排出流路に、前記供給流路内の前記パージ材料を前記排出流路内へと吸引する吸引機構を備え、前記制御部は、前記吸引機構を制御することによって、前記吐出口から取り入れた前記パージ材料を前記排出流路内に吸引した後、前記排出制御機構を制御することによって、前記排出流路を介して前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記吸引機構を制御することによって、前記パージ材料を前記排出口に圧送して前記外部へと排出してもよい。このような形態によれば、吸引機構を制御することによって、効率的に、パージ材料を吐出口から取り入れ、排出流路を介して排出口から排出することができる。 (6) The three-dimensional modeling apparatus of the above embodiment further includes a suction mechanism for sucking the purge material in the supply flow path into the discharge flow path in the discharge flow path, and the control unit is the control unit. By controlling the suction mechanism, the purge material taken in from the discharge port is sucked into the discharge flow path, and then by controlling the discharge control mechanism, the purge material is brought into the supply flow path via the discharge flow path. The purge material may be pumped to the discharge port and discharged to the outside by keeping the state of communication with the outside and controlling the suction mechanism. According to such a form, by controlling the suction mechanism, the purge material can be efficiently taken in from the discharge port and discharged from the discharge port through the discharge flow path.

(7)上記形態の三次元造形装置において、前記吸引機構は、プランジャーであってもよい。このような形態によれば、簡易な構成で、メンテナンス処理におけるパージ材料の吸引と圧送、および、造形中の造形材料の尾切りを行うことができる。 (7) In the three-dimensional modeling apparatus of the above-described embodiment, the suction mechanism may be a plunger. According to such a form, it is possible to suck and pump the purge material in the maintenance process and to cut the tail of the modeling material during the modeling with a simple configuration.

(8)上記形態の三次元造形装置において、前記溶融部は、フラットスクリューを有していてもよい。このような形態の材料吐出装置によれば、小型なフラットスクリューによって造形材料を生成するため、材料吐出装置を小型化できる。 (8) In the three-dimensional modeling apparatus of the above-described embodiment, the molten portion may have a flat screw. According to the material discharge device of such a form, since the modeling material is generated by a small flat screw, the material discharge device can be miniaturized.

(9)本開示の第2の形態によれば、三次元造形に用いられる材料吐出装置が提供される。この材料吐出装置は、材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、前記供給流路に連通し、前記造形材料を吐出する吐出口を有するノズルと、前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、外部に連通する排出口を有し、前記供給流路のうち前記吐出量調節機構が設けられた位置よりも下流から分岐し、前記ノズルの最小流路断面積よりも大きい流路断面積を有する排出流路と、前記供給流路と前記外部とが、前記排出流路を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替え可能な排出制御機構と、前記吐出量調節機構および前記排出制御機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記吐出量調節機構を制御することによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させた後、前記排出制御機構を制御することによって前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記ノズルを洗浄するパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出するメンテナンス処理を実行する。
このような形態の材料吐出装置によれば、ノズルを洗浄するパージ材料を吐出口から取り入れ、取り入れたパージ材料を、排出流路を介して排出口から外部へと排出できる。そのため、ノズルに残った変性材料を、パージ材料とともに排出口から外部へと効率的に排出でき、変性材料がノズルを詰まらせることを抑制できる。
(9) According to the second aspect of the present disclosure, a material discharge device used for three-dimensional modeling is provided. This material discharge device communicates with a melting portion that melts the material into a modeling material, communicates with the melting portion, communicates with a supply flow path through which the modeling material flows, and communicates with the supply flow path, and discharges the modeling material. Of the supply flow paths, the nozzle having a discharge port, a discharge amount adjusting mechanism provided in the supply flow path and adjusting the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle, and a discharge port communicating with the outside are provided. The discharge flow path, which branches from the downstream side from the position where the discharge amount adjusting mechanism is provided and has a flow path cross-sectional area larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle, and the supply flow path and the outside are the same. A discharge control mechanism capable of switching between a state of communicating through a discharge flow path and a state of not communicating with each other, and a control unit for controlling the discharge amount adjusting mechanism and the discharge control mechanism are provided, and the control unit comprises the discharge. By controlling the amount adjusting mechanism, the discharge of the modeling material from the nozzle is stopped, and then by controlling the discharge control mechanism, the supply flow path and the outside are made to communicate with each other. A maintenance process is performed in which the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port and discharged from the discharge port to the outside through the discharge flow path.
According to the material discharge device of such a form, the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port, and the taken-in purge material can be discharged from the discharge port to the outside through the discharge flow path. Therefore, the modified material remaining in the nozzle can be efficiently discharged from the discharge port to the outside together with the purge material, and it is possible to prevent the modified material from clogging the nozzle.

本開示は、上述した三次元造形装置や材料吐出装置に限らず、種々の態様で実現可能である。例えば、三次元造形物の造形方法や、三次元造形装置の制御方法、三次元造形装置のメンテナンス方法、材料吐出装置のメンテナンス方法、三次元造形物を造形するためのコンピュータープログラム、コンピュータープログラムを記録した一時的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。 The present disclosure is not limited to the above-mentioned three-dimensional modeling apparatus and material ejection apparatus, and can be realized in various aspects. For example, recording a 3D modeling method, a 3D modeling device control method, a 3D modeling device maintenance method, a material discharge device maintenance method, a computer program for modeling a 3D model, and a computer program. It can be realized in the form of a non-temporary tangible recording medium or the like.

20…材料供給部、22…連通路、30…溶融部、31…スクリューケース、32…駆動モーター、40…フラットスクリュー、42…溝部、43…凸条部、44…材料流入口、45…中央部、48…溝形成面、50…スクリュー対面部、52…スクリュー対向面、54…案内溝、56…連通孔、58…ヒーター、60,60b,61…供給流路、62…分岐流路、63…接続部、65…ノズル、67…吐出口、70…吐出量調節機構、71…弁部、72…流通路、80…排出流路、81…第1流路、82…第2流路、85…排出口、86…三方弁、87…軸部、88…弁内流通路、90…吸引機構、91…シリンダー、92…プランジャー、93…プランジャー駆動部、95…電磁弁、100,100b,100c…三次元造形装置、200…造形ユニット、300…ステージ、310…造形面、400…移動機構、600…排出材料収容部、650…パージ材料貯留部、700…制御部、800…バイパス流路、810…バイパス入口、820…バイパス出口 20 ... Material supply part, 22 ... Communication passage, 30 ... Melting part, 31 ... Screw case, 32 ... Drive motor, 40 ... Flat screw, 42 ... Groove part, 43 ... Convex part, 44 ... Material inlet, 45 ... Center Part, 48 ... Groove forming surface, 50 ... Screw facing portion, 52 ... Screw facing surface, 54 ... Guide groove, 56 ... Communication hole, 58 ... Heater, 60, 60b, 61 ... Supply flow path, 62 ... Branch flow path, 63 ... Connection part, 65 ... Nozzle, 67 ... Discharge port, 70 ... Discharge amount adjustment mechanism, 71 ... Valve part, 72 ... Flow passage, 80 ... Discharge flow path, 81 ... First flow path, 82 ... Second flow path , 85 ... Discharge port, 86 ... Three-way valve, 87 ... Shaft, 88 ... Valve internal flow path, 90 ... Suction mechanism, 91 ... Cylinder, 92 ... Plunger, 93 ... Plunger drive, 95 ... Solenoid valve, 100 , 100b, 100c ... Three-dimensional modeling device, 200 ... Modeling unit, 300 ... Stage, 310 ... Modeling surface, 400 ... Moving mechanism, 600 ... Discharge material storage unit, 650 ... Purge material storage unit, 700 ... Control unit, 800 ... Bypass flow path, 810 ... Bypass inlet, 820 ... Bypass exit

Claims (10)

材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、
前記供給流路に連通し、前記造形材料をステージに向かって吐出する吐出口を有するノズルと、
前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、
外部に連通する排出口を有し、前記供給流路のうち前記吐出量調節機構が設けられた位置よりも下流から分岐し、前記ノズルの最小流路断面積よりも大きい流路断面積を有する排出流路と、
前記供給流路と前記外部とが、前記排出流路を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替え可能な排出制御機構と、
前記吐出量調節機構および前記排出制御機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記吐出量調節機構を制御することによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させた後、
前記排出制御機構を制御することによって前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記ノズルを洗浄するパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出するメンテナンス処理を実行する、
三次元造形装置。
A melted part that melts the material into a modeling material,
A supply flow path that communicates with the molten portion and allows the modeling material to flow,
A nozzle having a discharge port that communicates with the supply flow path and discharges the modeling material toward the stage.
A discharge amount adjusting mechanism provided in the supply flow path and adjusting the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle.
It has a discharge port that communicates with the outside, branches from the downstream of the position where the discharge amount adjusting mechanism is provided in the supply flow path, and has a flow path cross-sectional area larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle. Discharge flow path and
An discharge control mechanism capable of switching between a state in which the supply flow path and the outside communicate with each other via the discharge flow path and a state in which the outside does not communicate with each other.
The discharge amount adjusting mechanism and the control unit for controlling the discharge control mechanism are provided.
The control unit
After stopping the discharge of the modeling material from the nozzle by controlling the discharge amount adjusting mechanism,
By controlling the discharge control mechanism, the supply flow path and the outside are communicated with each other, and the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port and discharged through the discharge flow path. Execute the maintenance process to discharge from the outlet to the outside,
Three-dimensional modeling device.
請求項1に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記メンテナンス処理において、前記外部の前記パージ材料を前記吐出口から取り入れる、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1.
The control unit is a three-dimensional modeling device that takes in the external purge material from the discharge port in the maintenance process.
請求項1に記載の三次元造形装置であって、
前記供給流路のうち前記排出流路が分岐する位置よりも上流から分岐する分岐流路と、
前記分岐流路と前記吐出口とを、前記供給流路を介さずに連通させることが可能なバイパス流路と、を備え、
前記制御部は、前記メンテナンス処理において、前記溶融部と前記分岐流路とが前記供給流路を介して連通し、かつ、前記バイパス流路を介して前記分岐流路と前記吐出口とを連通させた状態とし、かつ、前記溶融部から前記分岐流路を介して前記バイパス流路へと流れたパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出する、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1.
Of the supply flow paths, a branch flow path that branches from the upstream of the position where the discharge flow path branches, and
A bypass flow path capable of communicating the branch flow path and the discharge port without passing through the supply flow path is provided.
In the maintenance process, the control unit communicates the melting unit and the branch flow path through the supply flow path, and communicates the branch flow path and the discharge port via the bypass flow path. The purge material that has flowed from the molten portion to the bypass flow path through the branch flow path is taken in from the discharge port, and is taken in from the discharge port to the outside through the discharge flow path. A three-dimensional modeling device that discharges.
請求項3に記載の三次元造形装置であって、
前記パージ材料として、前記溶融部で生成された前記造形材料を用いる、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3.
A three-dimensional modeling apparatus using the modeling material generated in the molten portion as the purge material.
請求項3または請求項4に記載の三次元造形装置であって、
前記吐出量調節機構は、前記供給流路と前記分岐流路との分岐点に設けられた三方弁であって、前記溶融部および前記ノズルが前記供給流路を介して連通し、かつ、前記溶融部および前記分岐流路が前記供給流路を介して連通しない第1状態と、前記溶融部および前記ノズルが前記供給流路を介して連通せず、かつ、前記溶融部および前記分岐流路が前記供給流路を介して連通する第2状態と、前記溶融部および前記ノズルが前記供給流路を介して連通せず、かつ、前記溶融部および前記分岐流路が前記供給流路を介して連通しない第3状態と、に切り替え可能であり、
前記制御部は、前記吐出量調節機構を前記第2状態に切り替えることによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させる、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3 or 4.
The discharge amount adjusting mechanism is a three-way valve provided at a branch point between the supply flow path and the branch flow path, and the melting portion and the nozzle communicate with each other via the supply flow path, and the discharge amount adjusting mechanism is described. The first state in which the melting part and the branch flow path do not communicate with each other through the supply flow path, and the melting part and the nozzle do not communicate with each other through the supply flow path, and the melting part and the branch flow path do not communicate with each other. In the second state in which the melted portion and the nozzle communicate with each other through the supply flow path, the molten portion and the nozzle do not communicate with each other through the supply flow path, and the molten portion and the branch flow path pass through the supply flow path. It is possible to switch to the third state, which does not communicate with each other.
The control unit is a three-dimensional modeling device that stops the discharge of the modeling material from the nozzle by switching the discharge amount adjusting mechanism to the second state.
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記排出流路に、前記供給流路内の前記パージ材料を前記排出流路内へと吸引する吸引機構を備え、
前記制御部は、
前記吸引機構を制御することによって、前記吐出口から取り入れた前記パージ材料を前記排出流路内に吸引した後、
前記排出制御機構を制御することによって、前記排出流路を介して前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記吸引機構を制御することによって、前記パージ材料を前記排出口に圧送して前記外部へと排出する、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 5.
The discharge flow path is provided with a suction mechanism for sucking the purge material in the supply flow path into the discharge flow path.
The control unit
By controlling the suction mechanism, the purge material taken in from the discharge port is sucked into the discharge flow path, and then the purge material is sucked into the discharge flow path.
By controlling the discharge control mechanism, the supply flow path and the outside are communicated with each other via the discharge flow path, and by controlling the suction mechanism, the purge material is brought into the discharge port. A three-dimensional modeling device that is pumped to the outside and discharged to the outside.
請求項6に記載の三次元造形装置であって、
前記吸引機構は、プランジャーである、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 6.
The suction mechanism is a three-dimensional modeling device that is a plunger.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記溶融部は、フラットスクリューを有する、三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 7.
The molten portion is a three-dimensional modeling apparatus having a flat screw.
三次元造形に用いられる材料吐出装置であって、
材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、
前記供給流路に連通し、前記造形材料を吐出する吐出口を有するノズルと、
前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、
外部に連通する排出口を有し、前記供給流路のうち前記吐出量調節機構が設けられた位置よりも下流から分岐し、前記ノズルの最小流路断面積よりも大きい流路断面積を有する排出流路と、
前記供給流路と前記外部とが、前記排出流路を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替え可能な排出制御機構と、
前記吐出量調節機構および前記排出制御機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記吐出量調節機構を制御することによって、前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させた後、
前記排出制御機構を制御することによって前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記ノズルを洗浄するパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出するメンテナンス処理を実行する、材料吐出装置。
A material discharge device used for three-dimensional modeling.
A melted part that melts the material into a modeling material,
A supply flow path that communicates with the molten portion and allows the modeling material to flow,
A nozzle having a discharge port that communicates with the supply flow path and discharges the modeling material,
A discharge amount adjusting mechanism provided in the supply flow path and adjusting the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle.
It has a discharge port that communicates with the outside, branches from the downstream of the position where the discharge amount adjusting mechanism is provided in the supply flow path, and has a flow path cross-sectional area larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle. Discharge flow path and
An discharge control mechanism capable of switching between a state in which the supply flow path and the outside communicate with each other via the discharge flow path and a state in which the outside does not communicate with each other.
The discharge amount adjusting mechanism and the control unit for controlling the discharge control mechanism are provided.
The control unit
After stopping the discharge of the modeling material from the nozzle by controlling the discharge amount adjusting mechanism,
By controlling the discharge control mechanism, the supply flow path and the outside are communicated with each other, and the purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port and discharged through the discharge flow path. A material discharge device that executes a maintenance process for discharging from an outlet to the outside.
材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、
前記供給流路に連通し、前記造形材料を吐出する吐出口を有するノズルと、
前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、
外部に連通する排出口を有し、前記供給流路のうち前記吐出量調節機構が設けられた位置よりも下流から分岐し、前記ノズルの最小流路断面積よりも大きい流路断面積を有する排出流路と、
前記供給流路と前記外部とが、前記排出流路を介して連通する状態と連通しない状態とを切り替え可能な排出制御機構と、を有する三次元造形に用いられる材料吐出装置のメンテナンス方法であって、
前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止させた後、
前記供給流路と前記外部とを連通させた状態とし、かつ、前記ノズルを洗浄するパージ材料を前記吐出口から取り入れて、前記排出流路を介して前記排出口から前記外部へと排出する、
メンテナンス方法。
A melted part that melts the material into a modeling material,
A supply flow path that communicates with the molten portion and allows the modeling material to flow,
A nozzle having a discharge port that communicates with the supply flow path and discharges the modeling material,
A discharge amount adjusting mechanism provided in the supply flow path and adjusting the flow rate of the modeling material discharged from the nozzle.
It has a discharge port that communicates with the outside, branches from the downstream of the position where the discharge amount adjusting mechanism is provided in the supply flow path, and has a flow path cross-sectional area larger than the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle. Discharge flow path and
It is a maintenance method of a material discharge device used for three-dimensional modeling, which has a discharge control mechanism capable of switching between a state in which the supply flow path and the outside communicate with each other through the discharge flow path and a state in which the outside does not communicate with each other. hand,
After stopping the discharge of the modeling material from the nozzle,
A state in which the supply flow path and the outside are communicated with each other, and a purge material for cleaning the nozzle is taken in from the discharge port and discharged from the discharge port to the outside through the discharge flow path.
Maintenance method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112936858A (en) * 2021-03-25 2021-06-11 赛箔(上海)智能科技有限公司 Intelligent photocuring bioprinter
US11999111B2 (en) 2021-08-27 2024-06-04 Seiko Epson Corporation Method for manufacturing three-dimensional shaped object, three-dimensional shaping system, and information processing apparatus

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