JP2021146548A - Three-dimensional molding apparatus - Google Patents

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利浩 吉沼
Toshihiro Yoshinuma
利浩 吉沼
貴史 藤田
Takashi Fujita
貴史 藤田
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Abstract

To ensure form accuracy of a molded object.SOLUTION: A three-dimensional molding apparatus comprises: a molding unit for depositing material layers including at least a molding material in a deposition direction; a light projection unit for projecting light onto the molding unit from an intersecting direction that intersects the deposition direction; a detection unit for detecting a width in the deposition direction of the light; and a control unit for controlling the molding unit on the basis of the width.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、立体造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus.

立体造形物(三次元造形物)を造形する装置としては、一般的に、溶融堆積(MEX;Materials Extrusion)、光造形(VPP;Vat Photo Polymerization)、粉体焼結(PBF;Powder Bed Fusion)、材料噴射(MJT;Material Jetting)、結合剤噴射(BJT;Binder Jetting)、シート積層(SHL;Sheet. Lamination)、指向性エネルギー堆積(DED;Directed Energy Deposition)等の技術を利用した積層造形法が知られている。 Devices for forming three-dimensional objects (three-dimensional objects) are generally melt deposition (MEX; Materials Extrusion), stereolithography (VPP; Vat Photo Polymerization), and powder sintering (PBF; Powder Bed Fusion). , Material Jetting (MJT), Binder Jetting (BJT), Sheet Lamination (SHL), Directed Energy Deposition (DED), etc. It has been known.

また、造形物の形成に先立ち、レジストレーションマーカーの高さを測定し、測定結果に基づき造形物の形状を補正する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Further, a technique is disclosed in which the height of a registration marker is measured prior to the formation of a modeled object and the shape of the modeled object is corrected based on the measurement result (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1の技術では、造形物の形状精度を確保できない場合がある。 However, the technique of Patent Document 1 may not ensure the shape accuracy of the modeled object.

本発明は、造形物の形状精度を確保することを課題とする。 An object of the present invention is to secure the shape accuracy of a modeled object.

上述した課題を解決するために、少なくとも造形材料を含む材料層を積層方向に積層する造形部と、前記積層方向と交差する交差方向から前記造形部に光を投光する投光部と、前記光の前記積層方向における幅を検出する検出部と、前記幅に基づき前記造形部を制御する制御部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, a modeling unit in which at least a material layer containing a modeling material is laminated in a stacking direction, a light projecting unit that projects light onto the modeling unit from an intersecting direction intersecting the stacking direction, and the above. A detection unit that detects the width of light in the stacking direction and a control unit that controls the modeling unit based on the width are provided.

本発明によれば、造形物の形状精度を確保できる。 According to the present invention, the shape accuracy of the modeled object can be ensured.

実施形態に係る立体造形装置の全体構成例を示す図である。It is a figure which shows the whole structure example of the three-dimensional modeling apparatus which concerns on embodiment. 図1における造形物周辺の構成例を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the structural example around the modeled object in FIG. 投光部と検出部の配置例の図であり、(a)は造形物が未形成の状態の図、(b)は造形物を形成中の状態の図である。It is a figure of the arrangement example of a light projecting part and a detection part, (a) is a figure of a state in which a modeled object is not formed, and (b) is a figure of a state in which a modeled object is being formed. 第1実施形態に係る制御部のハードウェア構成例のブロック図である。It is a block diagram of the hardware configuration example of the control part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る制御部の機能構成例のブロック図である。It is a block diagram of the functional structure example of the control part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る立体造形装置の動作例のフローチャートである。It is a flowchart of the operation example of the three-dimensional modeling apparatus which concerns on 1st Embodiment. 液体としての造形材料を吐出する造形部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the modeling part which discharges the modeling material as a liquid. 第2実施形態に係る造形物周辺の構成例の図である。It is a figure of the configuration example around the modeled object which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る造形物周辺の構成の他の例の図である。It is a figure of another example of the structure around the modeled object which concerns on 2nd Embodiment. テストサンプルの構成の一例の図であり、(a)は斜視図、(b)は拡大斜視図である。It is a figure of an example of the structure of a test sample, (a) is a perspective view, (b) is an enlarged perspective view. テストサンプルを含む構成の他の例の図であり、(a)は斜視図、(b)は拡大斜視図である。It is a figure of another example of the structure including a test sample, (a) is a perspective view, (b) is an enlarged perspective view. 第3実施形態に係る造形物周辺の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example around the modeled object which concerns on 3rd Embodiment. 倒れ及び高さの検出方法例の図であり、(a)は倒れの検出方法の図、(b)は高さの検出方法の図である。It is a figure of an example of a method of detecting a fall and a height, (a) is a figure of the method of detecting a fall, and (b) is a figure of the method of detecting the height. 第3実施形態に係る制御部の機能構成例のブロック図である。It is a block diagram of the functional structure example of the control part which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る立体造形装置の動作例のフローチャートである。It is a flowchart of the operation example of the 3D modeling apparatus which concerns on 3rd Embodiment. サポート材の高さを説明する図であり、(a)は比較例に係るサポート材の高さの図、(b)は本実施形態に係るサポート材の高さの図である。It is a figure explaining the height of the support material, (a) is the figure of the height of the support material which concerns on a comparative example, and (b) is the figure of the height of the support material which concerns on this Embodiment. 溝部の図であり、(a)は溝部の斜視図、(b)は溝部に造形された余剰造形物の斜視図である。It is the figure of the groove part, (a) is the perspective view of the groove part, and (b) is the perspective view of the surplus modeled object formed in the groove part.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.

実施形態では、少なくとも造形材料を含む材料層を積層方向に積層する。また、積層方向と交差する交差方向から造形部に光を投光し、積層方向における光の幅に基づき造形部を制御する。これにより造形物を正確に造形し、造形物の形状精度を確保する。 In the embodiment, the material layer containing at least the modeling material is laminated in the stacking direction. In addition, light is projected onto the modeling portion from the intersecting direction intersecting the stacking direction, and the modeling portion is controlled based on the width of the light in the stacking direction. As a result, the modeled object is accurately modeled, and the shape accuracy of the modeled object is ensured.

ここで、材料層とは造形材料から形成された1層の薄層をいう。また造形物とは、立体造形物を造形する装置による造形過程にある造形物をいう。造形物は材料層が積層することで造形される。 Here, the material layer means one thin layer formed from the modeling material. Further, the modeled object means a modeled object in the process of modeling by a device for modeling a three-dimensional modeled object. The modeled object is modeled by laminating material layers.

また立体造形物とは造形が完了した複数の材料層が積層された造形物をいう。実施形態では、材料層の場合は「材料層を形成する」といい、造形物の場合は「造形物を造形する」という。 Further, the three-dimensional modeled object is a modeled object in which a plurality of material layers for which modeling has been completed are laminated. In the embodiment, in the case of a material layer, it is referred to as "forming a material layer", and in the case of a modeled object, it is referred to as "creating a modeled object".

なお、以下の各図に示すY方向はビルドプレート101の移動方向を示し、Z方向は材料層の積層方向を示し、X方向はY方向及びZ方向の両方に交差する方向を示す。ここで、X方向は「交差方向」の一例、Z方向は「積層方向」の一例、Y方向は「所定の方向」の一例である。 The Y direction shown in each of the following figures indicates the moving direction of the build plate 101, the Z direction indicates the stacking direction of the material layers, and the X direction indicates a direction intersecting both the Y direction and the Z direction. Here, the X direction is an example of the "intersection direction", the Z direction is an example of the "stacking direction", and the Y direction is an example of the "predetermined direction".

[実施形態]
<立体造形装置500の全体構成例>
まず、実施形態に係る立体造形物を造形する装置(以下では立体造形装置500という)について、図1を参照して説明する。図1は、立体造形装置500の全体構成の一例を説明する図である。
[Embodiment]
<Overall configuration example of the three-dimensional modeling device 500>
First, an apparatus for modeling a three-dimensional object according to an embodiment (hereinafter referred to as a three-dimensional modeling apparatus 500) will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the three-dimensional modeling apparatus 500.

図1に示すように、立体造形装置500は、造形部100と、制御部400とを備えている。また造形部100は、ビルドプレート101と、ステージ加熱ヒータ102と、担持体111と、造形ガイド155と、供給手段112と、飛翔用レーザ115と、溶融用レーザ116と、クリーニングブレード117と、回収ケース118とを備えている。造形部100は、入力されるスライスデータに基づき、造形材料を含む材料層をZ方向に積層して造形物200を造形する。 As shown in FIG. 1, the three-dimensional modeling apparatus 500 includes a modeling unit 100 and a control unit 400. Further, the modeling unit 100 collects the build plate 101, the stage heater 102, the carrier 111, the modeling guide 155, the supply means 112, the flying laser 115, the melting laser 116, the cleaning blade 117, and the cleaning blade 117. It is equipped with a case 118. Based on the input slice data, the modeling unit 100 forms the modeled object 200 by laminating the material layers containing the modeling material in the Z direction.

なお、立体造形装置500は、さらに投光部410と、検出部420とを備えているが、図1ではこれらの図示を省略し、図3以降でこれらについて詳述する。 The three-dimensional modeling apparatus 500 further includes a light projecting unit 410 and a detecting unit 420, but these are not shown in FIG. 1, and these will be described in detail in FIGS. 3 and later.

「支持台」の一例としてのビルドプレート101は、材料層を積層して造形物200を支持する部材である。ビルドプレート101は、矢印Y方向に往復移動可能であり、また矢印Z方向に例えば造形厚み0.05mmピッチで上下動可能である。 The build plate 101 as an example of the "support base" is a member that supports the modeled object 200 by laminating material layers. The build plate 101 can be reciprocated in the Y direction of the arrow, and can move up and down in the Z direction of the arrow, for example, with a molding thickness of 0.05 mm pitch.

ステージ加熱ヒータ102は、ビルドプレート101の下側に配置され、ビルドプレート101を造形材料201に合わせた温度に制御する。 The stage heater 102 is arranged below the build plate 101, and controls the build plate 101 to a temperature that matches the modeling material 201.

担持体111は、周回移動する回転部材である無端ベルトから構成されている。具体的には、担持体111は、例えばPETフィルム(東レ製ルミラー)で構成されている。但し、ポリイミドフィルム(東レ製カプトンH)で構成することもできる。 The carrier 111 is composed of an endless belt which is a rotating member that moves around. Specifically, the carrier 111 is made of, for example, a PET film (Toray's Lumirror). However, it can also be composed of a polyimide film (Kapton H manufactured by Toray Industries, Inc.).

担持体111は、ビルドプレート101の上方(+Z方向側)に配置され、ローラ151、152及び造形ガイド155に架け回されている。担持体111は、粒子状の造形材料201を担持し、ビルドプレート101上の造形物200の上方まで造形材料201を移送する。但し、担持体111は無端ベルトに限るものではなく、造形材料201を担持して矢印方向(移送方向)に回転する円筒形のガラス部材などからなる回転ドラムで構成してもよい。 The carrier 111 is arranged above the build plate 101 (on the + Z direction side), and is laid around the rollers 151, 152 and the modeling guide 155. The carrier 111 supports the particulate modeling material 201, and transfers the modeling material 201 to above the modeling object 200 on the build plate 101. However, the carrier 111 is not limited to the endless belt, and may be formed of a rotating drum made of a cylindrical glass member or the like that supports the modeling material 201 and rotates in the arrow direction (transfer direction).

造形材料201は、目的とする造形物200に応じて適宜選択されるべきものであるが、樹脂の場合、例えば、PA12(ポリアミド12)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PSU(ポリスルホン)、PA66(ポリアミド66)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、LCP(液晶ポリマー)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、POM(ポリアセタール)、PSF(ポリサルホン)、PA6(ポリアミド6)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等である。また、造形材料201は、結晶性樹脂のみに限らず、非晶性樹脂であるPC(ポリカーボネート)やABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)、PEI(ポリエーテルイミド)、あるいは結晶性と非晶性の混合樹脂であってもよい。 The modeling material 201 should be appropriately selected according to the target modeled object 200, but in the case of a resin, for example, PA12 (polyamide 12), PBT (polybutylene terephthalate), PSU (polysulfone), PA66 ( Polyamide 66), PET (polyethylene terephthalate), LCP (liquid crystal polymer), PEEK (polyetheretherketone), POM (polyacetyl), PSF (polysulfone), PA6 (polyamide 6), PPS (polyphenylene sulfide) and the like. The modeling material 201 is not limited to a crystalline resin, but is an amorphous resin such as PC (polycarbonate), ABS (acrylonitrile, butadiene, styrene), PEI (polyetherimide), or crystalline and amorphous resin. It may be a mixed resin.

また、造形材料201は、樹脂の他、金属、セラミック、液体などの種々の材料を用いることができる。また、造形材料201は、1pa・s以上の粘度を有する材料であってもよい。 Further, as the modeling material 201, various materials such as metal, ceramic, and liquid can be used in addition to resin. Further, the modeling material 201 may be a material having a viscosity of 1 pa · s or more.

担持体111の周面による造形材料201の担持は、本実施形態では、ファンデルワールス力によって行っている。また、造形材料201の抵抗値が高い場合、静電的な付着力だけでも担持できる。 In this embodiment, the modeling material 201 is supported by the peripheral surface of the carrier 111 by a van der Waals force. Further, when the resistance value of the modeling material 201 is high, it can be supported only by the electrostatic adhesive force.

担持体111の周囲には、担持体111の周面(表面)に造形材料201を供給する供給手段112が配置されている。 Around the carrier 111, a supply means 112 for supplying the modeling material 201 to the peripheral surface (surface) of the carrier 111 is arranged.

供給手段112はローレットローラ123と、ブレード122とを備えている。またローレットローラ123に対向して表面にゴム層を有する当接ローラ124が配置されている。 The supply means 112 includes a knurled roller 123 and a blade 122. Further, an abutting roller 124 having a rubber layer on the surface is arranged so as to face the knurled roller 123.

供給手段112は、ブレード122で造形材料201を摺って擦りながら凝集を解き、ローレットローラ123を介して、担持体111の周面に造形材料201の薄層を形成する。 The supply means 112 disaggregates while rubbing and rubbing the modeling material 201 with the blade 122, and forms a thin layer of the modeling material 201 on the peripheral surface of the carrier 111 via the knurled roller 123.

但し、供給手段112による供給は、ローレットローラ123に限定されるものではなく、メッシュローラを用いる構成や、回転体による接触供給、非接触供給、非接触のメッシュ上からの散布、粉体気流撹拌による流動浸漬等も可能である。 However, the supply by the supply means 112 is not limited to the knurled roller 123, and the configuration using a mesh roller, contact supply by a rotating body, non-contact supply, spraying from a non-contact mesh, and powder air flow agitation. It is also possible to perform fluid immersion by means of.

また担持体111の内側には、担持体111の周面から造形材料201を飛翔させる手段としての飛翔用レーザ115が配置されている。ここで、「飛翔」とは、造形材料201が非接触で担持体111からビルドプレート101側に移動することを意味し、転写と異なり、非接触で移動できるので、造形材料201のロスを少なくしたり、造形精度を向上させたりすることができる。 Further, inside the carrier 111, a flying laser 115 is arranged as a means for flying the modeling material 201 from the peripheral surface of the carrier 111. Here, "flying" means that the modeling material 201 moves from the carrier 111 to the build plate 101 side in a non-contact manner, and unlike transfer, it can move in a non-contact manner, so that the loss of the modeling material 201 is small. It is possible to improve the modeling accuracy.

飛翔用レーザ115はパルスレーザで構成され、担持体111の内側から造形材料201に対してパルスレーザ光115aを照射する。この照射位置は造形位置に対応する。またパルスレーザ光115aは、担持体111を支持する造形ガイド155のスリット部155aを通って担持体111に照射できるようになっている。ここで、造形ガイド155は、「案内部」の一例である。 The flying laser 115 is composed of a pulse laser, and irradiates the modeling material 201 with the pulse laser light 115a from the inside of the carrier 111. This irradiation position corresponds to the modeling position. Further, the pulsed laser beam 115a can irradiate the carrier 111 through the slit portion 155a of the modeling guide 155 that supports the carrier 111. Here, the modeling guide 155 is an example of a “guide unit”.

造形材料201は、パルスレーザ光115aを受けることで、放射圧と呼ばれる力により粉の付着力が開放され、重力により下向きに落下する。US006025110A等に記載されているレーザ転写LIFT(Laser Induced Forward Transfer)は、担持体に密着した箔状、液状の材料をレーザ照射により非接触転写するものであり、局部的に加熱されて材料が気化することにより、担持体111の周面からパルスレーザ光115aの方向に飛翔する。ここで、飛翔用レーザ115は「飛翔させる手段」の一例である。 When the modeling material 201 receives the pulsed laser beam 115a, the adhesive force of the powder is released by a force called radiation pressure, and the modeling material 201 falls downward due to gravity. The laser transfer LIFT (Laser Induced Forward Transfer) described in US006025110A or the like is a non-contact transfer of a foil-like or liquid material in close contact with a carrier by laser irradiation, and the material is vaporized by being locally heated. By doing so, it flies in the direction of the pulsed laser beam 115a from the peripheral surface of the carrier 111. Here, the flying laser 115 is an example of "means for flying".

本実施形態では、後者のメカニズムの寄与を皆無とまで言うことはできないが、前者が中心と考える理由に以下のものがある。 In this embodiment, it cannot be said that the latter mechanism contributes completely, but the reason why the former is considered to be the center is as follows.

1.レーザ光の吸収率が高い黒色粉と透明粉で飛翔開始エネルギーが同等である。 1. 1. The flight start energy is the same for black powder and transparent powder, which have high laser light absorption rates.

2.担持体が透明樹脂フィルムであっても透明粉は飛翔する。 2. Even if the carrier is a transparent resin film, the transparent powder will fly.

3.担持体の透明樹脂フィルムは1000回までの多数回パルスレーザ照射でも劣化しない。 3. 3. The transparent resin film on the carrier does not deteriorate even after multiple pulse laser irradiations up to 1000 times.

担持体111と造形物200との空隙距離は、造形材料201の平均粒径の3〜4倍を目安に維持することが好ましい。これにより、飛翔前後の上下の造形材料同士の接触を避け、飛翔による散逸を避けることができる。 The gap distance between the carrier 111 and the modeled object 200 is preferably maintained at 3 to 4 times the average particle size of the modeled material 201 as a guide. As a result, it is possible to avoid contact between the upper and lower modeling materials before and after flight, and to avoid dissipation due to flight.

飛翔用レーザ115のレーザ光源としては、特に制限はなく、ピコ秒からナノ秒などのパルス発振可能なものが好ましい。固体レーザとしては、YAGレーザ、チタンサファイアレーザなどがある。気体レーザとしては、アルゴンレーザ、ヘリウムネオンレーザ、炭酸ガスレーザなどがある。半導体レーザも小型で好ましい。ファイバーレーザはそのピークエネルギーの高さと小型化可能な面で本発明を製品化するに当たり最も適した光源である。 The laser light source of the flying laser 115 is not particularly limited, and a laser light source capable of pulse oscillation such as picoseconds to nanoseconds is preferable. Examples of the solid-state laser include a YAG laser and a titanium sapphire laser. Examples of the gas laser include an argon laser, a helium neon laser, and a carbon dioxide gas laser. Semiconductor lasers are also preferable because they are small in size. The fiber laser is the most suitable light source for commercializing the present invention in terms of its high peak energy and miniaturization.

レーザの波長としては、適宜選択することができるが、300nm以上11μm以下が好ましい。特に、造形材料201が樹脂であるとき、2460nm付近はCHとCC結合の複合吸収帯で、カーボン入りのものも含む多様な樹脂で吸収率が80%以上であった。 The wavelength of the laser can be appropriately selected, but is preferably 300 nm or more and 11 μm or less. In particular, when the modeling material 201 was a resin, the area around 2460 nm was a composite absorption band of CH and CC bonds, and the absorption rate of various resins including those containing carbon was 80% or more.

また、波長が2300nm〜2500nmは吸収率が65%以上であり、この範囲でも安定的な飛翔及び溶融のエネルギーを付与できる。 Further, when the wavelength is 2300 nm to 2500 nm, the absorption rate is 65% or more, and stable flight and melting energy can be imparted even in this range.

この波長域は通常のガラスの透過率も高いため、基材との組み合わせも容易である。レーザのパルス周波数としては、レーザの走査速度との組み合わせで適宜選択することができる。両者の組み合わせで決まるビーム径の重なりが多いと飛翔後の粉体(造形材料)にもレーザが当たり、粉が散逸しやすい。ビーム径の重なりが2回以上となるとその傾向が顕著であり、1.2〜1.7回は粉の散逸が小さい。 Since the transmittance of ordinary glass is high in this wavelength range, it is easy to combine with a base material. The pulse frequency of the laser can be appropriately selected in combination with the scanning speed of the laser. If there is a lot of overlap in the beam diameter determined by the combination of the two, the laser will hit the powder (modeling material) after flight, and the powder will easily dissipate. The tendency is remarkable when the beam diameters overlap twice or more, and the powder dissipates small when the beam diameters overlap 1.2 to 1.7 times.

また、担持体111の外側には、造形物200の表面を加熱する手段としての溶融用レーザ116が配置されている。溶融用レーザ116は、パルスを積極的に用いる必要はなく、連続波のレーザが適している。ここで、溶融用レーザ116は「エネルギーを付与する手段」の一例である。 Further, on the outside of the carrier 111, a melting laser 116 as a means for heating the surface of the modeled object 200 is arranged. As the melting laser 116, it is not necessary to positively use a pulse, and a continuous wave laser is suitable. Here, the melting laser 116 is an example of "means for applying energy".

溶融用レーザ116は、ビルドプレート101上で造形される造形物200の表面を加熱して溶融状態にする。エネルギーによって溶融状態になればよく、レーザによる加熱以外にも超音波、対流、ランプ、レーザ、誘導加熱、誘電加熱など適用可能である。また、このときの「表面」とは、造形1回の1層でも良いし、2、3層等の複数層にわたっても良い。また、各層の一部でも良いし、全体でもよい。つまり、最表層の一部が含まれていることが重要である。 The melting laser 116 heats the surface of the modeled object 200 formed on the build plate 101 to bring it into a molten state. It suffices to be in a molten state by energy, and ultrasonic waves, convection, lamps, lasers, induction heating, dielectric heating, etc. can be applied in addition to heating by a laser. Further, the "surface" at this time may be one layer at one time of modeling, or may be a plurality of layers such as two or three layers. Further, it may be a part of each layer or the whole layer. In other words, it is important that a part of the outermost layer is included.

溶融用レーザ116のレーザ光116aは、図1において、飛翔用レーザ115のパルスレーザ光115aの照射位置(造形材料201の着弾位置)を狙って照射されている。両者の位置は調整可能で、材料種や造形速度などで調整位置を切り替えることも考慮される。 In FIG. 1, the laser beam 116a of the melting laser 116 is irradiated aiming at the irradiation position (landing position of the modeling material 201) of the pulse laser beam 115a of the flying laser 115. The positions of both can be adjusted, and it is also considered to switch the adjustment position depending on the material type and modeling speed.

これにより、溶融用レーザ116のレーザ光116aで溶融状態になった造形物200の表面に、飛翔用レーザ115で飛翔される造形材料201が着弾することで造形物200に付着される。なお、造形材料201の飛翔と造形物200の溶融の開始タイミングの前後関係は特に限定されるものではない。つまり、造形材料201が飛翔する前に、造形物200の表面を溶融させてもよい。または、造形材料201が飛翔した後、造形物200の表面を溶融させ、この溶融させた表面に飛翔した造形材料201が着弾してもよい。 As a result, the modeling material 201 that is blown by the flying laser 115 lands on the surface of the modeled object 200 that has been melted by the laser beam 116a of the melting laser 116, and is attached to the modeled object 200. The context of the flight of the modeling material 201 and the start timing of melting of the modeling object 200 is not particularly limited. That is, the surface of the modeled object 200 may be melted before the modeled material 201 flies. Alternatively, after the modeling material 201 flies, the surface of the modeling object 200 may be melted, and the flying modeling material 201 may land on the melted surface.

着弾位置のばらつきや過不足は積層間で調整可能で、飛翔用レーザ115は造形の形状と異なることがあり得る。造形の形状を決定するのは溶融用レーザ116である。 Variations in landing position and excess / deficiency can be adjusted between layers, and the flying laser 115 may differ from the shape of the model. It is the melting laser 116 that determines the shape of the model.

また、担持体111の周囲には、造形物200を造形する領域よりも担持体111の回転方向下流側に、担持体111上に残存する造形材料201を除去するクリーニングブレード117を備えている。クリーニングブレード117で掻き落とされた造形材料201は回収ケース118に回収する。 Further, around the carrier 111, a cleaning blade 117 for removing the modeling material 201 remaining on the carrier 111 is provided on the downstream side in the rotation direction of the carrier 111 from the region where the model 200 is modeled. The modeling material 201 scraped off by the cleaning blade 117 is collected in the collection case 118.

なお、立体造形装置500は、図1の構成に限定されるものではなく、各種変形が可能である。また。造形材料201を飛翔させる角度、パルスレーザ光115aを照射させる角度、及びレーザ光116aを照射する角度は、ビルドプレート101に対して適宜選択することができる。 The three-dimensional modeling apparatus 500 is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and can be modified in various ways. Also. The angle at which the modeling material 201 is flown, the angle at which the pulsed laser beam 115a is irradiated, and the angle at which the laser beam 116a is irradiated can be appropriately selected with respect to the build plate 101.

[第1実施形態]
次に図2は、図1における造形物200周辺の構成の一例を説明する拡大図である。造形部100の飛翔用レーザ115は、造形ガイド155のスリット部155aを通して、担持体111に担持された造形材料201にパルスレーザ光115aを照射して、造形材料201を−Z方向に飛翔させる。破線で示した矢印201aは、造形材料201の飛翔方向を表している。
[First Embodiment]
Next, FIG. 2 is an enlarged view illustrating an example of the configuration around the modeled object 200 in FIG. The flying laser 115 of the modeling unit 100 irradiates the modeling material 201 supported on the carrier 111 with the pulse laser light 115a through the slit portion 155a of the modeling guide 155 to fly the modeling material 201 in the −Z direction. The arrow 201a shown by the broken line represents the flight direction of the modeling material 201.

造形部100は、パルスレーザ光115aをX方向に走査して造形材料201を飛翔させながら、ビルドプレート101をY方向に移動させることで造形材料201による2次元の材料層を形成する。この2次元的な材料層はXY平面に形成される。なお、ビルドプレート101は固定し、造形部100を移動させてもよい。 The modeling unit 100 scans the pulsed laser beam 115a in the X direction to fly the modeling material 201, and moves the build plate 101 in the Y direction to form a two-dimensional material layer of the modeling material 201. This two-dimensional material layer is formed on the XY plane. The build plate 101 may be fixed and the modeling unit 100 may be moved.

形成された材料層に溶融用レーザ116のレーザ光116aをX方向に走査しながら照射して材料層を溶融させ、溶融した材料層の+Z方向側の面に再度材料層を形成して、これらの材料層同士を付着させて積層する。この動作を繰り返すことで、材料層を1層ずつ+Z方向に積層し、造形物200を造形することができる。 The formed material layer is irradiated with the laser beam 116a of the melting laser 116 while scanning in the X direction to melt the material layer, and the material layer is formed again on the surface of the melted material layer on the + Z direction side. The material layers of the above are adhered to each other and laminated. By repeating this operation, the material layers can be laminated one by one in the + Z direction to form the modeled object 200.

また、実施形態では、投光部410が造形物200に対してX方向に光の一例としてのプローブ光を照射し、検出部420がプローブ光の幅を検出している。具体的には、造形物200を挟んで投光側とは反対側で受光したプローブ光のZ方向における幅に基づき、造形物200の高さ(Z方向の長さ)を検出できるようにしている。図2において一点鎖線で示したPは、プローブ光を示している。プローブ光Pは、Z方向を長手とする線状のパターン光であり、造形ガイド155とビルドプレート101との間に向けて、X方向に沿って照射される。 Further, in the embodiment, the light projecting unit 410 irradiates the modeled object 200 with probe light as an example of light in the X direction, and the detection unit 420 detects the width of the probe light. Specifically, the height (length in the Z direction) of the model 200 can be detected based on the width of the probe light received on the side opposite to the light projecting side across the model 200 in the Z direction. There is. P shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2 indicates the probe light. The probe light P is a linear pattern light having a longitudinal direction in the Z direction, and is emitted along the X direction toward between the modeling guide 155 and the build plate 101.

<造形物の高さの制御方法>
次に、立体造形装置500における造形物の高さの制御方法について説明する。
<Method of controlling the height of the modeled object>
Next, a method of controlling the height of the modeled object in the three-dimensional modeling apparatus 500 will be described.

Z方向における造形ガイド155と造形物200との間の距離が変動すると、造形材料201が重力方向に対して斜めに飛翔する場合等に、造形材料201の着弾位置が狙いの位置からずれる場合がある。また造形材料201の飛翔距離が長いほど、飛翔する造形材料201が空気抵抗等の影響を受けて造形材料201の着弾位置が狙いの位置からずれやすくなる。 If the distance between the modeling guide 155 and the modeling object 200 in the Z direction fluctuates, the landing position of the modeling material 201 may deviate from the target position when the modeling material 201 flies diagonally with respect to the direction of gravity. be. Further, the longer the flight distance of the modeling material 201, the more easily the flying modeling material 201 is affected by air resistance and the like, and the landing position of the modeling material 201 deviates from the target position.

従って造形物の形状精度を確保するためには、Z方向における造形ガイド155と造形物200との間の距離は、短く且つ一定に維持されることが好ましい。実施形態では、短く且つ一定に維持するために設定する上記の距離を「所定距離」という。所定距離は一例として500±50μmである。 Therefore, in order to ensure the shape accuracy of the modeled object, it is preferable that the distance between the modeled guide 155 and the modeled object 200 in the Z direction is kept short and constant. In the embodiment, the above-mentioned distance set to keep the distance short and constant is referred to as a "predetermined distance". The predetermined distance is 500 ± 50 μm as an example.

しかし、所定距離を短く設定した場合にも、造形材料201の粒子径や質量のばらつきによって、形成される材料層の高さ(厚み)に誤差が生じ、造形物200の形状精度が低下する場合がある。 However, even when the predetermined distance is set short, an error occurs in the height (thickness) of the material layer to be formed due to variations in the particle size and mass of the modeling material 201, and the shape accuracy of the modeling object 200 is lowered. There is.

そのため、本実施形態では、投光部410と検出部420とを用いてZ方向における造形ガイド155と造形物200との間の距離を検出し、造形物200の高さを制御する。 Therefore, in the present embodiment, the light projecting unit 410 and the detection unit 420 are used to detect the distance between the modeling guide 155 and the modeling object 200 in the Z direction, and control the height of the modeling object 200.

ここで図3は、投光部410と、検出部420の配置の一例を説明する図であり、(a)は造形物200が未形成の状態を示す図、(b)は造形物200を形成中の状態を示す図である。また図3は、造形物200の周辺を+Y方向から見た図である。 Here, FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the light projecting unit 410 and the detection unit 420, (a) is a diagram showing a state in which the modeled object 200 is not formed, and (b) is a diagram showing the modeled object 200. It is a figure which shows the state during formation. Further, FIG. 3 is a view of the periphery of the modeled object 200 as viewed from the + Y direction.

図3に示すように、投光部410は造形部100の−X方向側に配置され、造形部100に向けてプローブ光Pを投光する。投光部410は半導体レーザ等のレーザ光源を備え、Z方向に沿う方向を長手とする線状のレーザ光(パターン光)をプローブ光Pとして投光できる。但し、これに限定されるものではなく、発光ダイオード等の光源を用いてもよいし、線状以外のパターン光を用いることもできる。 As shown in FIG. 3, the light projecting unit 410 is arranged on the −X direction side of the modeling unit 100, and projects the probe light P toward the modeling unit 100. The light projecting unit 410 includes a laser light source such as a semiconductor laser, and can project linear laser light (pattern light) having a longitudinal direction along the Z direction as probe light P. However, the present invention is not limited to this, and a light source such as a light emitting diode may be used, or a pattern light other than linear may be used.

プローブ光Pは、造形ガイド155とビルドプレート101を跨ぐように、Z方向に十分に長いパターン光であることが好ましい。換言すると、プローブ光PのZ方向の長さは、所定距離より長いことが好ましい。 The probe light P is preferably a pattern light that is sufficiently long in the Z direction so as to straddle the modeling guide 155 and the build plate 101. In other words, the length of the probe light P in the Z direction is preferably longer than a predetermined distance.

検出部420は、造形部100を挟んで、X方向における投光部410の反対側に配置され、造形ガイド155とビルドプレート101との間を通過したプローブ光Pを受光できるようになっている。 The detection unit 420 is arranged on the opposite side of the light projecting unit 410 in the X direction with the modeling unit 100 interposed therebetween, and can receive the probe light P that has passed between the modeling guide 155 and the build plate 101. ..

検出部420は、Z方向に画素が配列するCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary MOS)、PDA(Photo Diode Array)等のライン受光素子を備えており、造形ガイド155とビルドプレート101との間を通過したプローブ光PのZ方向における幅を、ライン受光素子の画素数に基づき検出する。 The detection unit 420 includes line light receiving elements such as CCD (Charge Coupled Device), CMOS (Complementary MOS), and PDA (Photo Diode Array) in which pixels are arranged in the Z direction. The width of the probe light P passing between them in the Z direction is detected based on the number of pixels of the line light receiving element.

プローブ光PのZ方向における幅に基づき、造形物200の高さは、以下の(1)式で算出できる。
h=D+M−D ・・・(1)
(1)式において、hは造形物の高さ、Dは造形ガイド155とビルドプレート101とのZ方向における距離、Mはビルドプレート101の下降距離、Dは造形ガイド155と造形物200とのZ方向における距離をそれぞれ示す。
The height of the modeled object 200 can be calculated by the following equation (1) based on the width of the probe light P in the Z direction.
h = D 0 + MD 1 ... (1)
In equation (1), h is the height of the modeled object, D 0 is the distance between the modeled guide 155 and the build plate 101 in the Z direction, M is the descending distance of the build plate 101, and D 1 is the modeled object 155 and the modeled object 200. The distances from and in the Z direction are shown respectively.

距離Dは、図3(a)の状態で検出部420がプローブ光PのZ方向における幅を検出することで取得される。図3(a)に示す幅421が距離Dに対応する。この距離Dは、立体造形装置500の起動時に自動で取得されるようにしてもよいし、造形を行う毎に取得されるようにしてもよい。 The distance D 0 is acquired when the detection unit 420 detects the width of the probe light P in the Z direction in the state of FIG. 3A. The width 421 shown in FIG. 3A corresponds to the distance D 0. This distance D 0 may be automatically acquired when the three-dimensional modeling apparatus 500 is started, or may be acquired every time modeling is performed.

また距離Dは、図3(b)の状態で検出部420がプローブ光PのZ方向における幅を検出することで取得される。図3(b)に示す幅422が距離Dに対応する。この距離Dは、材料層を1層形成するたびに取得される。 Further, the distance D 1 is acquired by the detection unit 420 detecting the width of the probe light P in the Z direction in the state of FIG. 3 (b). Width 422 shown in FIG. 3 (b) corresponds to the distance D 1. This distance D 1 is acquired each time a material layer is formed.

検出部420は、取得された距離D及びDに基づいて、(1)式により造形物200の高さhを検出し、高さhと距離Dの検出値を制御部400に出力する。但し、検出部420は、距離D及びDの検出値を制御部400に出力し、制御部400が高さhを算出してもよい。 The detection unit 420 detects the height h of the modeled object 200 according to the equation (1) based on the acquired distances D 0 and D 1 , and outputs the detected values of the height h and the distance D 1 to the control unit 400. do. However, the detection unit 420 may output the detection values of the distances D 0 and D 1 to the control unit 400, and the control unit 400 may calculate the height h.

<制御部400の構成>
次に、立体造形装置500が備える制御部400について説明する。
<Structure of control unit 400>
Next, the control unit 400 included in the three-dimensional modeling apparatus 500 will be described.

制御部400は、外部装置から受信した立体データから生成されるスライスデータに基づいて立体造形装置500による造形を制御する。また、制御部400は、検出部420が検出したプローブ光PのZ方向における幅に基づいて造形を制御する制御装置である。 The control unit 400 controls the modeling by the three-dimensional modeling device 500 based on the slice data generated from the three-dimensional data received from the external device. Further, the control unit 400 is a control device that controls modeling based on the width of the probe light P detected by the detection unit 420 in the Z direction.

(制御部400のハードウェア構成例)
まず、制御部400のハードウェア構成について、図4を参照して説明する。図4は制御部400のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。
(Hardware configuration example of control unit 400)
First, the hardware configuration of the control unit 400 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the hardware configuration of the control unit 400.

図4に示すように、制御部400は、コンピュータにより構築され、CPU(Central Processing Unit)501と、ROM(Read Only Memory)502と、RAM(Random Access Memory)503と、HD(Hard Disk)504と、HDD(Hard Disk Drive)コントローラ505とを備えている。またディスプレイ506と、外部機器接続I/F(Interface)508と、ネットワークI/F509と、データバス510と、キーボード511と、ポインティングデバイス512と、DVD−RW(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ514と、メディアI/F516とを備えている。 As shown in FIG. 4, the control unit 400 is constructed by a computer, and has a CPU (Central Processing Unit) 501, a ROM (Read Only Memory) 502, a RAM (Random Access Memory) 503, and an HD (Hard Disk) 504. And an HDD (Hard Disk Drive) controller 505. In addition, a display 506, an external device connection I / F (Interface) 508, a network I / F 509, a data bus 510, a keyboard 511, a pointing device 512, a DVD-RW (Digital Versatile Disk Rewritable) drive 514, and the like. It has a media I / F 516.

これらのうち、CPU501は、制御部400全体の動作を制御する。ROM502は、IPL(Initial Program Loader)等のCPU501の駆動に用いられるプログラムを記憶する。RAM503はCPU501のワークエリアとして使用される。 Of these, the CPU 501 controls the operation of the entire control unit 400. The ROM 502 stores a program used for driving the CPU 501 such as an IPL (Initial Program Loader). The RAM 503 is used as a work area for the CPU 501.

HD504は、プログラム等の各種データを記憶する。またHDDコントローラ505は、CPU501の制御にしたがってHD504に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ディスプレイ506は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像等の各種情報を表示する。 The HD504 stores various data such as programs. Further, the HDD controller 505 controls reading or writing of various data to the HD 504 according to the control of the CPU 501. The display 506 displays various information such as cursors, menus, windows, characters, or images.

外部機器接続I/F508は、各種の外部機器を接続するためのインタフェースである。この場合の外部機器は、USB(Universal Serial Bus)メモリやプリンタ等である。ネットワークI/F509は、ネットワークNを利用してデータ通信をするためのインタフェースである。データバス510は、CPU501等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。 The external device connection I / F 508 is an interface for connecting various external devices. The external device in this case is a USB (Universal Serial Bus) memory, a printer, or the like. The network I / F 509 is an interface for performing data communication using the network N. The data bus 510 is an address bus, a data bus, or the like for electrically connecting each component such as the CPU 501.

また、キーボード511は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス512は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動等を行う入力手段の一種である。 Further, the keyboard 511 is a kind of input means including a plurality of keys for inputting characters, numerical values, various instructions and the like. The pointing device 512 is a kind of input means for selecting and executing various instructions, selecting a processing target, moving a cursor, and the like.

DVD−RWドライブ514は、着脱可能な記録媒体の一例としてのDVD−RW513に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。なお、DVD−RWに限らず、DVD−R等であっても良い。メディアI/F516は、フラッシュメモリ等の記録メディア515に対するデータの読み出し又は書き込み(記憶)を制御する。 The DVD-RW drive 514 controls reading or writing of various data to the DVD-RW 513 as an example of the removable recording medium. The DVD-RW is not limited to the DVD-RW, and a DVD-R or the like may be used. The media I / F 516 controls reading or writing (storage) of data to a recording medium 515 such as a flash memory.

(制御部400の機能構成例)
次に、制御部400の機能構成について、図5を参照して説明する。図5は、制御部400の機能構成の一例を説明するブロック図である。
(Example of functional configuration of control unit 400)
Next, the functional configuration of the control unit 400 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the functional configuration of the control unit 400.

図5に示すように、制御部400は、受信部401と、データ生成部402と、造形制御部403と、投光制御部404と、補正制御部405と、報知部406とを備えている。但し、制御部400はこれら以外の構成を備えてもよい。 As shown in FIG. 5, the control unit 400 includes a reception unit 401, a data generation unit 402, a modeling control unit 403, a light projection control unit 404, a correction control unit 405, and a notification unit 406. .. However, the control unit 400 may have a configuration other than these.

上記に示したもののうち、受信部401の機能は、図4のネットワークI/F509等により実現され、データ生成部402、造形制御部403、投光制御部404及び補正制御部405の機能は、それぞれ図4のCPU501が所定のプログラムを実行すること等により実現される。また報知部406の機能はディスプレイ506等により実現される。 Among those shown above, the functions of the receiving unit 401 are realized by the network I / F 509 and the like shown in FIG. 4, and the functions of the data generation unit 402, the modeling control unit 403, the light projection control unit 404, and the correction control unit 405 are Each of these is realized by the CPU 501 of FIG. 4 executing a predetermined program or the like. Further, the function of the notification unit 406 is realized by a display 506 or the like.

受信部401は、PC(Personal Computer)等の外部装置から立体データを受信し、データ生成部402に出力する。 The receiving unit 401 receives stereoscopic data from an external device such as a PC (Personal Computer) and outputs it to the data generating unit 402.

データ生成部402は、立体データを積層方向にスライスして、立体造形装置500が1層毎に材料層を形成する元となるスライスデータを演算により生成する。 The data generation unit 402 slices the three-dimensional data in the stacking direction, and the three-dimensional modeling apparatus 500 generates slice data for forming a material layer for each layer by calculation.

造形制御部403は、飛翔制御部41と、溶融制御部42と、移動制御部43とを備え、スライスデータに基づき形成した材料層を積層して造形するための制御を行う。 The modeling control unit 403 includes a flight control unit 41, a melting control unit 42, and a movement control unit 43, and controls for laminating and modeling material layers formed based on slice data.

飛翔制御部41は、スライスデータに基づき、飛翔用レーザ115によるパルスレーザ光115aの照射を制御する。この制御には、パルスレーザ光115aの強度制御及びオン/オフ制御等が含まれる。また飛翔制御部41は、パルスレーザ光115aを走査するためのガルバノミラー等の走査部の駆動制御を行うこともできる。 The flight control unit 41 controls the irradiation of the pulsed laser beam 115a by the flight laser 115 based on the slice data. This control includes intensity control of the pulsed laser beam 115a, on / off control, and the like. The flight control unit 41 can also control the drive of a scanning unit such as a galvano mirror for scanning the pulsed laser beam 115a.

溶融制御部42は、スライスデータに基づき、溶融用レーザ116によるレーザ光116aの照射を制御する。この制御には、レーザ光116aの強度制御及びオン/オフ制御等が含まれる。また溶融制御部42は、レーザ光116aを走査するためのガルバノミラー等の走査部の駆動制御を行うこともできる。 The melting control unit 42 controls the irradiation of the laser beam 116a by the melting laser 116 based on the slice data. This control includes intensity control of the laser beam 116a, on / off control, and the like. Further, the melting control unit 42 can also perform drive control of a scanning unit such as a galvano mirror for scanning the laser beam 116a.

移動制御部43は、スライスデータに基づき、ビルドプレート101のY方向(図1参照)及びZ方向の移動を制御する。この制御には、ビルドプレート101の移動量、移動方向及び移動速度等の制御が含まれる。 The movement control unit 43 controls the movement of the build plate 101 in the Y direction (see FIG. 1) and the Z direction based on the slice data. This control includes control of the movement amount, movement direction, movement speed, and the like of the build plate 101.

投光制御部404は投光部410によるプローブ光Pの投光を制御する。この制御には、プローブ光Pの強度制御及びオン/オフ制御等が含まれる。 The light projection control unit 404 controls the light projection of the probe light P by the light projection unit 410. This control includes intensity control of the probe light P, on / off control, and the like.

補正制御部405は、検出部420による距離D及び造形物200の高さhの検出値に基づき、造形の制御を行う。制御の一例として造形物200の高さを補正する。この制御には、距離Dの検出値が狙い値より大きいか否かの判定結果に基づいてビルドプレート101を下降させる制御や、高さhの検出値が所定高さ以下であるか否かの判定に基づいて警告を報知させる制御等が含まれる。このほか、高さに基づいて、立体造形装置に含まれる各手段を制御してもよい。 The correction control unit 405 controls the modeling based on the detection values of the distance D 1 and the height h of the modeled object 200 by the detecting unit 420. As an example of control, the height of the modeled object 200 is corrected. In this control, the build plate 101 is lowered based on the determination result of whether or not the detected value of the distance D 1 is larger than the target value, and whether or not the detected value of the height h is equal to or less than the predetermined height. This includes control for notifying a warning based on the determination of. In addition, each means included in the three-dimensional modeling apparatus may be controlled based on the height.

報知部406は、検出部420による造形物200の高さhの検出値に基づき、造形異常の通知や警告等を立体造形装置500のオペレータ(以下、単にオペレータという)に対して行う。 The notification unit 406 notifies the operator of the three-dimensional modeling apparatus 500 (hereinafter, simply referred to as an operator) of a modeling abnormality, a warning, or the like based on the detection value of the height h of the modeled object 200 by the detecting unit 420.

<立体造形装置500による造形動作例>
次に、立体造形装置500による造形動作について、図6を参照して説明する。図6は、立体造形装置500による造形動作の一例を示すフローチャートである。なお、図6では、受信部401が外部装置から立体データを受信し、データ生成部402が立体データに基づきスライスデータを生成した後の造形動作を示している。
<Example of modeling operation by 3D modeling device 500>
Next, the modeling operation by the three-dimensional modeling apparatus 500 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of a modeling operation by the three-dimensional modeling apparatus 500. Note that FIG. 6 shows a modeling operation after the receiving unit 401 receives the three-dimensional data from the external device and the data generating unit 402 generates slice data based on the three-dimensional data.

まず、ステップ61で造形制御部403は、造形物の補正を行うか否かを判定する。この判定は、オペレータが図4のキーボード511等を用いた入力結果に基づいて行われる。 First, in step 61, the modeling control unit 403 determines whether or not to correct the modeled object. This determination is made based on the input result of the operator using the keyboard 511 or the like shown in FIG.

ステップS61で補正しないと判定された場合には(ステップS61、No)、動作はステップS70に移行する。一方、補正すると判定された場合には(ステップS61、Yes)、ステップS62において、造形制御部403は、1層分の材料層を形成する。 If it is determined in step S61 that the correction is not performed (step S61, No), the operation proceeds to step S70. On the other hand, when it is determined to be corrected (step S61, Yes), in step S62, the modeling control unit 403 forms a material layer for one layer.

続いて、ステップS63において、投光部410はプローブ光Pを投光し、検出部420は、受光したプローブ光PのZ方向の幅に基づき、距離Dと高さhを検出する。検出部420は補正制御部405及び報知部406に検出値を出力する。 Subsequently, in step S63, the light projecting unit 410 projects the probe light P, and the detection unit 420 detects the distance D 1 and the height h based on the width of the received probe light P in the Z direction. The detection unit 420 outputs the detection value to the correction control unit 405 and the notification unit 406.

続いて、ステップS64において、補正制御部405は、距離Dの検出値が所定距離より大きいか否かを判定する。 Subsequently, in step S64, the correction control unit 405 determines whether or not the detected value of the distance D 1 is larger than the predetermined distance.

ステップS64で、大きくないと判定された場合には(ステップS64、No)、ステップS65において、補正制御部405は、造形制御部403を通じてビルドプレート101を所定距離に対する不足分だけ下降させる。これにより、次の材料層の形成では、距離Dを所定距離に維持でき、その結果、材料層1層の高さ(厚み)を正確に管理できる。 If it is determined in step S64 that it is not large (step S64, No), in step S65, the correction control unit 405 lowers the build plate 101 through the modeling control unit 403 by a shortage with respect to a predetermined distance. As a result, in the formation of the next material layer, the distance D 1 can be maintained at a predetermined distance, and as a result, the height (thickness) of the material layer 1 layer can be accurately controlled.

一方、ステップS64で、大きいと判定された場合には(ステップS64、Yes)、ステップS66に移行する。 On the other hand, if it is determined in step S64 that it is large (step S64, Yes), the process proceeds to step S66.

続いて、ステップS66において、補正制御部405は、高さhの検出値が所定高さ以下であるか否かを判定する。この所定高さは、スライスデータに基づいて特定されるその時点での造形物200の高さである。 Subsequently, in step S66, the correction control unit 405 determines whether or not the detected value of the height h is equal to or less than the predetermined height. This predetermined height is the height of the modeled object 200 at that time, which is specified based on the slice data.

ステップS66で、所定高さ以下ではないと判定された場合には(ステップS66、No)、ステップS67において、補正制御部405は報知部406に造形異常の警告を報知させる。一方、所定高さ以下であると判定された場合には(ステップS66、Yes)、ステップS68に移行する。 If it is determined in step S66 that the height is not equal to or lower than the predetermined height (step S66, No), in step S67, the correction control unit 405 notifies the notification unit 406 of a warning of a molding abnormality. On the other hand, if it is determined that the height is equal to or lower than the predetermined height (step S66, Yes), the process proceeds to step S68.

なお、ステップS64及び65の動作と、ステップS66及び67の動作は、適宜順番を入れ替えてもよいし、両ステップが並行して行われてもよい。 The order of the operations of steps S64 and 65 and the operations of steps S66 and 67 may be changed as appropriate, or both steps may be performed in parallel.

続いて、ステップS68において、造形制御部403はビルドプレート101を1層分だけ下降させる。 Subsequently, in step S68, the modeling control unit 403 lowers the build plate 101 by one layer.

続いて、ステップS69において、造形制御部403は造形を終了するか否かを判定する。この判定は、データ生成部402より得られたスライスデータの残りがあるかないかで判断する。スライスデータの残りが無い場合には終了する。 Subsequently, in step S69, the modeling control unit 403 determines whether or not to finish modeling. This determination is made based on whether or not there is a residue of slice data obtained from the data generation unit 402. If there is no remaining slice data, it ends.

ステップS69で、終了すると判定された場合には(ステップS69、Yes)、造形動作は終了し、終了しないと判定された場合には(ステップS69、No)、ステップS62に戻り、ステップS62以降の動作が再度行われる。 If it is determined in step S69 to end (step S69, Yes), the modeling operation ends, and if it is determined not to end (step S69, No), the process returns to step S62, and steps S62 and subsequent steps are performed. The operation is performed again.

一方、ステップS61で、補正しないと判定された場合には(ステップS61、No)、ステップS70において、造形制御部403は、1層分の材料層を形成する。 On the other hand, if it is determined in step S61 that the correction is not performed (steps S61, No), in step S70, the modeling control unit 403 forms a material layer for one layer.

続いて、ステップS71において、造形制御部403はビルドプレート101を1層分だけ下降させる。 Subsequently, in step S71, the modeling control unit 403 lowers the build plate 101 by one layer.

続いて、ステップS72において、造形制御部403は造形を終了するか否かを判定する。 Subsequently, in step S72, the modeling control unit 403 determines whether or not to finish modeling.

ステップS72で、終了すると判定された場合には(ステップS72、Yes)、造形動作は終了し、終了しないと判定された場合には(ステップS72、No)、ステップS70に戻り、ステップS70以降の動作が再度行われる。 If it is determined in step S72 to end (step S72, Yes), the modeling operation ends, and if it is determined not to end (step S72, No), the process returns to step S70, and steps S70 and subsequent steps are performed. The operation is performed again.

上述したステップS62〜S69は、造形物200の高さhの補正を行う造形動作に対応し、距離Dが一定になるように制御することで、材料層の1層毎の高さ(厚み)を管理しながら造形を行うことができる。ステップS70〜S72は、造形物200の高さhの補正を行わない通常の造形動作に対応する。 Step S62~S69 described above corresponds to the molding operation to correct the height h of the molded article 200, by a distance D 1 is controlled to be constant, one layer for each of the height of the material layer (thickness ) Can be managed while modeling. Steps S70 to S72 correspond to a normal modeling operation in which the height h of the modeled object 200 is not corrected.

このようにして、立体造形装置500は、造形動作を行うことができる。 In this way, the three-dimensional modeling device 500 can perform the modeling operation.

<立体造形装置500の作用効果>
以上説明したように、本実施形態では、少なくとも造形材料201を含む材料層をZ方向に積層して造形物200を造形する。また造形部100にX方向からプローブ光Pを投光し、造形部100を挟んで投光側とは反対側で受光したプローブ光PのZ方向における幅に基づき造形を制御する。
<Action and effect of the three-dimensional modeling device 500>
As described above, in the present embodiment, the material layer containing at least the modeling material 201 is laminated in the Z direction to form the modeled object 200. Further, the probe light P is projected onto the modeling unit 100 from the X direction, and the modeling is controlled based on the width of the probe light P received on the opposite side of the modeling unit 100 from the projection side in the Z direction.

プローブ光PのZ方向における幅に基づき、ビルドプレート101のZ方向の高さを補正することで、造形ガイド155と造形物200との距離Dを所定距離に維持できる。その結果、材料層1層分の高さを正確に管理して、造形物200を正確に造形でき、造形物200の形状精度を確保することができる。 Based on the width in the Z direction of the probe light P, by correcting the Z-direction height of the build plate 101 can be maintained a distance D 1 of the the shaped guide 155 and the shaped object 200 to a predetermined distance. As a result, the height of one material layer can be accurately controlled, the modeled object 200 can be accurately modeled, and the shape accuracy of the modeled object 200 can be ensured.

またプローブ光PのZ方向における幅に基づき、造形物200の高さhを検出することで造形異常の発生を検知し、報知部406によりオペレータ等に対して報知できる。これにより、オペレータに造形の停止や調整等を促すことができる。 Further, the occurrence of a modeling abnormality is detected by detecting the height h of the modeled object 200 based on the width of the probe light P in the Z direction, and the notification unit 406 can notify the operator or the like. As a result, it is possible to urge the operator to stop or adjust the modeling.

また、本実施形態では、プローブ光PとしてZ方向に沿う方向を長手とする線状のレーザ光を用いる。これにより、Z方向では造形物200の高さhを検出するために十分な長さを確保し、Y方向には狭い範囲で光を投光できる。 Further, in the present embodiment, as the probe light P, a linear laser light having a longitudinal direction along the Z direction is used. As a result, a sufficient length can be secured in the Z direction to detect the height h of the modeled object 200, and light can be projected in a narrow range in the Y direction.

Y方向に狭い範囲で投光することで、投光部410の駆動電力を抑制しつつ、検出のために十分な光量を確保できる。また、プローブ光PのY方向の範囲を狭めることで、造形物200の周辺に障害物によってプローブ光Pが遮られることを防ぎ、プローブ光Pが遮られることで生じる検出誤差を回避できる。さらに、指向性の高いレーザ光を用いることで、プローブ光Pの広がりを抑制してより高精度の検出を行うことができる。 By projecting light in a narrow range in the Y direction, it is possible to secure a sufficient amount of light for detection while suppressing the driving power of the projecting unit 410. Further, by narrowing the range of the probe light P in the Y direction, it is possible to prevent the probe light P from being blocked by an obstacle around the modeled object 200, and to avoid a detection error caused by blocking the probe light P. Further, by using a laser beam having high directivity, it is possible to suppress the spread of the probe light P and perform detection with higher accuracy.

また本実施形態では、プローブ光PとしてZ方向の長さが所定距離より長いパターン光を投光する。この所定距離は、Z方向におけるビルドプレート101と造形ガイド155との間の予め設定された距離である。これにより、所定距離を基準にして造形物200の高さhを検出でき、検出精度を確保できる。但し、これに限定されるものではなく、造形物200の高さhを検出するためのZ方向における幅を確保できれば、プローブ光PのZ方向における長さを所定距離より短くしてもよい。 Further, in the present embodiment, as the probe light P, a pattern light having a length in the Z direction longer than a predetermined distance is projected. This predetermined distance is a preset distance between the build plate 101 and the modeling guide 155 in the Z direction. As a result, the height h of the modeled object 200 can be detected with reference to a predetermined distance, and the detection accuracy can be ensured. However, the present invention is not limited to this, and the length of the probe light P in the Z direction may be shorter than a predetermined distance as long as the width in the Z direction for detecting the height h of the modeled object 200 can be secured.

また本実施形態では、投光部410及び検出部420を造形物200の側方に配置する。これにより、造形過程で+Z方向に生じる蒸気やガスに起因する汚れの影響を抑制してプローブ光Pの幅を検出できる。 Further, in the present embodiment, the light projecting unit 410 and the detecting unit 420 are arranged on the side of the modeled object 200. As a result, the width of the probe light P can be detected by suppressing the influence of dirt caused by steam or gas generated in the + Z direction in the modeling process.

また本実施形態では、造形材料201が粉体であり、造形部100が担持された造形材料201を飛翔させて材料層を形成する例を示したが、これに限定されるものではない。造形材料として液体を用い、造形部は液体としての造形材料を吐出して材料層を形成し、これを積層して造形物200を造形することもできる。 Further, in the present embodiment, an example is shown in which the modeling material 201 is powder and the modeling material 201 on which the modeling portion 100 is supported is flown to form a material layer, but the present invention is not limited to this. A liquid may be used as the modeling material, and the modeling unit may discharge the modeling material as a liquid to form a material layer, and stack these to form the modeled object 200.

図7は、液体としての造形材料201'を吐出する造形部100'の構成の一例を説明する図である。造形部100'は、造形部100'と造形物200とのXY平面内での相対位置を変化させながら、造形材料201'を吐出して造形物200上に着弾させ、2次元的な材料層を形成する。そして、材料層にUV光又は赤外光を照射して造形材料201'を固化させることで、材料層同士を付着させる。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the modeling unit 100'that discharges the modeling material 201'as a liquid. The modeling unit 100'is discharged from the modeling material 201'and landed on the modeling object 200 while changing the relative positions of the modeling unit 100'and the modeled object 200 in the XY plane, and is a two-dimensional material layer. To form. Then, the material layers are adhered to each other by irradiating the material layers with UV light or infrared light to solidify the modeling material 201'.

このような造形部100'で造形を行う装置においても、実施形態を適用し、上述した効果を得ることができる。 The above-described effects can also be obtained by applying the embodiment to an apparatus that performs modeling with such a modeling unit 100'.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る立体造形装置について説明する。なお、各図面において、同一構成の部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
[Second Embodiment]
Next, the three-dimensional modeling apparatus according to the second embodiment will be described. In each drawing, parts having the same configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

本実施形態では、X方向に沿って配列する穴列、又はX方向に沿う方向を長手とする長穴の少なくとも一方を用いて造形を行う。また、X方向に沿う方向に第1プローブ光を投光し、X方向及びZ方向の両方に交差する方向に1以上の第2プローブ光を投光する。そして造形部を挟んで投光側とは反対側で受光した第1プローブ光及び第2プローブ光のそれぞれのZ方向における幅に基づき、より高精度に造形を制御する。 In the present embodiment, modeling is performed using at least one of a row of holes arranged along the X direction or an elongated hole having a longitudinal direction along the X direction. Further, the first probe light is projected in the direction along the X direction, and one or more second probe lights are projected in the direction intersecting both the X direction and the Z direction. Then, the modeling is controlled with higher accuracy based on the widths of the first probe light and the second probe light received on the side opposite to the light projecting side across the modeling portion in the Z direction.

図8は、本実施形態に係る立体造形装置500aの造形物200周辺の構成の一例を説明する図であり、造形物200を+Z方向から見た図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration around the modeled object 200 of the three-dimensional modeling apparatus 500a according to the present embodiment, and is a view of the modeled object 200 viewed from the + Z direction.

図8に示すように、立体造形装置500aは、造形部100aと、X方向投光部410aと、第1Y方向投光部410bと、第2Y方向投光部410cと、X方向検出部420aと、第1Y方向検出部420bと、第2Y方向検出部420cとを備えている。 As shown in FIG. 8, the three-dimensional modeling apparatus 500a includes a modeling unit 100a, an X-direction light projecting unit 410a, a first Y-direction light projecting unit 410b, a second Y-direction light projecting unit 410c, and an X-direction detecting unit 420a. A first Y-direction detection unit 420b and a second Y-direction detection unit 420c are provided.

また造形部100aは、造形ガイド160を備えている。この造形ガイド160は、X方向に配列した複数のスリット部を備え、X方向に沿う線状の造形材料201の列を飛翔させる。ビルドプレート101をY方向に移動させながら、造形材料201の列を飛翔させることで、XY平面内に2次元の材料層を形成できる。 Further, the modeling unit 100a includes a modeling guide 160. The modeling guide 160 includes a plurality of slit portions arranged in the X direction, and flies a row of linear modeling materials 201 along the X direction. A two-dimensional material layer can be formed in the XY plane by flying a row of modeling materials 201 while moving the build plate 101 in the Y direction.

X方向投光部410aは、X方向に沿う方向(スリット部の配列方向)にX方向プローブ光Pxを投光する。X方向検出部420aは、造形部100aを挟んでX方向投光部410aの反対側で受光したX方向プローブ光PxのZ方向における幅を検出する。これにより、複数個の造形物200をX方向に並べて造形する場合にも、造形物200と造形ガイド160との間の最も短い距離(最も狭い隙間)を検出できる。 The X-direction light projecting unit 410a projects the X-direction probe light Px in a direction along the X direction (arrangement direction of the slit portions). The X-direction detection unit 420a detects the width of the X-direction probe light Px received on the opposite side of the X-direction light projecting unit 410a with the modeling unit 100a in the Z direction. As a result, even when a plurality of modeled objects 200 are arranged side by side in the X direction for modeling, the shortest distance (narrowest gap) between the modeled object 200 and the modeling guide 160 can be detected.

第1Y方向投光部410bは、X方向に交差する方向であって、ビルドプレート101の+X方向における端部の+Z方向側を通る方向に、第1Y方向プローブ光Py1を投光する。第1Y方向検出部420bは、造形部100aを挟んで第1Y方向投光部410bの反対側で受光した第1Y方向プローブ光Py1のZ方向における幅を検出する。これにより、図8に示すように、ビルドプレート101の+X方向の端部で、ビルドプレート101と造形ガイド160との間の距離Dを検出できる。 The 1Y direction projecting portion 410b is a direction crossing the X direction, a direction passing through the + Z direction side of the end portion in the + X direction of the build plate 101, for projecting the first 1Y direction probe light P y1. The 1Y direction detection unit 420b detects the width in the Z direction of the 1Y direction probe light P y1 that is received on the opposite side of the 1Y direction projecting portion 410b across the shaped portion 100a. As a result, as shown in FIG. 8, the distance D 0 between the build plate 101 and the modeling guide 160 can be detected at the end of the build plate 101 in the + X direction.

第2Y方向投光部410cは、X方向に交差する方向であって、ビルドプレート101の−X方向における端部に設けられたテストサンプル210の+Z方向側を通る方向に、第2Y方向プローブ光Py2を投光する。ここで、テストサンプル210とは、造形物200に並行して造形され、造形物200の高さを監視するために用いられる造形物をいう。 The second Y-direction light projecting unit 410c intersects the X-direction, and passes through the + Z-direction side of the test sample 210 provided at the end of the build plate 101 in the −X direction in the second Y-direction probe light. Py2 is projected. Here, the test sample 210 refers to a modeled object that is modeled in parallel with the modeled object 200 and is used to monitor the height of the modeled object 200.

第2Y方向検出部420cは、造形部100aを挟んで第2Y方向投光部410cの反対側で受光した第2Y方向プローブ光Py2のZ方向における幅を検出する。これにより、テストサンプル210と造形ガイド160との間の距離Dと、テストサンプル210の高さhを検出できる。なお、第2Y方向プローブ光Py2は、第1Y方向プローブ光Py1と交差している。 The 2Y direction detection unit 420c detects the width in the Z direction of the 2Y direction probe light P y2 received by the opposite side of the 2Y direction projecting portion 410c across the shaped portion 100a. Thereby, the distance D 1 between the test sample 210 and the modeling guide 160 and the height h of the test sample 210 can be detected. The second Y-direction probe light P y2 intersects with the first Y-direction probe light P y1.

ここで造形物200は「第1造形物」の一例であり、テストサンプル210は「第2造形物」の一例である。 Here, the modeled object 200 is an example of the "first modeled object", and the test sample 210 is an example of the "second modeled object".

図9は、立体造形装置500aの造形物200周辺の構成の他の例を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the configuration around the modeled object 200 of the three-dimensional modeling apparatus 500a.

図9の例では、第1Y方向投光部410bは、X方向に交差する方向であって、ビルドプレート101の+X方向における端部と、造形物200の+Z方向側を通る方向に、第1Y方向プローブ光Py1を投光する。第1Y方向検出部420bは、造形部100aを挟んで第1Y方向投光部410bの反対側で受光した第1Y方向プローブ光Py1のZ方向における幅を検出する。これにより、ビルドプレート101の+X方向における端部で、造形物200と造形ガイド160との間の距離Dを検出できる。 In the example of FIG. 9, the first Y-direction light projecting portion 410b intersects the X direction, and passes through the end portion of the build plate 101 in the + X direction and the + Z direction side of the modeled object 200 in the first Y direction. The directional probe light P y1 is projected. The 1Y direction detection unit 420b detects the width in the Z direction of the 1Y direction probe light P y1 that is received on the opposite side of the 1Y direction projecting portion 410b across the shaped portion 100a. Thus, at the end of the + X direction of the build plate 101 can detect the distance D 1 of the between the shaped object 200 with shaped guide 160.

このように、本実施形態では、造形ガイド160の任意の位置で、造形ガイド160と造形物200との間の距離Dや、造形ガイド160とビルドプレート101との間の距離Dを検出する。これにより、テストサンプル210と造形物200のそれぞれの高さhの検出を別々に行うことができ、検出値に基づき造形をより高精度に制御できる。 As described above, in the present embodiment, the distance D 1 between the modeling guide 160 and the modeled object 200 and the distance D 0 between the modeling guide 160 and the build plate 101 are detected at an arbitrary position of the modeling guide 160. do. As a result, the height h of each of the test sample 210 and the modeled object 200 can be detected separately, and the modeling can be controlled with higher accuracy based on the detected values.

また、X方向投光部410a、第1Y方向投光部410b、第2Y方向投光部410c、X方向検出部420a、第1Y方向検出部420b、及び第2Y方向検出部420cは、造形物200の側方に配置されるため、造形過程で生じる蒸気やガスに起因する汚れの影響を受けずに、プローブ光の幅を検出できる。 Further, the X-direction light projecting unit 410a, the first Y-direction light projecting unit 410b, the second Y-direction light projecting unit 410c, the X-direction detection unit 420a, the first Y-direction detection unit 420b, and the second Y-direction detection unit 420c are modeled objects 200. Since it is arranged on the side of the probe light, the width of the probe light can be detected without being affected by dirt caused by steam or gas generated in the molding process.

ここで、X方向投光部410aは「第1投光部」の一例、X方向検出部420aは「第1検出部」の一例、X方向プローブ光Pxは「第1の光」の一例である。 Here, the X-direction light projecting unit 410a is an example of the "first light projecting unit", the X-direction detection unit 420a is an example of the "first detection unit", and the X-direction probe light Px is an example of the "first light". be.

また、第1Y方向投光部410b及び第2Y方向投光部410cは、それぞれ「第2投光部」の一例、第1Y方向検出部420b及び第2Y方向検出部420cは、それぞれ「第2検出部」の一例、第1Y方向プローブ光Py1及び第2Y方向プローブ光Py2は、それぞれ「第2の光」の一例である。 Further, the 1st Y direction light projecting unit 410b and the 2nd Y direction light projecting unit 410c are examples of the "second light projecting unit", respectively, and the 1st Y direction detecting unit 420b and the 2nd Y direction detecting unit 420c are "second detection", respectively. The first Y-direction probe light Py1 and the second Y-direction probe light Py2, which are examples of the “part”, are examples of the “second light”, respectively.

なお、本実施形態では、「第2投光部」が2個で、「第2検出部」が2個である例を示したが、これに限定されるものではなく、「第2投光部」は1個以上の任意の数で、「第2検出部」は1個以上の任意の数であってもよい。 In the present embodiment, an example in which the number of the "second light projecting unit" is two and the number of the "second detection unit" is two is shown, but the present invention is not limited to this, and the "second light projecting unit" is not limited to this. The "unit" may be an arbitrary number of one or more, and the "second detection unit" may be an arbitrary number of one or more.

また、造形ガイド160がX方向に配列した複数のスリット部を備える例を示したが、造形ガイド160はX方向を長手とする長穴を備えてもよいし、複数のスリット部と長穴の両方を組み合わせて備えてもよい。 Further, although the example in which the modeling guide 160 is provided with a plurality of slit portions arranged in the X direction is shown, the modeling guide 160 may be provided with an elongated hole having a longitudinal direction in the X direction, or the modeling guide 160 may be provided with a plurality of slit portions and an elongated hole. Both may be provided in combination.

次に、図10はテストサンプル210の構成の一例を説明する図であり、(a)斜視図、(b)はテストサンプル210の拡大斜視図である。 Next, FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the test sample 210, (a) a perspective view, and (b) an enlarged perspective view of the test sample 210.

図10に示すように、テストサンプル210は内部が空洞になっている六角柱である。六角柱の各面(側壁)の厚みは異なるように形成されている。 As shown in FIG. 10, the test sample 210 is a hexagonal column having a hollow inside. The thickness of each surface (side wall) of the hexagonal column is formed to be different.

テストサンプル210の側壁の最小厚みは、造形物200の最小厚みと等しくなるようにテストサンプル210を造形することが好ましい。このようにすると、造形物200の最小厚みの部分における造形中の異常を、テストサンプル210の同じ厚み部分の造形を監視することで検知できる。 It is preferable to shape the test sample 210 so that the minimum thickness of the side wall of the test sample 210 is equal to the minimum thickness of the modeled object 200. In this way, an abnormality during modeling in the minimum thickness portion of the modeled object 200 can be detected by monitoring the modeling of the same thickness portion of the test sample 210.

このテストサンプル210を造形する場合には、第1Y方向プローブ光Py1と第2Y方向プローブ光Py2が同じ面の+Z方向側を通過するように、第1Y方向投光部410b及び第2Y方向投光部410cを配置する。そして、第1Y方向検出部420bと第2Y方向検出部420cは、テストサンプル210の六角柱における同じ厚みの側壁を検出する。 When modeling this test sample 210, the first Y-direction light projecting unit 410b and the second Y-direction so that the first Y-direction probe light P y1 and the second Y-direction probe light P y2 pass through the + Z direction side of the same surface. The light projecting unit 410c is arranged. Then, the first Y direction detection unit 420b and the second Y direction detection unit 420c detect the side wall of the same thickness in the hexagonal column of the test sample 210.

このようにすることで、複雑で薄い側壁のある造形物を造形する場合であってもテストサンプル210の高さhを高精度に検出でき、テストサンプル210の高さhの検出値を用いて造形物200を精度よく補正することができる。なお、テストサンプル210は六角柱ではなく、他の多角柱でもよい。 By doing so, the height h of the test sample 210 can be detected with high accuracy even when a modeled object having a complicated and thin side wall is formed, and the detected value of the height h of the test sample 210 can be used. The modeled object 200 can be corrected with high accuracy. The test sample 210 may be another polygonal column instead of the hexagonal column.

次に、図11は、テストサンプルを含む構成の他の例を説明する図であり、(a)は斜視図であり、(b)はテストサンプルの拡大斜視図である。 Next, FIG. 11 is a diagram for explaining another example of the configuration including the test sample, (a) is a perspective view, and (b) is an enlarged perspective view of the test sample.

テストサンプル220は、内部が空洞になっている円柱である。円柱の外周円に対して内周円を偏心させることで、円柱の側壁の厚みが円周方向に異なるように形成されている。このようなテストサンプル220を用いても、テストサンプル210を用いる場合と同様の効果が得られる。 The test sample 220 is a cylinder having a hollow inside. By eccentricizing the inner circumference circle with respect to the outer circumference circle of the cylinder, the thickness of the side wall of the cylinder is formed to be different in the circumferential direction. Even if such a test sample 220 is used, the same effect as when the test sample 210 is used can be obtained.

またテストサンプルは、テストサンプルと造形物とを結ぶ線分が、造形ガイド160のスリット部の配列方向に対して平行になるように配置するか、又は造形ガイド160のスリット部の配列方向に対して直交するように配置すると好適である。 Further, the test sample is arranged so that the line segment connecting the test sample and the modeled object is parallel to the arrangement direction of the slit portion of the modeling guide 160, or is arranged with respect to the arrangement direction of the slit portion of the modeling guide 160. It is preferable to arrange them so as to be orthogonal to each other.

図11(a)に示す例では、テストサンプル210は、テストサンプル210と造形物200とを結ぶ線分が、造形ガイド160のスリット部の配列方向に対して平行になるように配置されている。またテストサンプル220は、テストサンプル220と造形物200とを結ぶ線分が、造形ガイド160のスリット部の配列方向に対して直交するように配置されている。 In the example shown in FIG. 11A, the test sample 210 is arranged so that the line segment connecting the test sample 210 and the modeled object 200 is parallel to the arrangement direction of the slit portion of the modeled guide 160. .. Further, the test sample 220 is arranged so that the line segment connecting the test sample 220 and the modeled object 200 is orthogonal to the arrangement direction of the slit portion of the modeling guide 160.

このようにすると、造形物200とテストサンプル210は、造形材料201を飛翔させるタイミングと、材料層を溶融させるタイミングがほぼ一致するため、造形材料201の飛翔と溶融で異常が生じた場合に、テストサンプル210の高さhの検出値を用いて造形を制御して補正できる。 In this way, since the timing of flying the modeling material 201 and the timing of melting the material layer of the modeled object 200 and the test sample 210 are almost the same, when an abnormality occurs in the flying and melting of the modeling material 201, The modeling can be controlled and corrected by using the detected value of the height h of the test sample 210.

また、造形物200とテストサンプル220は、配列する複数のスリット部のうちの同じスリット部を用いて造形されるため、同じスリット部で飛翔異常が生じた場合に、テストサンプル220の高さhの検出値を用いて造形を制御して補正できる。また飛翔異常が発生して造形材料201が供給されずに補正しきれない場合には、警告により造形できないことをオペレータに報知できる。 Further, since the modeled object 200 and the test sample 220 are modeled using the same slit portion among the plurality of slit portions arranged, the height h of the test sample 220 when a flight abnormality occurs in the same slit portion. The modeling can be controlled and corrected using the detected value of. Further, when a flight abnormality occurs and the modeling material 201 is not supplied and cannot be corrected, the operator can be notified by a warning that the modeling cannot be performed.

なお、造形材料として液体を用い、造形部は液体としての造形材料を吐出して材料層を形成し、これを積層して造形物200を造形する場合にも、本実施形態を適用可能である。 The present embodiment can also be applied to a case where a liquid is used as a modeling material, a modeling material as a liquid is discharged to form a material layer, and the material layer is laminated to form a modeled object 200. ..

[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る立体造形装置について説明する。なお、各図面において、同一構成の部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
[Third Embodiment]
Next, the three-dimensional modeling apparatus according to the third embodiment will be described. In each drawing, parts having the same configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

本実施形態では、ビルドプレート101のY方向への移動量と、検出部420によるプローブ光PのZ方向における複数の受光位置とに基づいて、造形物200の倒れを検出する。またビルドプレート101のZ方向への移動量と、プローブ光PのZ方向における幅とに基づいて、造形物200の高さをより高精度に検出する。これらを用いて、造形をより高精度に制御する。 In the present embodiment, the collapse of the modeled object 200 is detected based on the amount of movement of the build plate 101 in the Y direction and the plurality of light receiving positions of the probe light P by the detection unit 420 in the Z direction. Further, the height of the modeled object 200 is detected with higher accuracy based on the amount of movement of the build plate 101 in the Z direction and the width of the probe light P in the Z direction. Using these, the modeling is controlled with higher accuracy.

図12は、本実施形態に係る立体造形装置500bにおける造形物200周辺の構成の一例を説明する拡大図である。 FIG. 12 is an enlarged view illustrating an example of the configuration around the modeled object 200 in the three-dimensional modeling apparatus 500b according to the present embodiment.

図12に示すように、立体造形装置500bは造形部100bを備えている。また造形部100bは、ビルドプレート101のY方向への移動量を検出するY方向エンコーダ110と、ビルドプレート101のZ方向への移動量を検出するZ方向エンコーダ120とを備えている。Y方向エンコーダ110及びZ方向エンコーダ120のそれぞれは、移動量の検出値を制御部400に出力できる。 As shown in FIG. 12, the three-dimensional modeling apparatus 500b includes a modeling unit 100b. Further, the modeling unit 100b includes a Y-direction encoder 110 that detects the amount of movement of the build plate 101 in the Y direction, and a Z-direction encoder 120 that detects the amount of movement of the build plate 101 in the Z direction. Each of the Y-direction encoder 110 and the Z-direction encoder 120 can output the detected value of the movement amount to the control unit 400.

ここで、図13は倒れ及び高さの検出方法の一例を説明する図であり、(a)は倒れの検出方法を示す図、(b)は高さの検出方法を示す図である。 Here, FIG. 13 is a diagram for explaining an example of a method for detecting a fall and a height, (a) is a diagram showing a method for detecting a fall, and (b) is a diagram showing a method for detecting a height.

図13(a)は、ビルドプレート101が+Y方向に移動し、ビルドプレート101上の造形物200がプローブ光Pを遮る様子を示している。 FIG. 13A shows how the build plate 101 moves in the + Y direction, and the model 200 on the build plate 101 blocks the probe light P.

造形物200上の点S1がプローブ光Pを遮った時刻t1において、検出部420はZ方向でプローブ光Pが遮られた位置を示す位置データz1を制御部400に出力する。その後、ビルドプレート101が+Y方向に移動して、次に造形物200上の点S2がプローブ光Pを遮った時刻t2において、検出部420はZ方向でプローブ光Pが遮られた位置を示す位置データz2を制御部400に出力する。Y方向エンコーダ110は、時刻t1から時刻t2まで間におけるビルドプレート101の移動量dyを制御部400に出力する。 At the time t1 when the point S1 on the modeled object 200 blocks the probe light P, the detection unit 420 outputs the position data z1 indicating the position where the probe light P is blocked in the Z direction to the control unit 400. After that, at the time t2 when the build plate 101 moves in the + Y direction and then the point S2 on the modeled object 200 blocks the probe light P, the detection unit 420 indicates the position where the probe light P is blocked in the Z direction. The position data z2 is output to the control unit 400. The Y-direction encoder 110 outputs the movement amount dy of the build plate 101 between the time t1 and the time t2 to the control unit 400.

これらのデータを用いて、以下の(2)式を用いて倒れθを算出できる。
θ=tan−1{dy/Δz1}
=tan−1{dy/(z2−z1)} ・・・(2)
なお、造形物200の形状がもともと傾きφで傾いた形状をしている場合は、θ―φとすることで、造形物200の形状の影響を除去し、造形誤差としての倒れを正確に検出できる。ここで、位置データz1及びz2は「複数の受光位置」の一例である。
Using these data, the collapse θ can be calculated using the following equation (2).
θ = tan -1 {dy / Δz1}
= Tan -1 {dy / (z2-z1)} ・ ・ ・ (2)
If the shape of the modeled object 200 is originally inclined with an inclination of φ, the influence of the shape of the modeled object 200 is removed by setting it to θ−φ, and the collapse as a modeling error is accurately detected. can. Here, the position data z1 and z2 are examples of "plurality of light receiving positions".

また、図13(b)は、ビルドプレート101が+Z方向に移動し、ビルドプレート101上の造形物200がプローブ光Pを遮る様子を示している。 Further, FIG. 13B shows how the build plate 101 moves in the + Z direction, and the modeled object 200 on the build plate 101 blocks the probe light P.

検出部420がプローブ光PのZ方向における幅を検出している時刻t3から時刻t4までの間にビルドプレート101が移動した場合には、検出部420による検出値にビルドプレート101の移動量に伴う誤差が含まれる。 When the build plate 101 moves between the time t3 and the time t4 when the detection unit 420 detects the width of the probe light P in the Z direction, the movement amount of the build plate 101 is added to the value detected by the detection unit 420. The accompanying error is included.

このような場合に、Z方向エンコーダ120は時刻t3から時刻t4までの間にビルドプレート101が移動した移動量dzを制御部400に出力する。検出部420は、時刻t4におけるプローブ光PのZ方向における幅Hを制御部400に出力する。これらのデータを用いて、以下の(3)式を用いて、時刻t3における高さhを算出できる。
h=H−dz ・・・(3)
このようにして、ビルドプレート101の移動量に伴う誤差を除去し、時刻t3における高さhを正確に検出できる。
In such a case, the Z-direction encoder 120 outputs the movement amount dz that the build plate 101 has moved between the time t3 and the time t4 to the control unit 400. The detection unit 420 outputs the width H of the probe light P in the Z direction at time t4 to the control unit 400. Using these data, the height h at time t3 can be calculated using the following equation (3).
h = H−dz ・ ・ ・ (3)
In this way, the error due to the movement amount of the build plate 101 can be removed, and the height h at the time t3 can be accurately detected.

次に、図14は、立体造形装置500bの備える制御部400bの機能構成の一例を説明するブロック図である。 Next, FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of the functional configuration of the control unit 400b included in the three-dimensional modeling apparatus 500b.

ここで、立体造形装置500bは、図8で示した構成と同様に、造形部100aと、X方向投光部410aと、第1Y方向投光部410bと、第2Y方向投光部410cと、X方向検出部420aと、第1Y方向検出部420bと、第2Y方向検出部420cとを備えている。 Here, in the three-dimensional modeling apparatus 500b, similarly to the configuration shown in FIG. 8, the modeling unit 100a, the X-direction light projecting unit 410a, the first Y-direction light projecting unit 410b, the second Y-direction light projecting unit 410c, and the like. It includes an X-direction detection unit 420a, a first Y-direction detection unit 420b, and a second Y-direction detection unit 420c.

立体造形装置500bは、第2Y方向投光部410cと、第2Y方向検出部420cとを用いてテストサンプル210によるプローブ光Pの遮光を利用して倒れθを検出し、X方向投光部410aと、X方向検出部420aとを用いて造形物200の高さhを検出するものとする。 The three-dimensional modeling apparatus 500b uses the second Y-direction light projecting unit 410c and the second Y-direction detection unit 420c to detect the fall θ by utilizing the shading of the probe light P by the test sample 210, and detects the fall θ, and the X-direction light projecting unit 410a. And the X-direction detection unit 420a are used to detect the height h of the modeled object 200.

図14に示すように、制御部400bは、データ補正部407と、倒れ判定部408とを備えている。 As shown in FIG. 14, the control unit 400b includes a data correction unit 407 and a fall determination unit 408.

データ補正部407は、Y方向エンコーダ110による移動量データと、第2Y方向検出部420cによるテストサンプル210の距離D及び高さhに基づき、造形物200が平面に造形できているか判定する。そして、できていない場合には、これらのデータを用いて造形物200における凹部を補正するように、データ生成部402によるスライスデータを補正する。 Data correction unit 407, a movement amount data according to Y-direction encoder 110, based on the distance D 1 and the height h of the test sample 210 according 2Y direction detection unit 420c, determines whether molded article 200 is made shaped into plane. Then, if it is not completed, the slice data by the data generation unit 402 is corrected so as to correct the concave portion in the modeled object 200 using these data.

倒れ判定部408は、Y方向エンコーダ110による移動量データと、第2Y方向検出部420cによるテストサンプル210の距離D及び高さhに基づき、造形物200に倒れが発生したかどうかを判定し、発生した場合には、報知部406を介してオペレータに倒れ量を報知する。 Fall determination unit 408, a movement amount data according to Y-direction encoder 110, based on the distance D 1 and the height h of the test sample 210 according 2Y direction detection unit 420c, to determine whether fallen shaped object 200 is generated When it occurs, the operator is notified of the amount of fall via the notification unit 406.

次に、図15は、立体造形装置500bによる造形動作の一例を示すフローチャートである。なお、図15におけるステップS141〜S148の動作は、図6におけるステップS61〜S68の動作と同様である。また図14におけるステップS157〜S159の動作は、ステップS70〜S72の動作と同様である。そのため、ここでは重複する説明を省略し、図6と異なる部分のみを説明する。 Next, FIG. 15 is a flowchart showing an example of a modeling operation by the three-dimensional modeling device 500b. The operation of steps S141 to S148 in FIG. 15 is the same as the operation of steps S61 to S68 in FIG. The operation of steps S157 to S159 in FIG. 14 is the same as the operation of steps S70 to S72. Therefore, a duplicate description will be omitted here, and only a part different from FIG. 6 will be described.

ステップS149において、第2Y方向検出部420cは、テストサンプル210の距離Dと、高さhを検出し、データ補正部407及び倒れ判定部408のそれぞれに出力する。 In step S149, the second Y direction detection unit 420c detects the distance D 1 and the height h of the test sample 210 and outputs them to the data correction unit 407 and the fall determination unit 408, respectively.

続いて、ステップS150において、データ補正部407は、Y方向エンコーダ110による移動量データと、第2Y方向検出部420cによるテストサンプル210の距離D及び高さhに基づき、造形物200が平面に造形できているか判定する。 Subsequently, in step S150, the data correcting unit 407, a movement amount data according to Y-direction encoder 110, based on the distance D 1 and the height h of the test sample 210 according 2Y direction detection unit 420c, shaped object 200 is in a plane Determine if it is modeled.

ステップS150で、できていないと判定された場合には(ステップS150、No)、ステップS151において、データ補正部407は、造形物200における凹部を補正するように、データ生成部402によるスライスデータを補正する。 If it is determined in step S150 that it has not been completed (step S150, No), in step S151, the data correction unit 407 uses the slice data by the data generation unit 402 to correct the concave portion in the modeled object 200. to correct.

より具体的には、S150で1層分以上の凹部を検知した場合、データ補正部407で凹部のスライスデータを作成する。そしてデータ補正部407で作成されたスライスデータを次の造形に加えるようにして、凹部を補正する。次の造形は補正対象箇所のみの造形を行ってもよいし、補正対象箇所と次の造形層の両方の造形を一度に行ってもよい。 More specifically, when S150 detects a recess of one layer or more, the data correction unit 407 creates slice data of the recess. Then, the slice data created by the data correction unit 407 is added to the next modeling to correct the concave portion. In the next modeling, only the correction target portion may be modeled, or both the correction target location and the next modeling layer may be modeled at the same time.

一方、ステップS150で、できていると判定された場合には(ステップS150、Yes)、動作はステップS152に移行する。 On the other hand, if it is determined in step S150 that it is completed (step S150, Yes), the operation shifts to step S152.

続いて、ステップS152において、データ補正部407は距離Dの検出値が所定距離より大きいか否かを判定する。 Subsequently, in step S152, the data correction unit 407 determines whether or not the detected value of the distance D 1 is larger than the predetermined distance.

ステップS152で、大きくないと判定された場合には(ステップS152、No)、ステップS153において、データ補正部407は、次の1層分の材料層の形成を停止する。一方、ステップS152で、大きいと判定された場合には(ステップS152、Yes)、動作はステップS154に移行する。 If it is determined in step S152 that it is not large (step S152, No), in step S153, the data correction unit 407 stops forming the material layer for the next one layer. On the other hand, if it is determined in step S152 that it is large (step S152, Yes), the operation shifts to step S154.

続いて、ステップS154において、倒れ判定部408は、Y方向エンコーダ110による移動量データと、第2Y方向検出部420cによるテストサンプル210の距離D及び高さhに基づき、造形物200に倒れが発生したかどうかを判定する。 Subsequently, in step S154, the fall determination unit 408 causes the modeled object 200 to fall based on the movement amount data by the Y direction encoder 110 and the distance D 1 and the height h of the test sample 210 by the second Y direction detection unit 420c. Determine if it has occurred.

ステップS154で、発生したと判定された場合には(ステップS154、Yes)、ステップS155において、報知部406は倒れ量をオペレータに報知する。一方、ステップS154で、発生していないと判定された場合には(ステップS154、No)、動作はステップS156に移行する。 If it is determined in step S154 that the occurrence has occurred (step S154, Yes), in step S155, the notification unit 406 notifies the operator of the amount of collapse. On the other hand, if it is determined in step S154 that the occurrence has not occurred (step S154, No), the operation proceeds to step S156.

続いて、ステップS156において、造形制御部403は造形を終了するか否かを判定する。 Subsequently, in step S156, the modeling control unit 403 determines whether or not to finish modeling.

ステップS156で、終了すると判定された場合には(ステップS156、Yes)、造形動作は終了し、終了しないと判定された場合には(ステップS156、No)、ステップS142に戻り、ステップS142以降の動作が再度行われる。 If it is determined in step S156 to end (step S156, Yes), the modeling operation ends, and if it is determined not to end (step S156, No), the process returns to step S142, and steps S142 and subsequent steps are performed. The operation is performed again.

このようにして、立体造形装置500bは造形造作を行うことができる。 In this way, the three-dimensional modeling device 500b can perform modeling and modeling.

<立体造形装置500bの作用効果>
以上説明したように、本実施形態では、ビルドプレート101のY方向への移動量と、検出部420によるプローブ光PのZ方向における複数の受光位置とに基づいて、造形物200の倒れを検出する。またビルドプレート101のZ方向への移動量と、プローブ光PのZ方向における幅とに基づいて、造形物200の高さをより高精度に検出する。これらを用いることで、造形をより高精度に制御することができる。
<Action and effect of the three-dimensional modeling device 500b>
As described above, in the present embodiment, the collapse of the modeled object 200 is detected based on the amount of movement of the build plate 101 in the Y direction and the plurality of light receiving positions of the probe light P in the Z direction by the detection unit 420. do. Further, the height of the modeled object 200 is detected with higher accuracy based on the amount of movement of the build plate 101 in the Z direction and the width of the probe light P in the Z direction. By using these, modeling can be controlled with higher accuracy.

[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る立体造形装置について、図16及び図17を参照して説明する。なお、各図面において、同一構成の部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, the three-dimensional modeling apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17. In each drawing, parts having the same configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

図16はサポート材の高さを説明する図であり、(a)は比較例に係る余剰造形物230'の高さを示す図、(b)は本実施形態に係る余剰造形物230の高さを示す図である。また図17は溝部130を説明する図であり、(a)は溝部130を示す斜視図、(b)は溝部130に造形された余剰造形物を説明する斜視図である。 16A and 16B are views for explaining the height of the support material, FIG. 16A is a diagram showing the height of the surplus modeled object 230'according to the comparative example, and FIG. 16B is a diagram showing the height of the surplus modeled object 230 according to the present embodiment. It is a figure which shows the height. 17A and 17B are views for explaining the groove 130, FIG. 17A is a perspective view showing the groove 130, and FIG. 17B is a perspective view for explaining a surplus model formed in the groove 130.

ここで、造形材料201で1層毎に造形する造形方法では、造形物200の周囲に造形材料201と同じ材料で作製される造形物200又はテストサンプル210を支えるサポート材、又は粒子造形の場合は溶融用レーザ116で固化していない余剰材料による余剰造形物が生じる。 Here, in the modeling method in which the modeling material 201 is used for modeling layer by layer, in the case of a supporting material or particle modeling that supports the modeling object 200 or the test sample 210 made of the same material as the modeling material 201 around the modeling object 200. Generates a surplus modeled product made of surplus material that has not been solidified by the melting laser 116.

サポート材(余剰材料含む。以下同じ)による余剰造形物は、造形材料201と同一材料で造形される。溶融用レーザ116で溶かしていないサポート材は粒子間に隙間ができるため、余剰造形物は一般にテストサンプル210より高くなる。図16(a)に示すように、余剰造形物230'の高さ位置を示す面230a'は、テストサンプル210より高くなっている。この状態では、余剰造形物230'がプローブ光Pを遮って、テストサンプル210の高さhを検出できなくなる場合がある。 The surplus modeled object made of the support material (including the surplus material; the same applies hereinafter) is modeled with the same material as the modeling material 201. Since the support material not melted by the melting laser 116 has gaps between the particles, the surplus model is generally higher than the test sample 210. As shown in FIG. 16A, the surface 230a'indicating the height position of the surplus model 230'is higher than that of the test sample 210. In this state, the surplus model 230'may block the probe light P, making it impossible to detect the height h of the test sample 210.

そこで、本実施形態ではビルドプレート101のテストサンプル210の周囲に、ビルドプレート101の表面が凹んだ溝部を予め形成しておき、余剰造形物が溝部に嵌るようにして、余剰造形物の高さがテストサンプル210より低くなるようにする。 Therefore, in the present embodiment, a groove portion having a recessed surface of the build plate 101 is formed in advance around the test sample 210 of the build plate 101 so that the surplus modeled object fits into the groove portion, so that the height of the surplus modeled object is high. Is lower than the test sample 210.

図16(b)及び図17(a)に示すように、ビルドプレート101の表面には、凹部である溝部130が予め形成されている。また図16(b)及び図17(a)に示すように、余剰造形物230は溝部130に嵌るようにして造形される。 As shown in FIGS. 16B and 17A, a groove 130, which is a recess, is formed in advance on the surface of the build plate 101. Further, as shown in FIGS. 16 (b) and 17 (a), the surplus modeled object 230 is modeled so as to fit into the groove 130.

余剰造形物230の高さ位置を示す面230aは、テストサンプル210より低くなるため、余剰造形物230がプローブ光Pを遮ることを防ぎ、テストサンプル210の高さhを検出することが可能になる。 Since the surface 230a indicating the height position of the surplus model 230 is lower than the test sample 210, it is possible to prevent the surplus model 230 from blocking the probe light P and detect the height h of the test sample 210. Become.

このようにすることで、テストサンプル210の高さhを確実に検出でき、また造形物200の高さh'がテストサンプル210の高さhより高い場合には造形物200周囲に余剰造形物230があると判断し、これを検知できる。 By doing so, the height h of the test sample 210 can be reliably detected, and when the height h'of the modeled object 200 is higher than the height h of the test sample 210, the surplus modeled object around the modeled object 200. It can be determined that there is 230 and this can be detected.

造形物200の高さh'がテストサンプル210の高さhより高く、テストサンプル210の周囲に余剰造形物230が検知された場合には、余剰造形物230の上面をローラ等で平準化することで、テストサンプル210と高さを合わせることができる。造形物200の形状が決まっている場合には、テストサンプル210だけでなく、ビルドプレート101における造形物200の周囲にも溝部130を形成しておくと好適である。 When the height h'of the modeled object 200 is higher than the height h of the test sample 210 and the surplus modeled object 230 is detected around the test sample 210, the upper surface of the surplus modeled object 230 is leveled with a roller or the like. Therefore, the height can be matched with the test sample 210. When the shape of the modeled object 200 is determined, it is preferable to form the groove 130 not only in the test sample 210 but also around the modeled object 200 in the build plate 101.

以上、実施形態について説明してきたが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments specifically disclosed, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of claims. be.

また、上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(digital signal processor)、FPGA(field programmable gate array)や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。 Further, each function of the embodiment described above can be realized by one or a plurality of processing circuits. Here, the "processing circuit" in the present specification is a processor programmed to execute each function by software such as a processor implemented by an electronic circuit, or a processor designed to execute each function described above. It shall include devices such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), DSP (digital signal processor), FPGA (field programmable gate array) and conventional circuit modules.

100 造形部
101 ビルドプレート(支持台の一例)
102 ステージ加熱ヒータ
110 Y方向エンコーダ
111 担持体
112 供給手段
115 飛翔用レーザ(飛翔させる手段の一例)
115a パルスレーザ光
116 溶融用レーザ(エネルギーを付与する手段の一例)
116a レーザ光
117 クリーニングブレード
118 回収ケース
120 Z方向エンコーダ
130 溝部
155 造形ガイド(案内部の一例)
155a スリット部
160 造形ガイド(案内部の一例)
200 造形物(第1造形物の一例)
201 造形材料
210 テストサンプル(第2造形物の一例)
230 余剰造形物
400 制御部
401 受信部
402 データ生成部
403 造形制御部
41 飛翔制御部
42 溶融制御部
43 移動制御部
404 投光制御部
405 補正制御部
406 報知部
407 データ補正部
408 倒れ判定部
410 投光部
410a X方向投光部(第1投光部の一例)
410b 第1Y方向投光部(第2投光部の一例)
410c 第2Y方向投光部(第2投光部の一例)
420a X方向検出部(第1検出部の一例)
420b 第1Y方向検出部(第2検出部の一例)
420c 第2Y方向検出部(第2検出部の一例)
420 検出部
421 幅
422 幅
500 立体造形装置
P プローブ光
Px X方向プローブ光(第1の光の一例)
Py1 第1Y方向プローブ光(第2の光の一例)
Py2 第2Y方向プローブ光(第2の光の一例)
θ 倒れ
dy Y方向の移動量
dz Z方向の移動量
100 Modeling part 101 Build plate (an example of support)
102 Stage heater 110 Y-direction encoder 111 Carrier 112 Supply means 115 Flying laser (an example of flying means)
115a Pulse laser light 116 Melting laser (an example of means for applying energy)
116a Laser light 117 Cleaning blade 118 Recovery case 120 Z-direction encoder 130 Groove 155 Modeling guide (example of guide)
155a Slit part 160 Modeling guide (example of guide part)
200 modeled object (an example of the first modeled object)
201 Modeling material 210 Test sample (an example of the second modeled object)
230 Surplus modeled object 400 Control unit 401 Reception unit 402 Data generation unit 403 Modeling control unit 41 Flying control unit 42 Melting control unit 43 Movement control unit 404 Flood control unit 405 Correction control unit 406 Notification unit 407 Data correction unit 408 Fall determination unit 410 Floodlight section 410a X-direction floodlight section (an example of the first floodlight section)
410b 1st Y direction floodlight (an example of the 2nd floodlight)
410c 2nd Y direction floodlight (an example of the 2nd floodlight)
420a X-direction detection unit (an example of the first detection unit)
420b 1st Y direction detection unit (example of 2nd detection unit)
420c 2nd Y direction detection unit (example of 2nd detection unit)
420 Detection unit 421 Width 422 Width 500 Three-dimensional modeling device P probe light Px X direction probe light (an example of the first light)
Py1 1st Y direction probe light (example of 2nd light)
Py2 2nd Y direction probe light (example of 2nd light)
θ Falling dy Amount of movement in the Y direction dz Amount of movement in the Z direction

特開2017−035879号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-035879

Claims (9)

少なくとも造形材料を含む材料層を積層方向に積層する造形部と、
前記積層方向と交差する交差方向から前記造形部に光を投光する投光部と、
前記光の前記積層方向における幅を検出する検出部と、
前記幅に基づき前記造形部を制御する制御部と、を備える
立体造形装置。
A modeling part that laminates at least a material layer containing a modeling material in the stacking direction,
A light projecting unit that projects light onto the modeling unit from an intersecting direction that intersects the stacking direction.
A detection unit that detects the width of the light in the stacking direction, and
A three-dimensional modeling device including a control unit that controls the modeling unit based on the width.
前記光は、前記積層方向に沿う方向を長手とする線状のレーザ光である
請求項1に記載の立体造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the light is a linear laser beam having a longitudinal direction along the stacking direction.
前記造形部は、
所定の方向に移動可能な前記材料層が前記積層方向に積層された造形物の支持台と、
前記支持台から所定距離に位置する案内部と、
前記案内部を介して照射された光によって担持体に担持された前記造形材料を前記支持台へ飛翔させる手段と、を備え、
前記光は、前記積層方向の長さが前記所定距離より長いパターン光である
請求項1、又は2に記載の立体造形装置。
The modeling part
A support base of a modeled object in which the material layers movable in a predetermined direction are laminated in the laminating direction,
A guide unit located at a predetermined distance from the support base and
A means for flying the modeling material supported on the carrier by the light emitted through the guide portion to the support base is provided.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light is pattern light having a length in the stacking direction longer than the predetermined distance.
前記検出部は、
前記積層方向への前記支持台の移動量と、前記検出部により検出される前記幅と、に基づいて前記造形物の前記積層方向における高さを検出する
請求項3に記載の立体造形装置。
The detection unit
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3, wherein the height of the modeled object in the stacking direction is detected based on the amount of movement of the support base in the stacking direction and the width detected by the detection unit.
前記検出部は、
前記積層方向及び前記所定の方向への前記支持台の移動量と、前記検出部による前記光の前記積層方向における複数の受光位置と、に基づいて前記造形物の倒れを検出する
請求項3、又は4に記載の立体造形装置。
The detection unit
3. Claim 3, which detects the collapse of the modeled object based on the amount of movement of the support base in the stacking direction and the predetermined direction, and a plurality of light receiving positions of the light in the stacking direction by the detection unit. Or the three-dimensional modeling apparatus according to 4.
前記造形部は、前記交差方向に沿って配列する穴列、又は前記交差方向に沿う方向を長手とする長穴の少なくとも一方を備え、
前記投光部は、
前記造形部に向けて前記交差方向に第1の光を投光する第1投光部と、
前記造形部に向けて前記積層方向及び前記交差方向の両方に交差する方向に1以上の第2の光を投光する第2投光部と、を含み、
前記検出部は、
前記造形部を挟んで前記交差方向における前記第1投光部の反対側に配置され、前記第1の光の前記積層方向における幅を検出する第1検出部と、
前記造形部を挟んで、前記積層方向及び前記交差方向の両方に交差する方向における前記第2投光部の反対側に配置され、前記第2の光の前記積層方向における幅を検出する第2検出部と、を含む
請求項3乃至5の何れか1項に記載の立体造形装置。
The modeling portion includes at least one of a row of holes arranged along the crossing direction or an elongated hole having a longitudinal direction along the crossing direction.
The light projecting unit
A first light projecting unit that projects a first light toward the modeling unit in the intersecting direction, and a first light projecting unit.
A second light projecting unit that projects one or more second lights in a direction intersecting both the stacking direction and the crossing direction toward the modeling unit is included.
The detection unit
A first detection unit that is arranged on the opposite side of the first light projecting unit in the crossing direction with the modeling unit in between and detects the width of the first light in the stacking direction.
A second light projecting portion is arranged on the opposite side of the second light projecting portion in a direction intersecting both the stacking direction and the intersecting direction with the modeling portion interposed therebetween, and the width of the second light in the stacking direction is detected. The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 3 to 5, which includes a detection unit.
前記第2検出部は、前記材料層を前記積層方向に積層した造形物に含まれる第1造形物、及び前記第1造形物とは異なる第2造形物のそれぞれの前記積層方向における高さを検出する
請求項6に記載の立体造形装置。
The second detection unit determines the heights of the first modeled object included in the modeled object in which the material layers are laminated in the stacking direction and the second modeled object different from the first modeled object in the stacking direction. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 6 for detection.
前記第2造形物は、前記第1造形物に並行して造形され、前記交差方向における前記第1造形物の最小厚みと同じ厚みを含んで造形されている
請求項7に記載の立体造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 7, wherein the second modeled object is modeled in parallel with the first modeled object, and is modeled so as to include the same thickness as the minimum thickness of the first modeled object in the crossing direction. ..
前記支持台は、前記支持台の端部で前記第2造形物を支持し、前記第2造形物の周囲に溝部が形成されている
請求項7、又は8に記載の立体造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 7, wherein the support base supports the second modeled object at an end portion of the support table, and a groove is formed around the second modeled object.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198374A (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Nippon Shokubai Co Ltd Method and detector for detecting shape abnormality of surface of thin sheet
JP2004277881A (en) * 2003-02-25 2004-10-07 Matsushita Electric Works Ltd Method for manufacturing three dimensionally shaped article and apparatus therefor
JP2006038680A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Jfe Steel Kk Method for detecting surface profile of strip
JP2014219369A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 矢崎総業株式会社 Connector housing measuring device and connector housing measuring method
JP2015112752A (en) * 2013-12-10 2015-06-22 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional shaped article manufacturing apparatus, manufacturing method of three-dimensional shaped article and three-dimensional shaped article
JP2019123133A (en) * 2018-01-16 2019-07-25 株式会社リコー Light absorbing material flying device, light absorbing material flying method, and applications using the same
JP2019523153A (en) * 2016-07-17 2019-08-22 アイオー テック グループ リミテッド Kits and systems for laser-excited material dispensing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198374A (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Nippon Shokubai Co Ltd Method and detector for detecting shape abnormality of surface of thin sheet
JP2004277881A (en) * 2003-02-25 2004-10-07 Matsushita Electric Works Ltd Method for manufacturing three dimensionally shaped article and apparatus therefor
JP2006038680A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Jfe Steel Kk Method for detecting surface profile of strip
JP2014219369A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 矢崎総業株式会社 Connector housing measuring device and connector housing measuring method
JP2015112752A (en) * 2013-12-10 2015-06-22 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional shaped article manufacturing apparatus, manufacturing method of three-dimensional shaped article and three-dimensional shaped article
JP2019523153A (en) * 2016-07-17 2019-08-22 アイオー テック グループ リミテッド Kits and systems for laser-excited material dispensing
JP2019123133A (en) * 2018-01-16 2019-07-25 株式会社リコー Light absorbing material flying device, light absorbing material flying method, and applications using the same

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