JP2021138063A - 造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】台の面に沿う造形材の層を積層する積層部のみで造形物を形成する構成と比して、形成される造形物の積層方向の強度を高くすること。【解決手段】面１２ａを有するステージ１２と、面１２ａに沿う造形材の層Ｌを積層して積層物ＭＬを形成する積層部２０と、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断するように前記積層物ＭＬの側面Ｓに沿って移動しながら側面Ｓに向けて造形材を吐出することで、側面Ｓに層造形材の縦層ＶＬを形成する形成部４０と、を備える造形装置１０。【選択図】図１

Description

本発明は、造形装置に関する。

特許文献１には、絶縁性を有する第１の材料が開口部を有して積層され、前記開口部は上下に隣接する層の開口部と平面視で共通部分を有する積層部と、前記開口部を貫通し、貫通した端の前記開口部で先端が露出している導電性の一体構造を有する配線部と、を有する配線構造体が記載されている。

特開２０１８−０４９８５４号公報

本発明は、台の面に沿う造形材の層を積層する積層部のみで造形物を形成する構成と比して、形成される造形物の積層方向の強度を高くすることを目的とする。

第１態様に記載の造形装置は、面を有する台と、前記面に沿う造形材の層を積層して積層物を形成する積層部と、前記積層物を成す複数の層を前記積層物の積層方向に横断するように前記積層物の側面に沿って移動しながら該側面に向けて造形材を吐出することで、該側面に沿う造形材の層を形成する形成部と、を備える。

第２態様に記載の造形装置は、第１態様に記載の造形装置において、前記積層部は、造形材を前記面に向けて吐出する第一吐出部と、前記第一吐出部を前記面に対して相対移動させる第一移動部と、を含み、前記形成部は、造形材を前記側面に向けて吐出する第二吐出部と、前記第二吐出部を前記側面に対して相対移動させる第二移動部と、を含む。

第３態様に記載の造形装置は、第２態様に記載の造形装置において、前記第一移動部及び第二移動部は、前記第一吐出部による造形材の吐出方向及び前記第二吐出部による造形材の吐出方向に交差する交差方向に前記面を移動させる面移動部を、前記第一吐出部及び前記第二吐出部に対して前記面を前記交差方向に相対移動させる移動部として共用している。

第４態様に記載の造形装置は、第３態様に記載の造形装置において、前記面移動部は、前記面を前記交差方向において往復移動可能である。

第５態様に記載の造形装置は、第１態様〜第４態様の何れか一態様に記載の造形装置において、前記積層物の、前記形成部に対する向きを変更する変更部をさらに備える。

第６態様に記載の造形装置は、第５態様に記載の造形装置において、前記変更部は、前記積層物が形成されている前記面を前記面と交差する軸まわりに回転させることで前記向きを変更する。

第７態様に記載の造形装置は、第１態様〜第６態様の何れか一態様に記載の造形装置において、前記形成部は、鉛直方向に対する造形材の吐出角度を変化させる変化部を備える。

第８態様に記載の造形装置は、第１態様〜第７態様の何れか一態様に記載の造形装置において、前記積層部は、前記面にサポート層を形成してから、前記サポート層の上に積層物を形成する。

第９態様に記載の造形装置は、第１態様〜第８態様の何れか一態様に記載の造形装置において、前記造形材は、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントである。

第１態様の造形装置によれば、台の面に沿う造形材の層を積層する積層部のみで造形物を形成する構成と比して、形成される造形物の積層方向の強度が高くなる。

第２態様の造形装置によれば、六軸以上の垂直多関節ロボットで１つの吐出部を移動させて積層物及び積層物の側面に沿う層を形成する構成と比して、安価な造形装置が得られる。

第３態様の造形装置によれば、第一吐出部及び第二吐出部を交差方向に移動させる移動部が、第一移動部及び第二移動部にそれぞれ個別に備えられている構成と比して、第一移動部及び第二移動部を簡易な構成にすることができる。

第４態様の造形装置によれば、積層物を形成した後に、積層物の側面に沿う層を形成することができる。

第５態様の造形装置によれば、積層物の側面の広い範囲に、該側面に沿う層を形成することができる。

第６態様の造形装置によれば、形成部を積層物のまわりで移動させる構成と比して、変更部を簡易な構成にすることができる。

第７態様の造形装置によれば、積層物における台の面近傍の部位に、積層物の側面に沿う層を形成することができる。

第８態様の造形装置によれば、積層物における台の面近傍の部位に、積層物の側面に沿う層を形成することができる。

第９態様の造形装置によれば、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントで形成される造形物の、積層方向の強度が高くなる。

第一実施形態に係る造形装置を示す概略構成図である。 第一実施形態に係る第一吐出部又は第二吐出部を示す概略構成図である。 第一実施形態に係る造形物を示す斜視図である。 第二実施形態に係る造形装置を示す概略構成図である。

＜第一実施形態＞
まず、本発明の第一実施形態に係る造形装置の一例について、図１及び図２に基づいて説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。

（造形装置１０）
造形装置１０は、溶解積層方式（ＦＤＭ方式（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ））の三次元造形装置（３Ｄプリンタ）であって、複数の層の層データに従って、層を複数重ねることで、造形物ＳＤを形成する装置である。

造形装置１０は、図１に示されるように、ステージ１２と、ステージ移動部１４と、積層部２０と、形成部４０と、供給部（図示省略）と、制御部（図示省略）と、筐体（図示省略）と、を備える。供給部（図示省略）は、造形物ＳＤを成す造形材を、積層部２０及び形成部４０に供給する。制御部（図示省略）は、造形物ＳＤの三次元データから作成された複数の層データに従って、造形装置１０の全体の動作を制御する。積層部２０及び形成部４０の詳細については後述する。

（造形物）
造形物ＳＤは、ステージ１２の後述する面１２ａ上に、積層部２０及び形成部４０によって形成される。造形物ＳＤは、積層部２０によって形成された積層物ＭＬと、形成部４０によって形成された縦層ＶＬと、から成る。

（積層物）
積層物ＭＬは、ステージ１２の面１２ａ上に、積層部２０によって形成された、面１２ａに沿う造形材の層Ｌが積層されて成る立体物である。積層物ＭＬは、例えば直方体の形状を有する。積層物ＭＬの４つの側面は、側面Ｓとされる。なお、積層物ＭＬの形状は、直方体の形状に限定されない。

（縦層）
縦層ＶＬは、積層物ＭＬの側面Ｓ上に、形成部４０によって形成された、側面Ｓに沿う造形材の層である。縦層ＶＬは、例えば、装置奥行方向に向かって装置上下方向に蛇行して、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断して延びる造形材から成るものである（図３参照）。なお、縦層ＶＬは、例えば、装置上下方向に向かって装置奥行方向に蛇行して、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断して延びる造形材から成るものであってもよい。また、縦層ＶＬは、側面Ｓ上において、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断する渦巻き状に延びる造形材から成るものであってもよい。縦層ＶＬは、積層物の側面に沿う造形材の層の一例である。

（造形材）
実施形態において、積層物ＭＬ及び縦層ＶＬを成す造形材は、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントである。連続繊維の束は、例えば太さ０．７ｍｍの炭素繊維３０００本を直径０．４ｍｍの円形状に束ねることで成されている。樹脂は、例えばポリオレフィン等の熱可塑性樹脂である。造形材は、例えば２つのリールのそれぞれに予め巻かれた状態で供給部（図示省略）に装着されて、それぞれのリールから積層部２０及び形成部４０のそれぞれに供給される。

（ステージ）
ステージ１２は、後述する積層部２０の下方であって、形成部４０に対して装置幅方向における一方側に配置され、上方を向く水平面である面１２ａを有する平板状の部材である。ステージ１２は、台の一例である。

（ステージ移動部）
ステージ移動部１４は、並進移動部１４ａと、回転リフト部１４ｂと、を含んで構成されている機構であり、ステージ１２を積層部２０及び形成部４０に対して相対移動させる。

（並進移動部）
並進移動部１４ａは、例えばステージ１２の下方に配置された、装置奥行方向に可動である可動部を有するリニアアクチュエータ及びリニアガイドを含んで構成されている機構である。並進移動部１４ａの可動部は、ステージ１２の装置幅方向両端部の下面に、ステージ１２に対して脱着可能な状態で配置されている。並進移動部１４ａの可動部がステージ１２の下面と接触しているとき、例えば位置決めピン等の位置決め手段によって、ステージ１２は、並進移動部１４ａの可動部に対して装置奥行方向及び装置幅方向において固定されている。また、このとき、並進移動部１４ａの可動部が装置奥行方向に移動すると、ステージ１２は、該可動部と共に装置奥行方向に移動する。第一実施形態において、並進移動部１４ａは、ステージ１２の面１２ａを装置奥行方向に往復移動可能な構成を有する（図３参照）。並進移動部１４ａは、面移動部の一例である。

（回転リフト部）
回転リフト部１４ｂは、ステージ１２の下方に配置されており、回転駆動部１４ｃと、リフト部１４ｄと、を含んで構成されている機構である。回転駆動部１４ｃは、例えば鉛直軸まわりの回転軸を有するモータ等を含んで構成されている。リフト部１４ｄは、回転駆動部１４ｃから上方に突出している、装置上下方向に伸縮可能なリフトである。リフト部１４ｄは、装置上方向に伸びることで、ステージ１２を持ち上げて並進移動部１４ａに対して離間させる。また、リフト部１４ｄがステージ１２を持ち上げているとき、リフト部１４ｄが装置下方向に縮むことで、ステージ１２を下ろして並進移動部１４ａに装着させる。

リフト部１４ｄは、回転駆動部１４ｃによって鉛直軸まわりに回転可能である。リフト部１４ｄが装置上方向に延びてステージ１２を持ち上げているとき、回転駆動部１４ｃによって回転すると、リフト部１４ｄに持ち上げられているステージ１２の面１２ａは、鉛直軸まわり、すなわち面１２ａと交差する軸周りに回転する。このとき、面１２ａ上に形成された積層物ＭＬの、形成部４０に対する向きが変更される。回転リフト部１４ｂは、変更部の一例である。

回転リフト部１４ｂは、ステージ１２を持ち上げて回転した状態から、ステージ１２を下ろして並進移動部１４ａに装着させる。このとき、ステージ１２は、並進移動部１４ａの可動部に対して装置奥行方向及び装置幅方向において固定されている。

（積層部）
積層部２０は、第一吐出部２２と、支持部２４と、水平面フレーム２６と、第一移動部２８と、を含んで構成されている。積層部２０は、ステージ１２の面１２ａ上に、面１２ａに沿う造形材の層Ｌを積層して積層物ＭＬを形成する。支持部２４は、例えば装置上下方向に延びる棒状の部材であり、下端部で第一吐出部２２を支持している。支持部２４の上端部は、後述する第一移動部２８と連結されている。水平面フレーム２６は、支持部２４の上方に配置されており、造形装置１０の筐体（図示省略）に支持されている、水平面に沿って拡がる矩形枠状の部材である。

（第一吐出部）
第一吐出部２２は、上部を支持部２４に支持された、例えばノズル状の部材である。第一吐出部２２は、供給部（図示省略）から巻き出しロール（図示省略）を経由して供給された造形材を、ヒータ２３（図２参照）で加熱して融解させた状態で、ノズルの吐出口からステージ１２の面１２ａに向けて吐出する。第一吐出部２２は、引出ロール対２２ａ（図２参照）と、加圧ロール２２ｂと、を備える。引出ロール対２２ａは、巻き出しロール（図示省略）から引き出された造形材を挟持しており、該造形材を第一吐出部２２の吐出口に向けて引き出すことで、第一吐出部２２から吐出させる一対のロール部材である。加圧ロール２２ｂは、第一吐出部２２から吐出された造形材を、ステージ１２又は造形材の層Ｌに押し付けることで加圧するロール部材である。

（第一移動部）
第一移動部２８は、例えば水平面フレーム２６内に設けられた複数のリニアアクチュエータ（図示省略）を含んで構成されて、装置幅方向及び装置上下方向に移動可能な可動部を有する機構である。第一移動部２８の可動部は、支持部２４の上端部と連結されている。第一移動部２８は、支持部２４及び第一吐出部２２を、ステージ１２の面１２ａに対して相対移動させる。具体的には、第一移動部２８の可動部が装置上下方向に移動すると、第一吐出部２２は、該可動部と共に装置上下方向に移動する。また、第一移動部２８の可動部が装置幅方向に移動すると、第一吐出部２２は、該可動部と共に装置幅方向に移動する。なお、装置奥行方向における、第一吐出部２２の、ステージ１２に対する相対移動は、ステージ移動部１４によって為される。換言すると、第一移動部２８は、ステージ１２の面１２ａを第一吐出部２２に対して装置奥行方向に相対移動させる移動部として、ステージ移動部１４を使用している。

（形成部）
形成部４０は、ステージ１２に対して装置幅方向における他方側に配置されており、第二吐出部４２と、支持部４４と、鉛直面フレーム４６と、第二移動部４８と、を含んで構成されている。形成部４０は、積層部２０が形成した積層物ＭＬの、形成部４０と対向している側面Ｓ上に、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断するように該側面Ｓに沿って移動しながら該側面Ｓに向けて造形材を吐出することで、縦層ＶＬを形成する。実施形態においては、形成部４０は、装置奥行方向に向かって積層物ＭＬの積層方向に蛇行して、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断するように移動しながら側面Ｓに向けて造形材を吐出する。なお、形成部４０は、積層物ＭＬの積層方向に向かって装置奥行方向に蛇行して、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断するように移動しながら造形材を吐出してもよい。また、形成部４０は、側面Ｓ上において、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断する渦巻き状に移動しながら造形材を吐出してもよい。鉛直面フレーム４６は、造形装置１０の筐体（図示省略）に支持されている、装置奥行方向及び装置上下方向に沿って拡がる矩形枠状の部材である。

（第二吐出部）
第二吐出部４２は、鉛直面フレーム４６に対して装置幅方向における一方側に配置された、例えばノズル状の部材である。第二吐出部４２は、供給部（図示省略）から巻き出しロール（図示省略）を経由して供給された造形材を、ヒータ３３（図２参照）で加熱して融解させた状態で、吐出口から側面Ｓに向けて吐出する。すなわち、形成部４０による造形材の吐出方向は、積層部２０の造形材の吐出方向と交差している。なお、形成部４０による造形材の吐出方向は、積層部２０の造形材の吐出方向と交差して且つ側面Ｓに向いているのであれば、水平方向に対して傾斜している方向であってもよい。第二吐出部４２は、引出ロール対４２ａ（図２参照）と、加圧ロール４２ｂと、を備える。引出ロール対４２ａは、巻き出しロール（図示省略）から供給された造形材を挟持しており、該造形材を第二吐出部４２の吐出口に向けて引き出すことで、第二吐出部４２から吐出させる、一対のロール部材である。加圧ロール４２ｂは、第二吐出部４２から吐出された造形材を、積層物ＭＬの側面Ｓに押し付けることで加圧するロール部材である。

（支持部）
支持部４４は、第二吐出部４２と鉛直面フレーム４６との間に配置されており、第一アーム部４４ａと、関節部４４ｂと、第二アーム部４４ｃと、を含んで構成されている。支持部４４は、第二吐出部４２を支持している。第一アーム部４４ａは、装置幅方向に延びる棒状の部材であり、装置幅方向における他方側の端部が後述する第二移動部４８と連結されている。関節部４４ｂは、第一アーム部４４ａの装置幅方向における他方側の端部に配置されており、装置奥行方向の回転軸を有する図示しないモータ等を含んで構成されている。第二アーム部４４ｃは、第二吐出部４２を関節部４４ｂと連結させている、棒状の部材である。支持部４４は、関節部４４ｂに設けられた図示しないモータの回転に伴って、第二吐出部４２の、鉛直方向に対する造形材の吐出角度を変化させる。関節部４４ｂは、変化部の一例である。

（第二移動部）
第二移動部４８は、例えば鉛直面フレーム４６に設けられた複数のリニアアクチュエータ（図示省略）を含んで構成されて、装置幅方向及び装置上下方向に移動可能な可動部を有する機構である。第二移動部４８の可動部は、第一アーム部４４ａの装置幅方向における他方側の端部と連結されている。第二移動部４８は、支持部４４及び第二吐出部４２を、ステージ１２及びステージ１２の面１２ａ状に形成された積層物ＭＬの側面Ｓに対して相対移動させる。具体的には、第二移動部４８の可動部が装置上下方向に移動すると、第二吐出部４２は、該可動部と共に装置上下方向に移動する。また、第二移動部４８の可動部が装置幅方向に移動すると、第二吐出部４２は、該可動部と共に装置幅方向に移動する。なお、装置奥行方向における、第二吐出部４２の、ステージ１２及び側面Ｓに対する相対移動は、ステージ移動部１４によって為される。換言すると、第二移動部４８は、ステージ１２の面１２ａを第二吐出部４２に対して装置奥行方向に相対移動させる移動部として、ステージ移動部１４を使用している。すなわち、第一移動部２８及び第二移動部４８は、ステージ１２の面１２ａを第一吐出部２２及び第二吐出部４２に対して装置奥行方向に相対移動させる移動部として、ステージ移動部１４を共用している。

（造形物の造形方法）
次に、第一実施形態の造形装置１０による造形物ＳＤの造形方法を説明する。

まず、造形物ＳＤの三次元データから作成された複数の層データに従って、造形装置１０は、制御部（図示省略）で積層部２０及びステージ１２の動作を制御してステージ１２の面１２ａ上に積層物ＭＬを形成する。具体的には、制御部（図示省略）によって第一移動部２８に連結された第一吐出部２２及びステージ移動部１４に連結されたステージ１２の動作を制御して、第一吐出部２２を面１２ａに対して相対移動させながら造形材を吐出して積層物ＭＬを形成する。

次に、造形物ＳＤの三次元データから作成された複数の層データに従って、造形装置１０は、制御部（図示省略）で形成部４０及びステージ１２の動作を制御して積層物ＭＬの、形成部４０と対向している側面Ｓ上に縦層ＶＬを形成する。具体的には、制御部（図示省略）によって第二移動部４８に連結された第二吐出部４２及びステージ移動部１４に連結されたステージ１２の動作を制御して、第二吐出部４２を面１２ａに対して相対移動させながら造形材を吐出して縦層ＶＬを形成する。

形成部４０と対向している側面Ｓ上に縦層ＶＬを形成した後、造形装置１０は、回転リフト部１４ｂでステージ１２を、例えば上方から見て時計回りに９０°回転させる。ステージ１２を回転させた後、造形装置１０は、形成部４０及びステージ１２の動作を制御して、回転後において形成部４０と対向している側面Ｓ上に縦層ＶＬを形成する。この動作を繰り返すことで、積層物ＭＬの４つの側面Ｓすべてに縦層ＶＬが形成される。

このように、積層物ＭＬ及び縦層ＶＬが形成されることで、造形物ＳＤが形成される。

なお、縦層ＶＬは、積層物ＭＬの形成と並行して形成されてもよい。

（作用・効果）
次に、第一実施形態の作用について説明する。なお、この説明において、実施形態に対する比較形態を記載するときに、第一実施形態の造形装置１０と同様の部品等を用いる場合、その部品等の符号及び名称をそのまま用いて説明する。

第一実施形態に係る造形装置１０は、縦層ＶＬを、積層物ＭＬを成す複数の層Ｌを積層物ＭＬの積層方向に横断するように側面Ｓに沿って移動しながら側面Ｓに向けて造形材を吐出することで形成する形成部４０を備える構成（第１構成）を有している。造形装置１０によって造形される造形物ＳＤは、形成部４０によって形成された縦層ＶＬを有することで、造形物が積層物のみによって成る構成と比して、積層物ＭＬの積層方向の強度が高い。よって、第１構成を有する造形装置１０は、台の面に沿う造形材の層を積層する積層部のみで造形物を形成する構成と比して、形成される造形物ＳＤの、積層方向の強度が高くなる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、積層部２０が第一移動部２８を含んで、形成部４０が第二移動部４８を含んでいる構成（第２構成）を有している。よって、第２構成を有する造形装置１０は、六軸以上の垂直多関節ロボットで１つの吐出部を移動させて積層物及び積層物の側面に沿う層を形成する構成と比して、安価な造形装置が得られる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、第一移動部２８及び第二移動部４８が、並進移動部１４ａを、第一吐出部２２及び第二吐出部４２に対してステージ１２を装置奥行方向に相対移動させる移動部として共用している構成（第３構成）を有している。よって、第３構成を有する造形装置１０は、第一吐出部及び第二吐出部を装置奥行方向に移動させる移動部が、第一移動部及び第二移動部にそれぞれ個別に備えられている構成と比して、第一移動部及び第二移動部を簡易な構成にすることができる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、ステージ移動部１４が、ステージ１２を装置奥行方向において往復移動可能な構成（第４構成）を有している。よって、第４構成を有する造形装置１０は、積層物ＭＬを形成した後に、縦層ＶＬを形成することができる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、面１２ａ上に形成された積層物ＭＬの、形成部４０に対する向きを変更する変更部の一例として、回転リフト部１４ｂをさらに備える構成（第５構成）を有している。造形装置１０は、回転リフト部１４ｂを備えることで、積層物ＭＬの４つの側面Ｓに縦層ＶＬを形成することができる。よって、第５構成を有する造形装置１０は、積層物ＭＬの側面Ｓの広い範囲に、側面Ｓに沿う層を形成することができる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、変更部の一例である回転リフト部１４ｂが、ステージ１２を面１２ａと交差する軸まわりに回転させる構成（第６構成）を有している。すなわち、実施形態に係る造形装置１０は、変更部が、ステージ１２を面１２ａと交差する軸まわりに回転させることで、面１２ａ上に形成された積層物ＭＬの、形成部４０に対する向きを変更する構成を有している。よって、第６構成を有する造形装置１０は、形成部４０を積層物ＭＬのまわりで移動させる構成と比して、変更部を簡易な構成にすることができる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、形成部４０が、第二吐出部４２の、鉛直方向に対する造形材の吐出角度を変化させる関節部４４ｂを備える構成（第７構成）を有している。よって、第７構成を有する造形装置１０は、積層物ＭＬにおけるステージ１２の面１２ａ近傍の部位に、縦層ＶＬを形成することができる。

また、第一実施形態に係る造形装置１０は、造形材が、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントである構成（第８構成）を有している。よって、第８構成を有する造形装置１０は、連続繊維に樹脂が含侵されて成るフィラメントで形成される造形物の、積層方向の強度が高くなる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態に係る造形装置の一例について、図４に基づいて説明する。なお、第二実施形態については、第一実施形態に対して異なる部分を主に説明する。

（構成）
第二実施形態に係る造形装置１１０は、図４に示されるように、第一実施形態に係る積層部２０に代わって、積層部２０と構成の異なる積層部１２０を備えている。また、造形装置１１０は、第一実施形態に係る形成部４０に代わって、形成部４０と構成の異なる形成部１４０を備えている。

（積層部）
積層部１２０は、第一実施形態に係る積層部２０が、サポート層形成部３０をさらに備える構成を有している。積層部１２０は、サポート層形成部３０によって、ステージ１２の面１２ａ上に、サポート層ＳＬを形成する。サポート層ＳＬは、サポート材から成る立体物である。サポート材は、例えばポリプロピレン等の熱可塑性樹脂から成るフィラメントであり、リール等に巻かれた状態で供給部（図示省略）に装着され、供給部（図示省略）からサポート層形成部３０に供給される。サポート層形成部３０は、供給部（図示省略）から供給されたサポート材を吐出することでサポート層ＳＬを形成する。サポート層形成部３０は、サポート層ＳＬの上面を、積層物ＭＬの底面に沿う形状に形成する。また、サポート層形成部３０は、サポート層ＳＬの側面を、積層物ＭＬの底部側面に沿う形状に形成する。積層部１２０は、サポート層ＳＬの上に積層物ＭＬを形成する。

（サポート層形成部）
サポート層形成部３０は、第三吐出部３２と、支持部３４と、第三移動部３８と、を含んで構成されている。第三吐出部３２は、例えばノズル状の部材を含んで構成されており、ステージ１２の面１２ａに向けてサポート材を加熱して融解させた状態で吐出する。また、第三吐出部３２は、加圧ロール３２ａを備えている。加圧ロール３２ａは、第三吐出部３２から吐出されたサポート材を、ステージ１２に押し付けることで加圧する。支持部３４は、例えば装置上下方向に延びる棒状の部材であり、下端部で第三吐出部３２を支持している。支持部３４の上端部は、後述する第三移動部３８と連結されている。

（第三移動部）
第三移動部３８は、例えば水平面フレーム２６内に設けられた複数のリニアアクチュエータ（図示省略）を含んで構成されて、装置幅方向及び装置上下方向に移動可能な可動部を有する機構である。第三移動部３８の可動部は、支持部３４の上端部と連結されている。第三移動部３８は、支持部３４及び第三吐出部３２を、ステージ１２の面１２ａに対して相対移動させる。具体的には、第三移動部３８の可動部が装置上下方向に移動すると、第三吐出部３２は、該可動部と共に装置上下方向に移動する。また、第三移動部３８の可動部が装置幅方向に移動すると、第三吐出部２は、該可動部と共に装置幅方向に移動する。なお、装置奥行方向における、第三吐出部３２の、ステージ１２に対する相対移動は、ステージ移動部１４によって為される。換言すると、第三移動部３８は、ステージ１２の面１２ａを第三吐出部３２に対して装置奥行方向に相対移動させる移動部として、ステージ移動部１４を使用している。

（形成部）
形成部１４０は、第一実施形態に係る支持部４４に代わって、支持部１４４を備える構成を有している。支持部１４４は、第二吐出部４２と鉛直面フレーム４６との間に配置されて、装置幅方向に延びる棒状の部材であり、第二吐出部４２を第二移動部４８と連結させている。

以上の点以外については、第二実施形態は第一実施形態と同様の構成とされている。

（造形物の造形方法）
次に、第二実施形態における造形物ＳＤの造形方法を説明する。

まず、造形物ＳＤの三次元データから作成された複数の層データに従って、制御部（図示省略）でサポート層形成部３０及びステージ１２の動作を制御してステージ１２の面１２ａ上にサポート層ＳＬを形成する。具体的には、制御部（図示省略）によって第三移動部３８に連結された第三吐出部３２及びステージ移動部１４に連結されたステージ１２の動作を制御して、第三吐出部３２を面１２ａに対して相対移動させながらサポート材を吐出してサポート層ＳＬを形成する。

次に、造形物ＳＤの三次元データから作成された複数の層データに従って、制御部（図示省略）で積層部１２０及びステージ１２の動作を制御してサポート層ＳＬの上に積層物ＭＬを形成する。

次に、造形物ＳＤの三次元データから作成された複数の層データに従って、制御部（図示省略）で形成部４０及びステージ１２の動作を制御して積層物ＭＬの側面Ｓ上に縦層ＶＬを形成する。なお、縦層ＶＬは、積層物ＭＬの形成と並行して形成されてもよい。

このように、サポート層ＳＬの上に積層物ＭＬ及び縦層ＶＬが形成されることで、造形物ＳＤが形成される。

（作用・効果）
第二実施形態に係る造形装置１１０は、積層部１２０が、ステージ１２の面１２ａにサポート層ＳＬを形成してから、サポート層ＳＬの上に積層物ＭＬを形成する構成（第９構成）を有している。すなわち、第二実施形態に係る造形装置１１０は、第一実施形態の造形装置１０における第７構成に代わって第９構成を有している。よって、第９構成を有する造形装置１０は、積層物ＭＬにおけるステージ１２の面１２ａ近傍の部位に、縦層ＶＬを形成することができる。

以上に示した、造形装置１１０が第一実施形態の造形装置１０における第７構成に代わって第９構成を有することで生じる作用以外の造形装置１１０の作用は、第一実施形態の作用と同様である。

以上のとおり、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内にて種々の変形、変更、改良が可能である。

例えば、実施形態における造形装置は、ステージ移動部１４と連結されたステージ１２の面１２ａ上に造形物ＳＤを形成する構成とした。しかしながら、本発明に係る造形装置は、ステージ移動部１４と連結されたステージ１２に代わって、装置奥行方向に延びる姿勢で往復周回する無端ベルトを備え、該無端ベルトの外面上に造形物ＳＤを形成する構成であってもよい。

また、実施形態において、造形装置１０は、面移動部の一例としての並進移動部１４ａを備える構成とした。しかしながら、本発明に係る造形装置は、面移動部を備えない構成であってもよい。例えば、本発明に係る造形装置は、面移動部に代わって、第一吐出部及び第二吐出部を装置奥行方向に移動させる移動部が、第一移動部及び第二移動部にそれぞれ個別に備えられている構成であってもよい。また、本発明に係る造形装置は、第一吐出部及び第二吐出部を装置奥行方向に移動させる移動部と、面移動部と、の両者を備える構成であってもよい。

また、実施形態において、造形装置１０は、変更部の一例としての回転リフト部１４ｂを備える構成とした。しかしながら、本発明に係る変更部は、回転リフト部１４ｂに限定されない。例えば、ロボットアーム等で形成部４０を積層物ＭＬのまわりで移動させる構成であってもよい。また、本発明に係る造形装置は、変更部を備えない構成であってもよい。

また、実施形態において、第一吐出部２２は、水平面フレーム２６内に設けられた複数のリニアアクチュエータを含んで構成された第一移動部２８によって、装置幅方向及び装置上下方向に移動する構成とした。しかしながら、第一吐出部２２は、水平面に対して装置奥行方向において傾斜している仮想平面に沿って移動可能な可動部を有する移動部によって、装置幅方向及び装置上下方向に移動する構成であってもよい。

また、実施形態において、供給部（図示省略）は、２つのリールに予め巻かれたフィラメントを装着されて、該フィラメントを積層部２０及び形成部４０に供給する構成とした。しかしながら、本発明に係る供給部は、連続繊維の束に樹脂を含浸させてフィラメントを成す、２つの含浸装置を備える構成であってもよい。この構成において、供給部は、２つのリールに予め巻かれた連続繊維の束を装着されて、それぞれの連続繊維の束を２つの含浸装置で樹脂に含浸させて成したフィラメントを、積層部２０及び形成部４０のそれぞれに供給する。

また、実施形態において、積層部２０及び形成部４０は、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントを造形材として吐出し、積層物ＭＬ及び縦層ＶＬから成る造形物ＳＤを形成するものとした。しかしながら、本発明に係る積層部２０及び形成部４０は、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントを造形材として吐出する構成に限定されない。例えば、積層部２０及び形成部４０は、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂のみから成るフィラメントを造形材として吐出し、積層物及び縦層から成る造形物を形成する構成であってもよい。

１０ 造形装置
１２ ステージ（台の一例）
１２ａ 面
１４ ステージ移動部
１４ａ 並進移動部（面移動部の一例）
１４ｂ 回転リフト部（変更部の一例）
２０ 積層部
２２ 第一吐出部
２８ 第一移動部
４０ 形成部
４２ 第二吐出部
４４ｂ 関節部（変化部の一例）
４８ 第二移動部
１１０ 造形装置
ＭＬ 積層物
Ｓ 側面
ＶＬ 縦層（積層物の側面に沿う造形材の層の一例）
ＳＬ サポート層

Claims (9)

1. 面を有する台と、
   前記面に沿う造形材の層を積層して積層物を形成する積層部と、
   前記積層物を成す複数の層を前記積層物の積層方向に横断するように前記積層物の側面に沿って移動しながら該側面に向けて造形材を吐出することで、該側面に沿う造形材の層を形成する形成部と、
   を備える造形装置。
2. 前記積層部は、造形材を前記面に向けて吐出する第一吐出部と、前記第一吐出部を前記面に対して相対移動させる第一移動部と、を含み、
   前記形成部は、造形材を前記側面に向けて吐出する第二吐出部と、前記第二吐出部を前記側面に対して相対移動させる第二移動部と、を含む、請求項１に記載の造形装置。
3. 前記第一移動部及び第二移動部は、前記第一吐出部による造形材の吐出方向及び前記第二吐出部による造形材の吐出方向に交差する交差方向に前記面を移動させる面移動部を、前記第一吐出部及び前記第二吐出部に対して前記面を前記交差方向に相対移動させる移動部として共用している、請求項２に記載の造形装置。
4. 前記面移動部は、前記面を前記交差方向において往復移動可能である、請求項３に記載の造形装置。
5. 前記積層物の、前記形成部に対する向きを変更する変更部をさらに備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の造形装置。
6. 前記変更部は、前記積層物が形成されている前記面を前記面と交差する軸まわりに回転させることで前記向きを変更する、請求項５に記載の造形装置。
7. 前記形成部は、鉛直方向に対する造形材の吐出角度を変化させる変化部を備える、請求項１〜６の何れか１項に記載の造形装置。
8. 前記積層部は、前記面にサポート層を形成してから、前記サポート層の上に積層物を形成する、請求項１〜７の何れか１項に記載の造形装置。
9. 前記造形材は、連続繊維の束に樹脂が含浸されて成るフィラメントである、請求項１〜８の何れか１項に記載の造形装置。

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