JP2021178471A - Three-dimensional molding apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a three-dimensional molding apparatus that suppresses adhesion of a powder material to a nozzle due to discharging of a curing liquid.SOLUTION: A three-dimensional molding apparatus comprises: a molding tank formed into a box shape having an opening at least in a part thereof, and accommodating a powder material; and a discharging device 70 provided so as to face the opening of the molding tank, and discharging a curing liquid for curing the powder material toward the opening. The discharging device 70 has a plurality of nozzle lines 72 each configured from a plurality of nozzles 71 aligned in a first direction X. The plurality of nozzles 71 are configured so as to each discharge the curing liquid, and are arranged in respective nozzle lines 72 at a density of 1,200 dpi or less with respect to the first direction X. The plurality of nozzle lines 72 are arranged 5 mm or more spaced apart from each other with respect to a second direction Y orthogonal to the first direction X.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus.

従来から、粉末材料に硬化液を吐出して所望の断面形状を有する薄い硬化層を形成し、硬化層を積層することによって三次元造形物を作製する装置が知られている。例えば、特許文献１には、内部で被造形物が造形される造形槽と、造形槽に粉末材料を供給する粉体移送手段と、粉末材料を硬化させるための硬化液を吐出する吐出ヘッドと、を備えた三次元造形装置が開示されている。 Conventionally, there has been known an apparatus for producing a three-dimensional model by ejecting a curing liquid onto a powder material to form a thin cured layer having a desired cross-sectional shape and laminating the cured layer. For example, Patent Document 1 describes a modeling tank in which an object to be modeled is formed, a powder transfer means for supplying a powder material to the modeling tank, and a discharge head for discharging a curing liquid for curing the powder material. A three-dimensional modeling apparatus equipped with, is disclosed.

特開２０１８−１２６９７４号公報JP-A-2018-126974

例えば引用文献１に記載されているような粉末硬化型の三次元造形装置では、硬化液の吐出によって造形槽内の粉末材料が舞い上がることがある。舞い上がった粉末材料が吐出ヘッドのノズルに付着すると、付着した粉末材料は硬化液によって硬化するおそれがある。ノズルに付着した粉末材料が硬化すると、例えばノズル詰まりや硬化液の飛翔方向の曲がり等の不具合が発生する。 For example, in a powder curing type three-dimensional modeling apparatus as described in Reference 1, the powder material in the modeling tank may fly up due to the discharge of the curing liquid. If the soared powder material adheres to the nozzle of the discharge head, the adhered powder material may be cured by the curing liquid. When the powder material adhering to the nozzle is cured, problems such as nozzle clogging and bending of the curing liquid in the flight direction occur.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、硬化液の吐出によって粉末材料がノズルに付着することを抑制する三次元造形装置を提供することである。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling apparatus that suppresses adhesion of a powder material to a nozzle due to ejection of a curing liquid.

ここに開示する第１の三次元造形装置は、少なくとも一部に開口部を有する箱状に形成され、粉末材料が収容される造形槽と、前記造形槽の前記開口部に対向するように設けられ、前記粉末材料を硬化させる硬化液を前記開口部に向かって吐出する吐出装置と、を備える。前記吐出装置は、所定の第１方向に並んで配置された複数のノズルからそれぞれ構成された複数のノズル列を有している。前記複数のノズルは、それぞれが前記硬化液を吐出するように構成され、前記複数のノズル列の各ノズル列において、前記第１方向に関して１２００ｄｐｉ以下の密度で配置されている。前記複数のノズル列は、前記第１方向と直交する第２方向に関して、互いに５ｍｍ以上離れて配置されている。 The first three-dimensional modeling apparatus disclosed herein is formed in a box shape having an opening at least partially, and is provided so as to face a modeling tank in which a powder material is housed and the opening of the modeling tank. It is provided with a discharge device for discharging the curing liquid for curing the powder material toward the opening. The ejection device has a plurality of nozzle rows each composed of a plurality of nozzles arranged side by side in a predetermined first direction. Each of the plurality of nozzles is configured to discharge the curing liquid, and is arranged in each nozzle row of the plurality of nozzle rows at a density of 1200 dpi or less in the first direction. The plurality of nozzle rows are arranged so as to be separated from each other by 5 mm or more with respect to the second direction orthogonal to the first direction.

本願発明者の知見によれば、三次元造形装置のノズル列における複数のノズルの密度をある程度以下とし、複数のノズル列をある程度の距離以上離して配置すれば、硬化液の吐出による造形槽内の粉末材料の舞い上がりが抑制される。その結果、ノズルへの粉末材料の付着が抑制される。上記第１の三次元造形装置では、ノズル列における複数のノズルの密度が１２００ｄｐｉ以下とされ、複数のノズル列が互いに５ｍｍ以上離れて配置されているため、硬化液の吐出によって粉末材料がノズルに付着することを抑制することができる。 According to the knowledge of the inventor of the present application, if the density of a plurality of nozzles in the nozzle row of the three-dimensional modeling apparatus is set to a certain level or less and the plurality of nozzle rows are arranged at a distance of a certain distance or more, the inside of the modeling tank by discharging the curing liquid The soaring of the powder material is suppressed. As a result, the adhesion of the powder material to the nozzle is suppressed. In the first three-dimensional modeling apparatus, the density of a plurality of nozzles in the nozzle row is 1200 dpi or less, and the plurality of nozzle rows are arranged at a distance of 5 mm or more from each other. Adhesion can be suppressed.

また、ここに開示する第２の三次元造形装置は、少なくとも一部に開口部を有する箱状に形成され、粉末材料が収容される造形槽と、前記造形槽の前記開口部に対向するように設けられ、前記粉末材料を硬化させる硬化液を前記開口部に向かって吐出する吐出装置と、前記吐出装置を制御して前記硬化液を吐出させる制御装置と、を備える。
前記吐出装置は、第１ノズル列と、第２ノズル列と、第３ノズル列と、を有している。前記第１ノズル列は、所定の第１方向に並んで配置されるとともにそれぞれが前記硬化液を吐出する複数のノズルから構成されている。前記第２ノズル列は、前記第１方向に並んで配置されるとともにそれぞれが前記硬化液を吐出する他の複数のノズルから構成されている。前記第３ノズル列は、前記第１方向に並んで配置されるとともにそれぞれが前記硬化液を吐出するさらに他の複数のノズルから構成されている。前記第１ノズル列と前記第２ノズル列とは、前記第１方向と直交する第２方向に関して所定の第１距離よりも接近して配置されている。前記第１ノズル列と前記第３ノズル列とは、前記第２方向に関して前記第１距離以上離れて配置されている。
前記制御装置は、前記吐出装置から前記硬化液を吐出させる時間のうちの少なくとも一部において、前記第１ノズル列の前記複数のノズルおよび前記第３ノズル列の前記さらに他の複数のノズルから前記硬化液を吐出させ、前記第２ノズル列の前記他の複数のノズルからは前記硬化液を吐出させないように設定されている。 Further, the second three-dimensional modeling apparatus disclosed herein is formed in a box shape having an opening at least partially so as to face the modeling tank in which the powder material is housed and the opening of the modeling tank. It is provided with a discharge device for discharging the curing liquid for curing the powder material toward the opening, and a control device for controlling the discharging device to discharge the curing liquid.
The discharge device has a first nozzle row, a second nozzle row, and a third nozzle row. The first nozzle row is arranged side by side in a predetermined first direction, and each of them is composed of a plurality of nozzles for discharging the curing liquid. The second nozzle row is arranged side by side in the first direction and is composed of a plurality of other nozzles, each of which discharges the curing liquid. The third nozzle row is arranged side by side in the first direction, and each of the third nozzle rows is composed of a plurality of other nozzles for discharging the curing liquid. The first nozzle row and the second nozzle row are arranged closer to each other than a predetermined first distance in a second direction orthogonal to the first direction. The first nozzle row and the third nozzle row are arranged at a distance of the first distance or more with respect to the second direction.
The control device may use the plurality of nozzles in the first nozzle row and the other plurality of nozzles in the third nozzle row to eject the curing liquid from the ejection device at least a part of the time. It is set so that the curing liquid is discharged and the curing liquid is not discharged from the other plurality of nozzles in the second nozzle row.

上記第２の三次元造形装置によれば、第１ノズル列との距離が第１距離未満である第２ノズル列のノズルからは、吐出装置から硬化液を吐出させる時間のうちの少なくとも一部において、硬化液が吐出されない。そのため、上記少なくとも一部の時間においては、互いに第１距離よりも接近した第１ノズル列のノズルと第２ノズル列のノズルから同時に硬化液が吐出されない。これにより、第１の三次元造形装置と同様の理由により、硬化液の吐出によって粉末材料がノズルに付着することが抑制される。 According to the second three-dimensional modeling apparatus, at least a part of the time for ejecting the curing liquid from the ejection device from the nozzle of the second nozzle array whose distance from the first nozzle array is less than the first distance. In, the curing liquid is not discharged. Therefore, at least for a part of the time, the curing liquid is not discharged at the same time from the nozzles of the first nozzle row and the nozzles of the second nozzle row, which are closer to each other than the first distance. As a result, the powder material is suppressed from adhering to the nozzle due to the ejection of the curing liquid for the same reason as in the first three-dimensional modeling apparatus.

第１実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which shows typically the 3D modeling apparatus which concerns on 1st Embodiment. 三次元造形装置を模式的に示した平面図である。It is a top view which shows the three-dimensional modeling apparatus schematically. キャリッジの下面を模式的に示した平面図である。It is a top view which shows the lower surface of a carriage schematically. 硬化液の吐出条件によるノズルへの粉末材料の付着状況を示す表である。It is a table which shows the adhesion state of the powder material to a nozzle by the discharge condition of a curing liquid. 第２実施形態に係る三次元造形装置のキャリッジの下面を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the lower surface of the carriage of the 3D modeling apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る三次元造形装置のブロック図である。It is a block diagram of the 3D modeling apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る三次元造形装置について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を特に限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化される。 Hereinafter, the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described here are, of course, not intended to particularly limit the present invention. In addition, the same reference numerals are given to members / parts having the same action, and duplicate explanations are omitted or simplified as appropriate.

図１は、一実施形態に係る三次元造形装置１０を模式的に示した断面図である。図２は、三次元造形装置１０の平面図である。図１は、図２のＩ−Ｉ断面である。図面中の符号Ｆは、前方を示し、符号Ｒｒは、後方を示している。ここでは、符号Ｆの方向から三次元造形装置１０を見たときの左、右、上、下が、それぞれ三次元造形装置１０の左、右、上、下である。図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ左、右、上、下を意味するものとする。符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ前後方向、左右方向、上下方向を示している。左右方向Ｙは、三次元造形装置１０の主走査方向である。前後方向Ｘは、三次元造形装置１０の副走査方向である。また、上下方向Ｚは、三次元造形における積層方向である。主走査方向Ｙ、副走査方向Ｘ、および上下方向Ｚは、互いに直交している。ただし、これら方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、三次元造形装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a three-dimensional modeling apparatus 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a plan view of the three-dimensional modeling apparatus 10. FIG. 1 is a cross section taken along the line II of FIG. In the drawing, the reference numeral F indicates the front, and the reference numeral Rr indicates the rear. Here, the left, right, top, and bottom when the three-dimensional modeling device 10 is viewed from the direction of the reference numeral F are the left, right, top, and bottom of the three-dimensional modeling device 10, respectively. The reference numerals L, R, U, and D in the drawings mean left, right, top, and bottom, respectively. The reference numerals X, Y, and Z indicate the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction, respectively. The left-right direction Y is the main scanning direction of the three-dimensional modeling apparatus 10. The front-back direction X is a sub-scanning direction of the three-dimensional modeling apparatus 10. Further, the vertical direction Z is a stacking direction in three-dimensional modeling. The main scanning direction Y, the sub-scanning direction X, and the vertical direction Z are orthogonal to each other. However, these directions are merely the directions determined for convenience of explanation, and do not limit the installation mode of the three-dimensional modeling apparatus 10.

図１に示すように、三次元造形装置１０は、本体１１と、造形槽ユニット１２と、ローラユニット３０と、キャリッジ８５と、ヘッドユニット７０と、副走査方向移動機構２０と、主走査方向移動機構８０と、制御装置１００とを備えている。造形槽ユニット１２は、供給槽４０と、造形槽５０と、粉末回収槽６０とを搭載している。三次元造形装置１０は、供給槽４０から供給される粉末材料２００を造形槽５０上で均して粉末層２１０を形成し、粉末層２１０の所望の場所に硬化液を吐出して硬化させることによって硬化層２２０を形成する。そして、硬化層２２０を上方に積層することによって被造形物２３０を造形する。 As shown in FIG. 1, the three-dimensional modeling apparatus 10 includes a main body 11, a modeling tank unit 12, a roller unit 30, a carriage 85, a head unit 70, a sub-scanning direction moving mechanism 20, and a main scanning direction moving. It includes a mechanism 80 and a control device 100. The modeling tank unit 12 includes a supply tank 40, a modeling tank 50, and a powder recovery tank 60. The three-dimensional modeling apparatus 10 smoothes the powder material 200 supplied from the supply tank 40 on the modeling tank 50 to form the powder layer 210, and discharges the curing liquid to a desired location of the powder layer 210 to cure the powder layer 210. To form a hardened layer 220. Then, the object to be modeled 230 is modeled by laminating the cured layer 220 upward.

図２に示すように、本体１１は、副走査方向Ｘに長い形状を有する三次元造形装置１０の外装体である。本体１１は、上方に向けて開口する箱型形状に形成されている。本体１１は、副走査方向移動機構２０と、造形槽ユニット１２と、制御装置１００とを収容している。また、図１に示されるように、本体１１は、ローラユニット３０と主走査方向移動機構８０とを支持している。 As shown in FIG. 2, the main body 11 is an exterior body of the three-dimensional modeling apparatus 10 having a long shape in the sub-scanning direction X. The main body 11 is formed in a box shape that opens upward. The main body 11 houses the sub-scanning direction moving mechanism 20, the modeling tank unit 12, and the control device 100. Further, as shown in FIG. 1, the main body 11 supports the roller unit 30 and the main scanning direction moving mechanism 80.

図１に示すように、造形槽ユニット１２は、本体１１に収容されている。造形槽ユニット１２の上面１２ａは平坦であって、この上面１２ａから凹むように造形槽５０と供給槽４０と粉末回収槽６０とが独立に並んで設けられている。 As shown in FIG. 1, the modeling tank unit 12 is housed in the main body 11. The upper surface 12a of the modeling tank unit 12 is flat, and the modeling tank 50, the supply tank 40, and the powder recovery tank 60 are independently provided side by side so as to be recessed from the upper surface 12a.

供給槽４０は、造形槽ユニット１２の後方側に配置されている。供給槽４０には、造形槽５０に供給される前の粉末材料２００が貯留されている。図１に示すように、供給槽４０は、上下方向に延びる筒状に形成された筒状部４１を備えている。図２に示すように、筒状部４１は、上方に向けて開口した開口部４１ａを備えている。開口部４１ａの形状は、平面視において矩形状である。ただし、開口部４１ａの平面形状は矩形に限定されるわけではない。 The supply tank 40 is arranged on the rear side of the modeling tank unit 12. The powder material 200 before being supplied to the modeling tank 50 is stored in the supply tank 40. As shown in FIG. 1, the supply tank 40 includes a tubular portion 41 formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction. As shown in FIG. 2, the tubular portion 41 includes an opening 41a that opens upward. The shape of the opening 41a is rectangular in a plan view. However, the planar shape of the opening 41a is not limited to a rectangle.

粉末材料２００の組成や形態等は特に制限されず、樹脂材料、金属材料および無機材料等の各種の材料から構成された粉体を対象とすることができる。粉末材料２００としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等のセラミック材料や、鉄、アルミニウム、チタンおよびこれらの合金（典型的にはステンレス鋼、チタン合金、アルミニウム合金）、半水石膏（α型焼石膏、β型焼石膏）、アパタイト、食塩、プラスチック等が挙げられる。これらはいずれか１種の材料から構成されていてもよいし、２種以上が組み合わされていてもよい。粉末材料２００が混合粉である場合、成分である各粉末の粒度が異なっていてもよい。例えば、骨材となる粉末よりもバインダとなる粉末の方が細かくてもよい。 The composition and form of the powder material 200 are not particularly limited, and a powder composed of various materials such as a resin material, a metal material and an inorganic material can be targeted. Examples of the powder material 200 include ceramic materials such as alumina, silica, titania, and zirconia, iron, aluminum, titanium, alloys thereof (typically stainless steel, titanium alloy, and aluminum alloy), and hemihydrate gypsum (α). Mold-type grilled gypsum, β-type calcined gypsum), apatite, salt, plastic and the like. These may be composed of any one kind of material, or may be a combination of two or more kinds. When the powder material 200 is a mixed powder, the particle size of each powder as a component may be different. For example, the binder powder may be finer than the aggregate powder.

筒状部４１の内部には、平面視において筒状部４１と同じ形の供給テーブル４２が収容されている。図１に示すように、供給テーブル４２は、平板上の形状を有している。供給テーブル４２は、略水平に筒状部４１に挿入されている。供給テーブル４２は、筒状部４１の内部で上下方向に昇降自在に構成されている。供給テーブル４２の下部には、供給テーブル昇降機構４３が設けられている。供給テーブル昇降機構４３は、供給テーブル４２を支持して昇降させるように構成されている。供給テーブル昇降機構４３は、ここでは、下方から供給テーブル４２を支持している。供給テーブル昇降機構４３は、支持部４３ａと、駆動モータ４３ｂと、図示しないボールねじとを備えている。支持部４３ａは、供給テーブル４２の下面に接続されている。支持部４３ａは、ボールねじを介して駆動モータ４３ｂに接続されている。駆動モータ４３ｂを駆動させることにより、支持部４３ａは、上下方向に移動される。供給テーブル４２は、支持部４３ａに支持され、支持部４３ａとともに上下方向に移動する。駆動モータ４３ｂは、制御装置１００と電気的に接続されており、制御装置１００によって制御されている。駆動モータ４３ｂは、例えば、サーボモータであり、供給テーブル４２の高さを制御できるように構成されている。 Inside the tubular portion 41, a supply table 42 having the same shape as the tubular portion 41 in a plan view is housed. As shown in FIG. 1, the supply table 42 has a shape on a flat plate. The supply table 42 is inserted into the tubular portion 41 substantially horizontally. The supply table 42 is configured to be vertically movable up and down inside the tubular portion 41. A supply table elevating mechanism 43 is provided at the lower part of the supply table 42. The supply table elevating mechanism 43 is configured to support and elevate the supply table 42. The supply table elevating mechanism 43 here supports the supply table 42 from below. The supply table elevating mechanism 43 includes a support portion 43a, a drive motor 43b, and a ball screw (not shown). The support portion 43a is connected to the lower surface of the supply table 42. The support portion 43a is connected to the drive motor 43b via a ball screw. By driving the drive motor 43b, the support portion 43a is moved in the vertical direction. The supply table 42 is supported by the support portion 43a and moves in the vertical direction together with the support portion 43a. The drive motor 43b is electrically connected to the control device 100 and is controlled by the control device 100. The drive motor 43b is, for example, a servo motor, and is configured to be able to control the height of the supply table 42.

図２に示すように、造形槽５０は、供給槽４０の前方に設けられている。供給槽４０と造形槽５０とは、副走査方向Ｘに並んで設けられている。造形槽５０は、主走査方向Ｙに関して、供給槽４０と揃った位置に配置されている。造形槽５０は、箱状に形成され、少なくとも一部に開口部を有している。詳しくは、造形槽５０は、上下方向に延びる筒状に形成された筒状部５１（図１参照）を備えており、筒状部５１は、上方に向けて開口した開口部５１ａを備えている。造形槽５０には、粉末材料２００が収容される。造形槽５０は、その内部において粉末材料２００から被造形物２３０が造形される槽である。図２に示すように、開口部５１ａの形状は、平面視において矩形状である。ただし、開口部５１ａの平面形状は矩形に限定されるわけではない。平面視において、開口部５１ａの主走査方向Ｙの長さは、供給槽４０の開口部４１ａの主走査方向Ｙの長さと同じである。しかしながら、造形槽５０の開口部５１ａ主走査方向Ｙの長さは、供給槽４０の開口部４１ａの主走査方向Ｙの長さより短くてもよい。 As shown in FIG. 2, the modeling tank 50 is provided in front of the supply tank 40. The supply tank 40 and the modeling tank 50 are provided side by side in the sub-scanning direction X. The modeling tank 50 is arranged at a position aligned with the supply tank 40 with respect to the main scanning direction Y. The modeling tank 50 is formed in a box shape and has an opening at least partially. Specifically, the modeling tank 50 includes a cylindrical portion 51 (see FIG. 1) formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction, and the tubular portion 51 includes an opening 51a that opens upward. There is. The powder material 200 is housed in the modeling tank 50. The modeling tank 50 is a tank in which the object to be modeled 230 is modeled from the powder material 200. As shown in FIG. 2, the shape of the opening 51a is rectangular in a plan view. However, the planar shape of the opening 51a is not limited to a rectangle. In a plan view, the length of the opening 51a in the main scanning direction Y is the same as the length of the opening 41a of the supply tank 40 in the main scanning direction Y. However, the length of the opening 51a of the modeling tank 50 in the main scanning direction Y may be shorter than the length of the opening 41a of the supply tank 40 in the main scanning direction Y.

図１に示すように、筒状部５１の内部には、平面視において筒状部５１と同じ形の造形テーブル５２が収容されている。被造形物２３０の造形においては、造形テーブル５２に粉末材料２００が供給され、造形テーブル５２上で造形が行われる。図１に示すように、造形テーブル５２は、平板上の形状を有している。造形テーブル５２は、略水平に筒状部５１に挿入されている。造形テーブル５２は、筒状部５１の内部で上下方向に昇降自在に構成されている。造形テーブル５２の下部には、造形テーブル昇降機構５３が設けられている。造形テーブル昇降機構５３は、造形テーブル５２を支持して昇降させるように構成されている。造形テーブル昇降機構５３は、ここでは、下方から造形テーブル５２を支持している。造形テーブル昇降機構５３は、支持部５３ａと、駆動モータ５３ｂと、図示しないボールねじとを備えている。支持部５３ａは、造形テーブル５２の下面に接続されている。支持部５３ａは、ボールねじを介して駆動モータ５３ｂに接続されている。駆動モータ５３ｂを駆動させることにより、支持部５３ａは、上下方向に移動される。造形テーブル５２は、支持部５３ａに支持され、支持部５３ａとともに上下方向に移動する。駆動モータ５３ｂは、制御装置１００と電気的に接続されており、制御装置１００によって制御されている。駆動モータ５３ｂは、例えば、サーボモータであり、造形テーブル５２の高さを制御できるように構成されている。 As shown in FIG. 1, a modeling table 52 having the same shape as the tubular portion 51 in a plan view is housed inside the tubular portion 51. In the modeling of the object to be modeled 230, the powder material 200 is supplied to the modeling table 52, and modeling is performed on the modeling table 52. As shown in FIG. 1, the modeling table 52 has a shape on a flat plate. The modeling table 52 is inserted into the tubular portion 51 substantially horizontally. The modeling table 52 is configured to be vertically movable up and down inside the tubular portion 51. A modeling table elevating mechanism 53 is provided at the lower part of the modeling table 52. The modeling table elevating mechanism 53 is configured to support and elevate the modeling table 52. Here, the modeling table elevating mechanism 53 supports the modeling table 52 from below. The modeling table elevating mechanism 53 includes a support portion 53a, a drive motor 53b, and a ball screw (not shown). The support portion 53a is connected to the lower surface of the modeling table 52. The support portion 53a is connected to the drive motor 53b via a ball screw. By driving the drive motor 53b, the support portion 53a is moved in the vertical direction. The modeling table 52 is supported by the support portion 53a and moves in the vertical direction together with the support portion 53a. The drive motor 53b is electrically connected to the control device 100 and is controlled by the control device 100. The drive motor 53b is, for example, a servo motor, and is configured to be able to control the height of the modeling table 52.

粉末回収槽６０は、粉末材料２００が造形槽５０に敷き詰められた際に、造形槽５０に収容しきれなかった粉末材料２００を回収する槽である。粉末回収槽６０は、造形槽５０の前方に配置されている。図２に示すように、粉末回収槽６０は、造形槽５０および供給槽４０と副走査方向Ｘに並んで設けられている。粉末回収槽６０は、主走査方向Ｙに関して造形槽５０と揃った位置に配置されている。粉末回収槽６０は、上方に向けて開口した開口部６０ａを備えている。開口部６０ａの形状は、平面視において矩形状である。ただし、開口部６０ａの平面形状は矩形に限定されるわけではない。平面視において、開口部６０ａの主走査方向Ｙの長さは、供給槽４０の開口部４１ａおよび造形槽５０の開口部５１ａの主走査方向Ｙの長さと同じである。しかしながら、粉末回収槽６０の開口部６０ａの主走査方向Ｙの長さは、造形槽５０の開口部５１ａの主走査方向Ｙの長さより長くてもよい。 The powder recovery tank 60 is a tank that recovers the powder material 200 that could not be accommodated in the modeling tank 50 when the powder material 200 is spread in the modeling tank 50. The powder recovery tank 60 is arranged in front of the modeling tank 50. As shown in FIG. 2, the powder recovery tank 60 is provided side by side with the modeling tank 50 and the supply tank 40 in the sub-scanning direction X. The powder recovery tank 60 is arranged at a position aligned with the modeling tank 50 in the main scanning direction Y. The powder recovery tank 60 includes an opening 60a that opens upward. The shape of the opening 60a is rectangular in a plan view. However, the planar shape of the opening 60a is not limited to a rectangle. In a plan view, the length of the opening 60a in the main scanning direction Y is the same as the length of the opening 41a of the supply tank 40 and the opening 51a of the modeling tank 50 in the main scanning direction Y. However, the length of the opening 60a of the powder recovery tank 60 in the main scanning direction Y may be longer than the length of the opening 51a of the modeling tank 50 in the main scanning direction Y.

副走査方向移動機構２０は、ヘッドユニット７０およびローラユニット３０に対して、造形槽ユニット１２を副走査方向Ｘに移動させるように構成されている。副走査方向移動機構２０は、一対のガイドレール２１と、フィードモータ２２とを備えている。 The sub-scanning direction moving mechanism 20 is configured to move the modeling tank unit 12 in the sub-scanning direction X with respect to the head unit 70 and the roller unit 30. The sub-scanning direction moving mechanism 20 includes a pair of guide rails 21 and a feed motor 22.

図１に示すように、ガイドレール２１は、造形槽ユニット１２の副走査方向Ｘへの移動をガイドする。ガイドレール２１は、本体１１内に設けられている。ガイドレール２１は、副走査方向Ｘに延びている。造形槽ユニット１２は、ガイドレール２１に摺動可能に係合している。ただし、ガイドレール２１の設置位置および数は特に限定されない。フィードモータ２２は、例えば、ボールねじ等を介して造形槽ユニット１２に接続されている。フィードモータ２２は、制御装置１００に電気的に接続されている。フィードモータ２２が回転駆動することによって、造形槽ユニット１２は、ガイドレール２１上を副走査方向Ｘに移動される。 As shown in FIG. 1, the guide rail 21 guides the movement of the modeling tank unit 12 in the sub-scanning direction X. The guide rail 21 is provided in the main body 11. The guide rail 21 extends in the sub-scanning direction X. The modeling tank unit 12 is slidably engaged with the guide rail 21. However, the installation position and number of the guide rails 21 are not particularly limited. The feed motor 22 is connected to the modeling tank unit 12 via, for example, a ball screw or the like. The feed motor 22 is electrically connected to the control device 100. By rotationally driving the feed motor 22, the modeling tank unit 12 is moved on the guide rail 21 in the sub-scanning direction X.

副走査方向移動機構２０と、ローラユニット３０とは、供給槽４０によって供給された粉末材料２００を造形槽５０上で均す層形成装置を構成している。ローラユニット３０は、敷詰ローラ３１と、敷詰ローラ３１を支持するローラ支持部材３２とを備えている。敷詰ローラ３１は、本体１１の上方に配置されている。敷詰ローラ３１は、ヘッドユニット７０より前方に配置されている。敷詰ローラ３１は、長尺の円筒形状を有している。敷詰ローラ３１は、円筒軸が主走査方向Ｙに沿うように配置されている。敷詰ローラ３１は、主走査方向Ｙの長さが造形槽５０よりも長い。敷詰ローラ３１の下端は、造形槽ユニット１２の上面１２ａとの間に所定のクリアランス（間隙）が形成されるように、造形槽ユニット１２の僅かに上方に設置されている。敷詰ローラ３１は、本体１１の上面１１ａに設けられた一対のローラ支持部材３２によって回転可能に支持されている。敷詰ローラ３１は、例えば接続されたモータなどによって回転するように構成されていてもよい。 The sub-scanning direction moving mechanism 20 and the roller unit 30 constitute a layer forming device for leveling the powder material 200 supplied by the supply tank 40 on the modeling tank 50. The roller unit 30 includes a padding roller 31 and a roller support member 32 that supports the padding roller 31. The padding roller 31 is arranged above the main body 11. The paving roller 31 is arranged in front of the head unit 70. The padding roller 31 has a long cylindrical shape. The padding roller 31 is arranged so that the cylindrical axis is along the main scanning direction Y. The padding roller 31 has a length in the main scanning direction Y longer than that of the modeling tank 50. The lower end of the padding roller 31 is installed slightly above the modeling tank unit 12 so that a predetermined clearance (gap) is formed between the lower end and the upper surface 12a of the modeling tank unit 12. The paving roller 31 is rotatably supported by a pair of roller support members 32 provided on the upper surface 11a of the main body 11. The padding roller 31 may be configured to be rotated by, for example, a connected motor.

副走査方向移動機構２０によって造形槽ユニット１２が後方に移動されると、敷詰ローラ３１は、供給槽４０、造形槽５０、および粉末回収槽６０に対して、相対的に前方に移動する。そこで、このとき、敷詰ローラ３１は、供給槽４０上から、造形槽５０上を経て、粉末回収槽６０上まで移動する。敷詰ローラ３１は、このとき、供給槽４０、造形槽５０、および粉末回収槽６０よりも上方の所定の高さを保ちながら、供給槽４０上から粉末回収槽６０上まで移動する。 When the modeling tank unit 12 is moved backward by the sub-scanning direction moving mechanism 20, the padding roller 31 moves relatively forward with respect to the supply tank 40, the modeling tank 50, and the powder recovery tank 60. Therefore, at this time, the padding roller 31 moves from the supply tank 40 to the powder recovery tank 60 via the modeling tank 50. At this time, the padding roller 31 moves from the supply tank 40 to the powder recovery tank 60 while maintaining a predetermined height above the supply tank 40, the modeling tank 50, and the powder recovery tank 60.

図２に示すように、ヘッドユニット７０は、キャリッジ８５の下面に設けられている。ヘッドユニット７０は、造形槽５０の開口部５１ａに対向するように設けられている。ヘッドユニット７０は、粉末材料２００を硬化させる硬化液を開口部５１ａに向かって吐出するように構成されている。ヘッドユニット７０における硬化液の吐出機構は特に制限されず、例えばインクジェット方式などが好適に利用できる。ヘッドユニット７０は、制御装置１００に電気的に接続され、制御装置１００によって制御されている。 As shown in FIG. 2, the head unit 70 is provided on the lower surface of the carriage 85. The head unit 70 is provided so as to face the opening 51a of the modeling tank 50. The head unit 70 is configured to discharge a curing liquid that cures the powder material 200 toward the opening 51a. The discharge mechanism of the curing liquid in the head unit 70 is not particularly limited, and for example, an inkjet method or the like can be preferably used. The head unit 70 is electrically connected to the control device 100 and is controlled by the control device 100.

図３は、キャリッジ８５の下面を模式的に示した平面図である。図３に示すように、ヘッドユニット７０は、それぞれ複数のノズル７１から構成された複数のノズル列７２を有している。各ノズル列７２を構成する複数のノズル７１は副走査方向Ｘに並んで配置されている。各ノズル７１は、硬化液を吐出するように構成されている。図３では少数しか図示していないが、本実施形態では、複数のノズル７１は、複数のノズル列７２のそれぞれにおいて、副走査方向Ｘに関して１２００ｄｐｉの密度で配置されている。すなわち、１インチ当たり１２００個のノズル７１が並ぶピッチでノズル７１が配置されている。ただし、複数のノズル７１は、各ノズル列７２において、副走査方向Ｘに関して１２００ｄｐｉよりも小さい密度、例えば、３６０ｄｐｉや７２０ｄｐｉの密度で配置されていてもよい。 FIG. 3 is a plan view schematically showing the lower surface of the carriage 85. As shown in FIG. 3, the head unit 70 has a plurality of nozzle rows 72 each composed of a plurality of nozzles 71. A plurality of nozzles 71 constituting each nozzle row 72 are arranged side by side in the sub-scanning direction X. Each nozzle 71 is configured to discharge the curing liquid. Although only a small number is shown in FIG. 3, in the present embodiment, the plurality of nozzles 71 are arranged at a density of 1200 dpi with respect to the sub-scanning direction X in each of the plurality of nozzle rows 72. That is, the nozzles 71 are arranged at a pitch in which 1200 nozzles 71 are arranged per inch. However, the plurality of nozzles 71 may be arranged in each nozzle row 72 at a density smaller than 1200 dpi with respect to the sub-scanning direction X, for example, a density of 360 dpi or 720 dpi.

図３に示すように、ヘッドユニット７０は複数の吐出ヘッド７３を備えている。本実施形態では、複数の吐出ヘッド７３は、それぞれ１つのノズル列７２を有している。複数の吐出ヘッド７３は、主走査方向Ｙに並んで配置されている。そのため、複数のノズル列７２も、主走査方向Ｙに並んで配置されている。本実施形態では、複数のノズル列７２は、主走査方向Ｙに関して、互いに１１ｍｍ離れて配置されている。図３に示す距離Ｄ０は、ここでは１１ｍｍである。この複数のノズル列７２間の距離Ｄ０は１つの好適な距離に過ぎず、１１ｍｍより長くても短くてもよい。ただし、複数のノズル列７２間の距離は、５ｍｍ以上であることが好ましい。その理由は後述する。 As shown in FIG. 3, the head unit 70 includes a plurality of discharge heads 73. In this embodiment, each of the plurality of discharge heads 73 has one nozzle row 72. The plurality of discharge heads 73 are arranged side by side in the main scanning direction Y. Therefore, the plurality of nozzle rows 72 are also arranged side by side in the main scanning direction Y. In this embodiment, the plurality of nozzle rows 72 are arranged 11 mm apart from each other with respect to the main scanning direction Y. The distance D0 shown in FIG. 3 is 11 mm here. The distance D0 between the plurality of nozzle rows 72 is only one suitable distance, and may be longer or shorter than 11 mm. However, the distance between the plurality of nozzle rows 72 is preferably 5 mm or more. The reason will be described later.

硬化液は、粉末材料２００同士を固着することが可能な材料であれば特に限定されない。硬化液には、粉末材料２００の種類に応じて、粉末材料２００を構成する粒子同士を結着させることが可能な液体（粘性体を含む）が用いられる。硬化液としては、例えば、水、ワックス、バインダ等を含む液体が挙げられる。また、粉末材料２００が副材として水溶性樹脂を有している場合には、硬化液として、水溶性樹脂を溶解可能な液体、例えば水を用いることもできる。かかる水溶性樹脂は特に制限されないが、例えば、澱粉、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、水溶性アクリル樹脂、水溶性ウレタン樹脂、水溶性ポリアミド等が挙げられる。 The curing liquid is not particularly limited as long as it is a material capable of adhering the powder materials 200 to each other. As the curing liquid, a liquid (including a viscous body) capable of binding particles constituting the powder material 200 to each other is used depending on the type of the powder material 200. Examples of the curing liquid include liquids containing water, wax, binder and the like. When the powder material 200 has a water-soluble resin as an auxiliary material, a liquid capable of dissolving the water-soluble resin, for example, water can be used as the curing liquid. The water-soluble resin is not particularly limited, and examples thereof include starch, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), water-soluble acrylic resin, water-soluble urethane resin, and water-soluble polyamide.

主走査方向移動機構８０は、キャリッジ８５を主走査方向Ｙに移動させる。図２に示すように、主走査方向移動機構８０は、ガイドレール８１を備えている。ガイドレール８１は、主走査方向Ｙに延びている。ガイドレール８１には、キャリッジ８５が摺動自在に係合している。キャリッジ８５には、例えば、無端状のベルトとプーリなどを介してキャリッジモータ８２（図１参照）が接続されている。キャリッジモータ８２が駆動することによって、キャリッジ８５は、ガイドレール８１に沿って主走査方向Ｙに移動する。キャリッジモータ８２は、制御装置１００と電気的に接続され、制御装置１００によって制御されている。キャリッジ８５が主走査方向Ｙに移動することによって、ヘッドユニット７０も主走査方向Ｙに移動する。 The main scanning direction moving mechanism 80 moves the carriage 85 in the main scanning direction Y. As shown in FIG. 2, the main scanning direction moving mechanism 80 includes a guide rail 81. The guide rail 81 extends in the main scanning direction Y. The carriage 85 is slidably engaged with the guide rail 81. A carriage motor 82 (see FIG. 1) is connected to the carriage 85 via, for example, an endless belt and a pulley. By driving the carriage motor 82, the carriage 85 moves along the guide rail 81 in the main scanning direction Y. The carriage motor 82 is electrically connected to the control device 100 and is controlled by the control device 100. As the carriage 85 moves in the main scanning direction Y, the head unit 70 also moves in the main scanning direction Y.

図１に示すように、本体１１の前面には、操作パネル１５０が設けられている。操作パネル１５０には、機器状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル１５０は、三次元造形装置１０の各種の動作を制御する制御装置１００と接続されている。制御装置１００は、フィードモータ２２、供給テーブル昇降機構４３の駆動モータ４３ｂ、造形テーブル昇降機構５３の駆動モータ５３ｂ、ヘッドユニット７０、およびキャリッジモータ８２と電気的に接続されており、それらの動作を制御している。 As shown in FIG. 1, an operation panel 150 is provided on the front surface of the main body 11. The operation panel 150 is provided with a display unit for displaying the device status, an input key operated by the user, and the like. The operation panel 150 is connected to a control device 100 that controls various operations of the three-dimensional modeling device 10. The control device 100 is electrically connected to the feed motor 22, the drive motor 43b of the supply table elevating mechanism 43, the drive motor 53b of the modeling table elevating mechanism 53, the head unit 70, and the carriage motor 82, and operates them. I'm in control.

制御装置１００の構成は特に限定されない。制御装置１００は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から造形データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置とを備えている。なお、制御装置１００は必ずしも三次元造形装置１０の内部に設けられている必要はなく、例えば、三次元造形装置１０の外部に設置され、有線または無線を介して三次元造形装置１０と通信可能に接続されたコンピュータ等であってもよい。 The configuration of the control device 100 is not particularly limited. The control device 100 is, for example, a microcomputer. The hardware configuration of the microcomputer is not particularly limited, but for example, an interface (I / F) for receiving modeling data or the like from an external device such as a host computer, and a central processing unit (CPU: central) for executing control program instructions. Processing unit), ROM (read only memory) that stores the program executed by the CPU, RAM (random access memory) that is used as a working area to expand the program, memory that stores the above program and various data, etc. It is equipped with a storage device. The control device 100 does not necessarily have to be provided inside the three-dimensional modeling device 10. For example, the control device 100 is installed outside the three-dimensional modeling device 10 and can communicate with the three-dimensional modeling device 10 via wire or wireless. It may be a computer or the like connected to.

三次元造形装置１０は、例えば以下のようなプロセスで被造形物２３０を造形する。１つの好適なプロセスによれば、三次元造形装置１０は、１つの硬化層２２０の形成が終わると、供給テーブル４２を上昇させ、造形テーブル５２を下降させる。１つの硬化層２２０の形成が終わった時点では、供給テーブル４２上の粉末材料２００の上面は、敷詰ローラ３１の下端部の高さと同じ高さに位置している。このとき、造形槽５０において最も上に形成された硬化層２２０の上面も、敷詰ローラ３１の下端部の高さと同じ高さに位置している。 The three-dimensional modeling apparatus 10 models the object to be modeled 230 by, for example, the following process. According to one suitable process, the three-dimensional modeling apparatus 10 raises the supply table 42 and lowers the modeling table 52 after the formation of one cured layer 220 is completed. When the formation of one cured layer 220 is completed, the upper surface of the powder material 200 on the supply table 42 is located at the same height as the height of the lower end portion of the padding roller 31. At this time, the upper surface of the hardened layer 220 formed at the top of the modeling tank 50 is also located at the same height as the height of the lower end portion of the padding roller 31.

この状態から供給テーブル４２を上昇させると、粉末材料２００の上方側の一部は、供給槽４０から溢れる。この供給槽４０から溢れた粉末材料２００が、供給槽４０から供給される粉末材料２００となる。造形テーブル５２は、上記した状態から所定の距離だけ下降する。この所定の距離は、次に形成される硬化層２２０の厚さと同じである。造形テーブル５２は、粉末材料２００の供給の際、硬化層２２０の１層の厚み分だけ下降する。この距離は、例えば、０．１ｍｍである。 When the supply table 42 is raised from this state, a part of the upper side of the powder material 200 overflows from the supply tank 40. The powder material 200 overflowing from the supply tank 40 becomes the powder material 200 supplied from the supply tank 40. The modeling table 52 descends by a predetermined distance from the above-mentioned state. This predetermined distance is the same as the thickness of the cured layer 220 to be formed next. When the powder material 200 is supplied, the modeling table 52 is lowered by the thickness of one layer of the cured layer 220. This distance is, for example, 0.1 mm.

この後、三次元造形装置１０は、敷詰ローラ３１を造形槽ユニット１２に対して前方に移動させる。このとき、実際には敷詰ローラ３１は不動であり、造形槽ユニット１２が後方に向かって移動している。この相対移動により、敷詰ローラ３１は、供給槽４０の後方から、供給槽４０および造形槽５０の上方を経由して、粉末回収槽６０の上方まで移動する。敷詰ローラ３１により、造形槽テーブル５２上に新たな粉末材料２００が敷き詰められる。これにより、造形槽テーブル５２上に新たな粉末層２１０が形成される。造形槽テーブル５２上に敷き詰められなかった粉末材料２００は、粉末回収槽６０に落下する。 After that, the three-dimensional modeling apparatus 10 moves the padding roller 31 forward with respect to the modeling tank unit 12. At this time, the padding roller 31 is actually immobile, and the modeling tank unit 12 is moving toward the rear. Due to this relative movement, the padding roller 31 moves from the rear of the supply tank 40 to the upper part of the powder recovery tank 60 via the upper part of the supply tank 40 and the modeling tank 50. A new powder material 200 is spread on the modeling tank table 52 by the filling roller 31. As a result, a new powder layer 210 is formed on the modeling tank table 52. The powder material 200 that has not been spread on the modeling tank table 52 falls into the powder recovery tank 60.

上記のようにして硬化層２２０の上に新たな粉末層２１０が形成された後、三次元造形装置１０は、フィードモータ２２、ヘッドユニット７０、およびキャリッジモータ８２を制御して粉末層２１０上の所望の場所に硬化液を吐出させる。これにより、粉末層２１０に新たな硬化層２２０が形成される。これを繰り返すことにより、被造形物２３０が完成する。なお、かかるプロセスは好適な例示に過ぎず、被造形物２３０を形成するプロセスはこれに限定されない。 After the new powder layer 210 is formed on the hardened layer 220 as described above, the three-dimensional modeling apparatus 10 controls the feed motor 22, the head unit 70, and the carriage motor 82 on the powder layer 210. Discharge the curing liquid to a desired location. As a result, a new hardened layer 220 is formed on the powder layer 210. By repeating this, the modeled object 230 is completed. It should be noted that such a process is merely a suitable example, and the process for forming the object to be modeled 230 is not limited to this.

複数の吐出ヘッド７３は、硬化液を吐出しているとき、上下方向に関して造形槽５０上の粉末層２１０と予め定められた距離だけ離れている。以下、この距離をヘッドギャップとも呼ぶ。ヘッドギャップは、ノズル列７２が形成された吐出ヘッド７３の下面（ノズル面とも言う）と、粉末層２１０の上面との間の上下方向に関する距離である。上下方向に関して、粉末層２１０の上面の位置は、敷詰ローラ３１の下端の位置に等しい。本実施形態では、ヘッドギャップは２ｍｍである。ただし、ヘッドギャップは、２ｍｍより大きくてもよく、小さくてもよい。 When the curing liquid is discharged, the plurality of discharge heads 73 are separated from the powder layer 210 on the modeling tank 50 by a predetermined distance in the vertical direction. Hereinafter, this distance is also referred to as a head gap. The head gap is a vertical distance between the lower surface (also referred to as a nozzle surface) of the discharge head 73 on which the nozzle row 72 is formed and the upper surface of the powder layer 210. In the vertical direction, the position of the upper surface of the powder layer 210 is equal to the position of the lower end of the padding roller 31. In this embodiment, the head gap is 2 mm. However, the head gap may be larger or smaller than 2 mm.

（従来の三次元造形装置の問題）
従来の粉末硬化型の三次元造形装置においては、硬化液の吐出によって造形槽内の粉末材料が舞い上がるという問題が知られている。舞い上がった粉末材料が吐出ヘッドのノズルに付着すると、付着した粉末材料は硬化液によって硬化するおそれがある。ノズルに付着した粉末材料が硬化すると、例えばノズル詰まりや硬化液の飛翔方向の曲がり等の不具合が発生する。 (Problems with conventional 3D modeling equipment)
In the conventional powder curing type three-dimensional modeling apparatus, it is known that the powder material in the modeling tank is blown up by the discharge of the curing liquid. If the soared powder material adheres to the nozzle of the discharge head, the adhered powder material may be cured by the curing liquid. When the powder material adhering to the nozzle is cured, problems such as nozzle clogging and bending of the curing liquid in the flight direction occur.

本願発明者の知見によれば、このような粉末材料の舞い上がりは、ヘッドユニットから吐出された多数の硬化液の液滴が上昇気流を発生させることに起因している。硬化液の多数の液滴は高速で吐出されるため、それぞれ、ノズルと粉末層との間の空間に気流を発生させる。本願発明者の知見によれば、特に主走査方向Ｙに関して、２つの硬化液の液滴が近い距離で吐出されると、両者が発生させる気流が干渉して上昇気流を発生させる。この上昇気流により粉末材料が巻き上げられる。 According to the findings of the inventor of the present application, such a soaring of the powder material is caused by a large number of droplets of the curing liquid discharged from the head unit generating an updraft. Since a large number of droplets of the curing liquid are ejected at high speed, an air flow is generated in the space between the nozzle and the powder layer, respectively. According to the findings of the inventor of the present application, especially with respect to the main scanning direction Y, when two droplets of the curing liquid are ejected at a short distance, the airflows generated by both of them interfere with each other to generate an updraft. This updraft winds up the powder material.

上記知見に基づき、本願発明者は、主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘに関して、特に主走査方向Ｙに関して、２つの硬化液の液滴がある程度よりも遠い距離で吐出されると、両者が発生させる気流が干渉せず、上昇気流の発生が抑えられる可能性に思い至った。 Based on the above findings, the inventor of the present application generates both in the main scanning direction Y and the sub-scanning direction X, particularly in the main scanning direction Y, when two droplets of the curing liquid are ejected at a distance farther than a certain distance. I came up with the possibility that the updraft could be suppressed without the airflow interfering with it.

そこで、本実施形態に係る三次元造形装置１０では、複数のノズル７１は各ノズル列７２において主走査方向Ｙに関して１２００ｄｐｉの密度で配置され、複数のノズル列７２は、主走査方向Ｙと直交する副走査方向Ｘに関して、互いに１１ｍｍ離れて配置されている。以下では、本実施形態に係る三次元造形装置１０における粉末材料２００のノズル７１への付着の程度を他の三次元造形装置と比較しながら示すこととする。 Therefore, in the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment, the plurality of nozzles 71 are arranged in each nozzle row 72 at a density of 1200 dpi with respect to the main scanning direction Y, and the plurality of nozzle rows 72 are orthogonal to the main scanning direction Y. They are arranged 11 mm apart from each other with respect to the sub-scanning direction X. In the following, the degree of adhesion of the powder material 200 to the nozzle 71 in the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment will be shown while comparing with other three-dimensional modeling apparatus.

（硬化液の吐出条件および粉末材料の付着確認結果）
図４は、硬化液の吐出条件によるノズルへの粉末材料の付着状況を示す表である。図４は、本実施形態に係る三次元造形装置１０における硬化液の吐出条件、および、そのときの粉末材料２００の付着状況を示している。また、図４は、他の三次元造形装置における複数の硬化液の吐出条件と、各吐出条件で硬化液を吐出したときの粉末材料の付着状況とを示している。 (Discharge conditions of hardened liquid and result of confirmation of adhesion of powder material)
FIG. 4 is a table showing the state of adhesion of the powder material to the nozzle depending on the discharge conditions of the curing liquid. FIG. 4 shows the discharge conditions of the cured liquid in the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment, and the adhesion state of the powder material 200 at that time. Further, FIG. 4 shows the discharge conditions of a plurality of cured liquids in another three-dimensional modeling apparatus and the adhesion state of the powder material when the cured liquids are discharged under each discharge condition.

図４に示すように、本実施形態に係る三次元造形装置１０では、複数のノズル列７２間の距離は１１ｍｍである。ヘッドギャップは２ｍｍである。キャリッジ８５の走査速度は１５０ｍｍ／ｓである。副走査方向Ｘに関するノズル７１の密度は１２００ｄｐｉである。主走査方向Ｙに関する硬化液の吐出密度は１２００ｄｐｉである。硬化液の液滴のサイズ（体積）は８ｐｌ（ピコリットル）である。粉末材料２００は、セラミック粉８５％＋バインダ粉１５％の混合粉であり、その平均粒径は５０μｍである。硬化液は界面活性剤が５％添加された水である。硬化層２２０の１層の厚さは０．１ｍｍである。図４に示すように、かかる吐出条件の下では、硬化層２２０を１００層形成した後でもノズル７１への粉末材料２００の付着は認められなかった。 As shown in FIG. 4, in the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment, the distance between the plurality of nozzle rows 72 is 11 mm. The head gap is 2 mm. The scanning speed of the carriage 85 is 150 mm / s. The density of the nozzle 71 with respect to the sub-scanning direction X is 1200 dpi. The discharge density of the curing liquid in the main scanning direction Y is 1200 dpi. The size (volume) of the droplets of the curing liquid is 8 pl (picolitre). The powder material 200 is a mixed powder of 85% ceramic powder + 15% binder powder, and the average particle size thereof is 50 μm. The curing liquid is water to which 5% of a surfactant is added. The thickness of one layer of the cured layer 220 is 0.1 mm. As shown in FIG. 4, under such discharge conditions, no adhesion of the powder material 200 to the nozzle 71 was observed even after 100 layers of the cured layer 220 were formed.

一方、他の三次元造形装置では、図４に示すように、複数のノズル列間の距離は２．３ｍｍである。この距離は、本実施形態に係る三次元造形装置１０のそれよりも小さい。ヘッドギャップは、本実施形態に係る三次元造形装置１０の場合と同じ２ｍｍである。キャリッジの走査速度は、本実施形態に係る三次元造形装置１０の場合と同じ１５０ｍｍ／ｓである。副走査方向に関するノズルの密度は１８０ｄｐｉである。主走査方向に関する硬化液の吐出密度は７２０ｄｐｉである。粉末材料および硬化液は、本実施形態に係る三次元造形装置１０に使用されたものと同じである。硬化層の厚さおよび硬化液の吐出範囲（面積）は、本実施形態に係る三次元造形装置１０の場合と同じである。他の三次元造形装置では、硬化液の体積が１１ｐｌ、３８ｐｌ、６０ｐｌの場合について試験を行っている。 On the other hand, in another three-dimensional modeling apparatus, as shown in FIG. 4, the distance between the plurality of nozzle rows is 2.3 mm. This distance is smaller than that of the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. The head gap is 2 mm, which is the same as in the case of the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. The scanning speed of the carriage is 150 mm / s, which is the same as in the case of the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. The density of the nozzles in the sub-scanning direction is 180 dpi. The discharge density of the curing liquid in the main scanning direction is 720 dpi. The powder material and the curing liquid are the same as those used in the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. The thickness of the cured layer and the discharge range (area) of the cured liquid are the same as in the case of the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. In other three-dimensional modeling devices, tests are conducted when the volumes of the curing liquid are 11 pl, 38 pl, and 60 pl.

図４に示すように、他の三次元造形装置では、どの硬化液のサイズの場合でも、硬化層を３層形成した後において既にノズルへの粉末材料の付着が認められた。この結果より、本実施形態に係る三次元造形装置１０によれば従来の三次元造形装置よりも粉末材料のノズルへの付着を抑制できることは明らかである。 As shown in FIG. 4, in other three-dimensional modeling apparatus, adhesion of the powder material to the nozzle was already observed after forming three cured layers regardless of the size of the cured liquid. From this result, it is clear that the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment can suppress the adhesion of the powder material to the nozzle as compared with the conventional three-dimensional modeling apparatus.

硬化液の吐出条件につき、三次元造形装置１０と他の三次元造形装置との間で同じであるものは上記差異に関係していないと考えられる。条件が異なるもののうち、副走査方向に関するノズルの密度については、小さい方が上昇気流の発生が抑えられ、粉末材料の付着を少なくできるものと考えられる。また、主走査方向に関する硬化液の吐出密度については、小さい方がキャリッジの走査回数が少なくなり、そのため粉末材料の付着を少なくできるものと考えられる。図４に示す試験の場合には、副走査方向に関するノズルの密度および主走査方向に関する硬化液の吐出密度が小さい他の三次元造形装置の方が、本実施形態に係る三次元造形装置１０よりも粉末材料の付着が多い。従って、粉末材料の付着の抑制に関して、副走査方向に関するノズルの密度および主走査方向に関する硬化液の吐出密度の寄与は小さいものと考えられる。 It is considered that the same discharge conditions of the curing liquid between the three-dimensional modeling apparatus 10 and the other three-dimensional modeling apparatus are not related to the above difference. Among those with different conditions, it is considered that the smaller the density of the nozzles in the sub-scanning direction, the more the generation of the updraft can be suppressed and the adhesion of the powder material can be reduced. Further, regarding the discharge density of the curing liquid in the main scanning direction, it is considered that the smaller the density, the smaller the number of times the carriage is scanned, and therefore the adhesion of the powder material can be reduced. In the case of the test shown in FIG. 4, another three-dimensional modeling apparatus having a smaller nozzle density in the sub-scanning direction and a smaller ejection density of the curing liquid in the main scanning direction is better than the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. Also, there is a lot of powder material adhering. Therefore, it is considered that the contribution of the nozzle density in the sub-scanning direction and the ejection density of the curing liquid in the main scanning direction is small in suppressing the adhesion of the powder material.

また、硬化液のサイズは、他の三次元造形装置の試験結果に影響を与えていない。従って、硬化液のサイズも、粉末材料の付着の抑制への寄与が小さい要素と考えられる。 Moreover, the size of the curing liquid does not affect the test results of other three-dimensional modeling devices. Therefore, the size of the curing liquid is also considered to be a factor that contributes little to the suppression of adhesion of the powder material.

これらの考察により、粉末材料のノズルへの付着を抑制するためには、ノズル列間の距離を大きくすることが有効であると考えられる。図４の試験の結果より、ノズル列間の距離が１１ｍｍ以上であれば、粉末材料のノズルへの付着をほぼなくすことができる。副走査方向に関するノズルの密度は、少なくとも１２００ｄｐｉ以下であればよく、１２００ｄｐｉ以下である限りにおいて粉末材料のノズルへの付着にほとんど影響を与えない。 Based on these considerations, it is considered effective to increase the distance between the nozzle rows in order to suppress the adhesion of the powder material to the nozzles. From the results of the test of FIG. 4, if the distance between the nozzle rows is 11 mm or more, the adhesion of the powder material to the nozzles can be almost eliminated. The density of the nozzle in the sub-scanning direction may be at least 1200 dpi or less, and as long as it is 1200 dpi or less, it has almost no effect on the adhesion of the powder material to the nozzle.

さらに、本願発明者は、粉末材料のノズルへの付着を抑制できる範囲でノズル列間の距離を接近させ、ヘッドユニットの主走査方向に関するサイズをよりコンパクトにし、より少ない走査時間で主走査方向に関して所定の吐出密度を達成できるようにすることを考えた。 Further, the inventor of the present application makes the distance between the nozzle rows close to the extent that the adhesion of the powder material to the nozzle can be suppressed, makes the size of the head unit with respect to the main scanning direction more compact, and reduces the scanning time with respect to the main scanning direction. We considered making it possible to achieve a predetermined discharge density.

本願発明者の知見によれば、主走査方向Ｙに関して、複数のノズル列が互いに５ｍｍ以上離れて配置されていれば、粉末材料の舞い上がりを抑え、粉末材料のノズルへの付着を抑制することができる。 According to the findings of the inventor of the present application, if a plurality of nozzle rows are arranged at a distance of 5 mm or more from each other in the main scanning direction Y, it is possible to suppress the soaring of the powder material and suppress the adhesion of the powder material to the nozzles. can.

硬化液の吐出シミュレーションの結果によれば、複数のノズル列が互いに５ｍｍ以上離れていれば、上昇気流の発生が少なくなることが分かった。従って、複数のノズル列を互いに５ｍｍ以上離して配置すれば、粉末材料の舞い上がりを抑え、粉末材料のノズルへの付着を抑制することができるものと考えられる。ただし、かかる構成による効果は、ノズルに粉末材料がほとんど付着しないことを必ずしも意味するものではなく、従来の三次元造形装置、例えば、ノズル列間距離が２．３ｍｍの三次元造形装置と比較して、粉末材料の付着量を減少させることであってもよい。 According to the result of the discharge simulation of the curing liquid, it was found that the occurrence of the updraft is reduced when the plurality of nozzle rows are separated from each other by 5 mm or more. Therefore, it is considered that if a plurality of nozzle rows are arranged at a distance of 5 mm or more from each other, it is possible to suppress the soaring of the powder material and suppress the adhesion of the powder material to the nozzles. However, the effect of such a configuration does not necessarily mean that the powder material hardly adheres to the nozzles, and is compared with a conventional 3D modeling device, for example, a 3D modeling device having a distance between nozzle rows of 2.3 mm. It may be to reduce the adhesion amount of the powder material.

（第２実施形態）
第２実施形態では、複数のノズル列は、粉末材料の巻き上げを抑制する所定の距離よりも短い距離をおいて配置されるが、同時に使用されるノズル列が制限される。それにより、同時に使用するノズル列の間の距離は、粉末材料の巻き上げを抑制する所定の距離よりも長く保たれる。以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態と共通の機能を奏する部材には、第１実施形態と共通の符号を使用するものとする。また、重複する説明は適宜省略または簡略化する。 (Second Embodiment)
In the second embodiment, the plurality of nozzle rows are arranged at a distance shorter than a predetermined distance for suppressing the winding of the powder material, but the nozzle rows used at the same time are limited. Thereby, the distance between the nozzle rows used at the same time is kept longer than the predetermined distance that suppresses the winding of the powder material. In the following description of the second embodiment, the same reference numerals as those of the first embodiment are used for the members having the same functions as those of the first embodiment. In addition, duplicate explanations will be omitted or simplified as appropriate.

図５は、第２実施形態に係る三次元造形装置１０のキャリッジ８５の下面を模式的に示す平面図である。図５に示すように、本実施形態では、複数の吐出ヘッド７３は、それぞれ２つのノズル列７２を備えている。ここでは、ヘッドユニット７０は、主走査方向Ｙに並んだ４つの吐出ヘッド７３を備えるものとする。以下では、複数のノズル列７２を互いに区別するため、複数のノズル列７２を左から右に向かって順に第１ノズル列７２Ａ〜第８ノズル列７２Ｈと呼ぶこととする。また、複数の吐出ヘッド７３を互いに区別するため、複数の吐出ヘッド７３を左から右に向かって順に第１ヘッド７３Ａ、第２ヘッド７３Ｃ、第３ヘッド７３Ｅ、および第４ヘッド７３Ｇと呼ぶこととする。ただし、吐出ヘッド７３の数は特に限定されず、吐出ヘッド７３に形成されるノズル列７２の数も特に限定されない。 FIG. 5 is a plan view schematically showing the lower surface of the carriage 85 of the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the plurality of discharge heads 73 each include two nozzle rows 72. Here, it is assumed that the head unit 70 includes four discharge heads 73 arranged in the main scanning direction Y. In the following, in order to distinguish the plurality of nozzle rows 72 from each other, the plurality of nozzle rows 72 will be referred to as the first nozzle row 72A to the eighth nozzle row 72H in order from left to right. Further, in order to distinguish the plurality of ejection heads 73 from each other, the plurality of ejection heads 73 are referred to as a first head 73A, a second head 73C, a third head 73E, and a fourth head 73G in order from left to right. do. However, the number of discharge heads 73 is not particularly limited, and the number of nozzle rows 72 formed on the discharge head 73 is also not particularly limited.

図５に示すように、第１ノズル列７２Ａおよび第２ノズル列７２Ｂは、第１ヘッド７３Ａに形成されている。第３ノズル列７２Ｃおよび第４ノズル列７２Ｄは、第２ヘッド７３Ｃに形成されている。第５ノズル列７２Ｅおよび第６ノズル列７２Ｆは、第３ヘッド７３Ｅに形成されている。第７ノズル列７２Ｇおよび第８ノズル列７２Ｈは、第４ヘッド７３Ｇに形成されている。 As shown in FIG. 5, the first nozzle row 72A and the second nozzle row 72B are formed on the first head 73A. The third nozzle row 72C and the fourth nozzle row 72D are formed on the second head 73C. The fifth nozzle row 72E and the sixth nozzle row 72F are formed on the third head 73E. The seventh nozzle row 72G and the eighth nozzle row 72H are formed on the fourth head 73G.

第１ノズル列７２Ａ〜第８ノズル列７２Ｈは、それぞれ、副走査方向Ｘに並んで配置されるとともにそれぞれが硬化液を吐出する複数のノズル７１から構成されている。図５に示すように、第１ノズル列７２Ａと第２ノズル列７２Ｂとは、主走査方向Ｙに関して所定の第１距離Ｄ１よりも接近して配置されている。詳しくは、第１ノズル列７２Ａと第２ノズル列７２Ｂとは、主走査方向Ｙに関して、第１距離Ｄ１よりも小さい第２距離Ｄ２だけ離れて配置されている。第１距離Ｄ１は、粉末材料２００の巻き上げを抑制できるノズル列７２間の距離である。第１距離Ｄ１は、例えば５ｍｍに設定されてもよい。または、第１距離Ｄ１は、５ｍｍよりも大きく１１ｍｍよりも小さい距離に設定されてもよい。第１距離Ｄ１は１１ｍｍに設定されてもよい。 The first nozzle row 72A to the eighth nozzle row 72H are each arranged side by side in the sub-scanning direction X, and each is composed of a plurality of nozzles 71 for discharging the curing liquid. As shown in FIG. 5, the first nozzle row 72A and the second nozzle row 72B are arranged closer to each other than the predetermined first distance D1 in the main scanning direction Y. Specifically, the first nozzle row 72A and the second nozzle row 72B are arranged apart from each other by a second distance D2, which is smaller than the first distance D1, in the main scanning direction Y. The first distance D1 is a distance between the nozzle rows 72 that can suppress the winding of the powder material 200. The first distance D1 may be set to, for example, 5 mm. Alternatively, the first distance D1 may be set to a distance greater than 5 mm and less than 11 mm. The first distance D1 may be set to 11 mm.

一方、第１ノズル列７２Ａと第３ノズル列７２Ｃとは、主走査方向Ｙに関して第１距離Ｄ１以上離れて配置されている。詳しくは、第１ノズル列７２Ａと第３ノズル列７２Ｃとの距離は、第１距離Ｄ１よりも大きい第３距離Ｄ３である。ただし、第３距離Ｄ３は、第１距離Ｄ１と等しくてもよい。以下同様に、第３ノズル列７２Ｃと第４ノズル列７２Ｄとは、主走査方向Ｙに関して第２距離Ｄ２だけ離れて配置されている。第３ノズル列７２Ｃと第５ノズル列７２Ｅとは、主走査方向Ｙに関して第３距離Ｄ３だけ離れて配置されている。第５ノズル列７２Ｅと第６ノズル列７２Ｆとは、主走査方向Ｙに関して第２距離Ｄ２だけ離れて配置されている。第５ノズル列７２Ｅと第７ノズル列７２Ｇとは、主走査方向Ｙに関して第３距離Ｄ３だけ離れて配置されている。第７ノズル列７２Ｇと第８ノズル列７２Ｈとは、主走査方向Ｙに関して第２距離Ｄ２だけ離れて配置されている。 On the other hand, the first nozzle row 72A and the third nozzle row 72C are arranged apart from each other by a first distance D1 or more with respect to the main scanning direction Y. Specifically, the distance between the first nozzle row 72A and the third nozzle row 72C is the third distance D3, which is larger than the first distance D1. However, the third distance D3 may be equal to the first distance D1. Similarly, the third nozzle row 72C and the fourth nozzle row 72D are arranged apart from each other by a second distance D2 with respect to the main scanning direction Y. The third nozzle row 72C and the fifth nozzle row 72E are arranged apart from each other by a third distance D3 with respect to the main scanning direction Y. The fifth nozzle row 72E and the sixth nozzle row 72F are arranged apart from each other by a second distance D2 with respect to the main scanning direction Y. The fifth nozzle row 72E and the seventh nozzle row 72G are arranged apart from each other by a third distance D3 with respect to the main scanning direction Y. The 7th nozzle row 72G and the 8th nozzle row 72H are arranged apart from each other by a second distance D2 with respect to the main scanning direction Y.

よって、図示は省略するが、主走査方向Ｙに関する第２ノズル列７２Ｂと第４ノズル列７２Ｄとの距離、第４ノズル列７２Ｄと第６ノズル列７２Ｆとの距離、および第６ノズル列７２Ｆと第８ノズル列７２Ｈとの距離は、いずれも第３距離Ｄ３である。 Therefore, although not shown, the distance between the second nozzle row 72B and the fourth nozzle row 72D, the distance between the fourth nozzle row 72D and the sixth nozzle row 72F, and the sixth nozzle row 72F with respect to the main scanning direction Y The distance from the eighth nozzle row 72H is the third distance D3.

本実施形態に係る制御装置１００は、ヘッドユニット７０から硬化液を吐出させる時間のうちの少なくとも一部において、第１ノズル列７２Ａ、第３ノズル列７２Ｃ、第５ノズル列７２Ｅ、および第７ノズル列７２Ｇのノズル７１から硬化液を吐出させ、第２ノズル列７２Ｂ、第４ノズル列７２Ｄ、第６ノズル列７２Ｆ、および第８ノズル列７２Ｈのノズル７１からは硬化液を吐出させないように設定されている。詳しくは、本実施形態に係る制御装置１００は、ヘッドユニット７０から硬化液を吐出させる時間のうちの一部（以下、第１時間帯と言う）において、第１ノズル列７２Ａ、第３ノズル列７２Ｃ、第５ノズル列７２Ｅ、および第７ノズル列７２Ｇのノズル７１から硬化液を吐出させ、第２ノズル列７２Ｂ、第４ノズル列７２Ｄ、第６ノズル列７２Ｆ、および第８ノズル列７２Ｈのノズル７１からは硬化液を吐出させないように設定されている。図５では、第１時間帯において硬化液を吐出するノズル７１を二重丸で示している。 The control device 100 according to the present embodiment has a first nozzle row 72A, a third nozzle row 72C, a fifth nozzle row 72E, and a seventh nozzle during at least a part of the time for discharging the curing liquid from the head unit 70. It is set so that the curing liquid is discharged from the nozzle 71 of the row 72G and the curing liquid is not discharged from the nozzle 71 of the second nozzle row 72B, the fourth nozzle row 72D, the sixth nozzle row 72F, and the eighth nozzle row 72H. ing. Specifically, the control device 100 according to the present embodiment has a first nozzle row 72A and a third nozzle row in a part of the time for discharging the curing liquid from the head unit 70 (hereinafter referred to as the first time zone). The curing liquid is discharged from the nozzles 71 of the 72C, the 5th nozzle row 72E, and the 7th nozzle row 72G, and the nozzles of the 2nd nozzle row 72B, the 4th nozzle row 72D, the 6th nozzle row 72F, and the 8th nozzle row 72H. It is set not to discharge the curing liquid from 71. In FIG. 5, the nozzle 71 for discharging the curing liquid in the first time zone is indicated by a double circle.

また、本実施形態に係る制御装置１００は、ヘッドユニット７０から硬化液を吐出させる時間のうちの他の一部（以下、第２時間帯と言う）において、第２ノズル列７２Ｂ、第４ノズル列７２Ｄ、第６ノズル列７２Ｆ、および第８ノズル列７２Ｈのノズル７１から硬化液を吐出させ、第１ノズル列７２Ａ、第３ノズル列７２Ｃ、第５ノズル列７２Ｅ、および第７ノズル列７２Ｇのノズル７１からは硬化液を吐出させないように設定されている。図５では、第２時間帯において硬化液を吐出するノズル７１を三角で示している。 Further, the control device 100 according to the present embodiment has the second nozzle row 72B and the fourth nozzle in the other part of the time for discharging the curing liquid from the head unit 70 (hereinafter referred to as the second time zone). The curing liquid is discharged from the nozzles 71 of the row 72D, the sixth nozzle row 72F, and the eighth nozzle row 72H, and the first nozzle row 72A, the third nozzle row 72C, the fifth nozzle row 72E, and the seventh nozzle row 72G are discharged. It is set so that the curing liquid is not discharged from the nozzle 71. In FIG. 5, the nozzle 71 for discharging the curing liquid in the second time zone is shown by a triangle.

ただし、制御装置１００は、ヘッドユニット７０から硬化液を吐出させる時間の全部において、第１ノズル列７２Ａ、第３ノズル列７２Ｃ、第５ノズル列７２Ｅ、および第７ノズル列７２Ｇのノズル７１から硬化液を吐出させ、第２ノズル列７２Ｂ、第４ノズル列７２Ｄ、第６ノズル列７２Ｆ、および第８ノズル列７２Ｈのノズル７１からは硬化液を吐出させないように設定されていてもよい。あるいは、制御装置１００は、ヘッドユニット７０から硬化液を吐出させる時間の全部において、第２ノズル列７２Ｂ、第４ノズル列７２Ｄ、第６ノズル列７２Ｆ、および第８ノズル列７２Ｈのノズル７１から硬化液を吐出させ、第１ノズル列７２Ａ、第３ノズル列７２Ｃ、第５ノズル列７２Ｅ、および第７ノズル列７２Ｇのノズル７１からは硬化液を吐出させないように設定されていてもよい。言い換えると、三次元造形装置１０は、奇数番目のノズル列７２Ａ、７２Ｃ、７２Ｅ、および７２Ｇだけ、または、偶数番目のノズル列７２Ｂ、７２Ｄ、７２Ｆ、および７２Ｈだけを使用するように構成されていてもよい。 However, the control device 100 cures from the nozzles 71 of the first nozzle row 72A, the third nozzle row 72C, the fifth nozzle row 72E, and the seventh nozzle row 72G during the entire time for discharging the curing liquid from the head unit 70. The liquid may be discharged, and the curing liquid may not be discharged from the nozzles 71 of the second nozzle row 72B, the fourth nozzle row 72D, the sixth nozzle row 72F, and the eighth nozzle row 72H. Alternatively, the control device 100 cures from the nozzles 71 of the second nozzle row 72B, the fourth nozzle row 72D, the sixth nozzle row 72F, and the eighth nozzle row 72H during the entire time for discharging the curing liquid from the head unit 70. The liquid may be discharged, and the curing liquid may not be discharged from the nozzles 71 of the first nozzle row 72A, the third nozzle row 72C, the fifth nozzle row 72E, and the seventh nozzle row 72G. In other words, the 3D modeling device 10 is configured to use only the odd-numbered nozzle rows 72A, 72C, 72E, and 72G, or only the even-numbered nozzle rows 72B, 72D, 72F, and 72H. May be good.

図６は、本実施形態に係る三次元造形装置１０のブロック図である。図６に示すように、本実施形態では、制御装置１００は、第１カウンター１１０と、第２カウンター１２０と、ノズル列選択部１３０と、タイミング補正部１４０とを備えている。第１カウンター１１０は、奇数番目のノズル列７２Ａ、７２Ｃ、７２Ｅ、および７２Ｇから硬化液が吐出されている積算時間（言い換えると、第１時間帯の積算時間）を計測するように構成されている。第１カウンター１１０によって積算された時間が所定時間を超えると、次の硬化層２２０の形成からは偶数番目のノズル列７２Ｂ、７２Ｄ、７２Ｆ、および７２Ｈが使用される。第２カウンター１２０は、偶数番目のノズル列７２Ｂ、７２Ｄ、７２Ｆ、および７２Ｈから硬化液が吐出されている積算時間（言い換えると、第２時間帯の積算時間）を計測するように構成されている。第２カウンター１２０によって積算された時間が所定時間を超えると、次の硬化層２２０の形成からは奇数番目のノズル列７２Ａ、７２Ｃ、７２Ｅ、および７２Ｇが再び使用される。 FIG. 6 is a block diagram of the three-dimensional modeling apparatus 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the control device 100 includes a first counter 110, a second counter 120, a nozzle row selection unit 130, and a timing correction unit 140. The first counter 110 is configured to measure the integrated time (in other words, the integrated time in the first time zone) in which the curing liquid is discharged from the odd-numbered nozzle rows 72A, 72C, 72E, and 72G. .. When the time accumulated by the first counter 110 exceeds a predetermined time, the even-numbered nozzle rows 72B, 72D, 72F, and 72H are used from the formation of the next cured layer 220. The second counter 120 is configured to measure the integrated time (in other words, the integrated time in the second time zone) in which the curing liquid is discharged from the even-numbered nozzle rows 72B, 72D, 72F, and 72H. .. When the time accumulated by the second counter 120 exceeds a predetermined time, the odd-numbered nozzle rows 72A, 72C, 72E, and 72G are used again from the formation of the next cured layer 220.

ノズル列選択部１３０は、第１カウンター１１０および第２カウンター１２０の計測に基づいて、使用するノズル列７２を選択する。タイミング補正部１４０は、選択されたノズル列７２に合わせて硬化液を吐出するタイミングを補正する。 The nozzle row selection unit 130 selects the nozzle row 72 to be used based on the measurements of the first counter 110 and the second counter 120. The timing correction unit 140 corrects the timing of discharging the curing liquid according to the selected nozzle row 72.

ただし、かかる制御は好適な一例に過ぎず、ノズル列７２の選択に係る制御の方法は限定されない。例えば、第１時間帯と第２時間帯とは、所定数の硬化層２２０の形成ごとに切り替わってもよい。または、第１時間帯と第２時間帯とは、ジョブごとに切り替わってもよい。第１時間帯と第２時間帯とは、硬化液の所定のショット数ごとに切り替わってもよい。 However, such control is only a preferable example, and the control method for selecting the nozzle row 72 is not limited. For example, the first time zone and the second time zone may be switched every time a predetermined number of cured layers 220 are formed. Alternatively, the first time zone and the second time zone may be switched for each job. The first time zone and the second time zone may be switched for each predetermined number of shots of the curing liquid.

なお、説明および図示は省略するが、制御装置１００は他の機能を担う他の制御部を備えていてもよい。 Although description and illustration are omitted, the control device 100 may include other control units that carry out other functions.

上記した制御によれば、同時に使用される複数のノズル列７２の間の距離が第１距離Ｄ１以上に保たれるため、ノズル７１への粉末材料２００の付着が抑制される。また、第１時間帯では一部のノズル列７２を使用し、第２時間帯では他の一部のノズル列７２を使用することにより、一部のノズル列７２だけの偏った使用が回避され、ヘッドユニット７０の寿命を延ばすことができる。 According to the above-mentioned control, since the distance between the plurality of nozzle rows 72 used at the same time is maintained at the first distance D1 or more, the adhesion of the powder material 200 to the nozzle 71 is suppressed. Further, by using a part of the nozzle rows 72 in the first time zone and using some other nozzle rows 72 in the second time zone, the biased use of only a part of the nozzle rows 72 is avoided. , The life of the head unit 70 can be extended.

なお、上記した実施形態では、一部の時間帯では奇数番目のノズル列７２Ａ、７２Ｃ、７２Ｅ、および７２Ｇが使用され、他の一部の時間帯では偶数番目のノズル列７２Ｂ、７２Ｄ、７２Ｆ、および７２Ｈが使用されたが、使用するノズル列の時間帯による分配は、ノズル列の配置によって変わり得る。また、ノズル列の配置が上記と同じであっても、使用するノズル列の時間帯による分配は上記に限定されない。例えば、第１時間帯には第１ノズル列７２Ａおよび第５ノズル列７２Ｅが使用され、第２時間帯には第２ノズル列７２Ｂおよび第６ノズル列７２Ｆが使用され、第３時間帯には第３ノズル列７２Ｃおよび第７ノズル列７２Ｇが使用され、第４時間帯には第４ノズル列７２Ｄおよび第８ノズル列７２Ｈが使用されてもよい。複数のノズル列は、同時に１つだけ使用されてもよい。同時に使用されるノズル列は、互いに第１距離Ｄ１以上離れていればよく（単独使用の場合も含む）、それ以上は限定されない。 In the above embodiment, the odd-numbered nozzle rows 72A, 72C, 72E, and 72G are used in some time zones, and the even-numbered nozzle rows 72B, 72D, 72F, in some other time zones. And 72H were used, but the time zone distribution of the nozzle trains used may vary depending on the arrangement of the nozzle trains. Further, even if the arrangement of the nozzle rows is the same as described above, the distribution of the nozzle rows to be used according to the time zone is not limited to the above. For example, the first nozzle row 72A and the fifth nozzle row 72E are used in the first time zone, the second nozzle row 72B and the sixth nozzle row 72F are used in the second time zone, and the third nozzle row 72F is used in the third time zone. The third nozzle row 72C and the seventh nozzle row 72G may be used, and the fourth nozzle row 72D and the eighth nozzle row 72H may be used in the fourth time zone. Only one nozzle row may be used at a time. The nozzle rows used at the same time may be separated from each other by the first distance D1 or more (including the case of single use), and are not limited to that.

以上、本発明のいくつかの好適な実施形態について説明した。しかし、上記した実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the above-described embodiment is merely an example, and the present invention can be implemented in various other embodiments.

例えば、上記した実施形態では、ヘッドユニットは主走査方向に移動するキャリッジに搭載されていた。しかし、三次元造形装置はいわゆるラインヘッド方式に構成されていてもよい。その場合、ヘッドユニットは、それぞれ主走査方向に延びる複数のノズル列を有し、主走査方向に関して不動であってもよい。かつ、複数のノズル列は、所定の間隔以上の間隔をおいて副走査方向に並んでもよい。または、副走査方向に関して互いに所定の距離以上離れた一部のノズル列のみが同時に使用されてもよい。ノズル列の伸長方向および並び方向は特に限定されない。 For example, in the above embodiment, the head unit is mounted on a carriage that moves in the main scanning direction. However, the three-dimensional modeling apparatus may be configured in a so-called line head system. In that case, the head unit may each have a plurality of nozzle rows extending in the main scanning direction and may be immobile with respect to the main scanning direction. Moreover, the plurality of nozzle rows may be arranged in the sub-scanning direction at intervals of a predetermined interval or more. Alternatively, only some nozzle rows separated from each other by a predetermined distance or more in the sub-scanning direction may be used at the same time. The extension direction and the arrangement direction of the nozzle rows are not particularly limited.

上記した実施形態では、複数のノズル列の副走査方向に関する位置は揃っていた。また、それらの長さは同じであった。しかし、複数のノズル列はいわゆるスタガ配置され、その一部または全部は、副走査方向に関する位置がずれていてもよい。 In the above-described embodiment, the positions of the plurality of nozzle rows with respect to the sub-scanning direction are aligned. Also, their length was the same. However, a plurality of nozzle rows may be arranged in a so-called stagger, and some or all of them may be misaligned with respect to the sub-scanning direction.

硬化液の吐出方式は限定されない。硬化液は、例えばピエゾ素子等の圧電素子の駆動により吐出されてもよく、サーマル式などの他の種々の方式により吐出されてもよい。その他、上記した三次元造形装置の構成は例示に過ぎず、特に限定されない。また、特に言及しない限り、硬化液の吐出条件、硬化液および粉末材料の種類や特性、造形される被造形物の形状などは限定されない。 The method of discharging the curing liquid is not limited. The curing liquid may be discharged by driving a piezoelectric element such as a piezo element, or may be discharged by various other methods such as a thermal type. In addition, the configuration of the above-mentioned three-dimensional modeling apparatus is merely an example, and is not particularly limited. Further, unless otherwise specified, the discharge conditions of the curing liquid, the types and characteristics of the curing liquid and the powder material, the shape of the object to be modeled, and the like are not limited.

その他、ここに開示した実施形態は、特に断らない限り、本発明を限定しない。 In addition, the embodiments disclosed herein do not limit the present invention unless otherwise specified.

１０ 三次元造形装置
４０ 供給槽
５０ 造形槽
７０ ヘッドユニット（吐出装置）
７１ ノズル
７２ ノズル列
１００ 制御装置
２００ 粉末材料
２１０ 粉末層
Ｄ０ ノズル列間距離（第１実施形態）
Ｄ１ 第１距離
Ｄ２ 第２距離（第１ノズル列と第２ノズル列との距離）
Ｄ３ 第３距離（第１ノズル列と第３ノズル列との距離） 10 Three-dimensional modeling device 40 Supply tank 50 Modeling tank 70 Head unit (discharge device)
71 Nozzle 72 Nozzle row 100 Control device 200 Powder material 210 Powder layer D0 Distance between nozzle rows (first embodiment)
D1 1st distance D2 2nd distance (distance between the 1st nozzle row and the 2nd nozzle row)
D3 3rd distance (distance between the 1st nozzle row and the 3rd nozzle row)

Claims (4)

少なくとも一部に開口部を有する箱状に形成され、粉末材料が収容される造形槽と、
前記造形槽の前記開口部に対向するように設けられ、前記粉末材料を硬化させる硬化液を前記開口部に向かって吐出する吐出装置と、
を備え、
前記吐出装置は、所定の第１方向に並んで配置された複数のノズルからそれぞれ構成された複数のノズル列を有しており、
前記複数のノズルは、それぞれが前記硬化液を吐出するように構成され、前記複数のノズル列の各ノズル列において、前記第１方向に関して１２００ｄｐｉ以下の密度で配置され、
前記複数のノズル列は、前記第１方向と直交する第２方向に関して、互いに５ｍｍ以上離れて配置されている、
三次元造形装置。 A modeling tank that is formed in a box shape with an opening at least in part and contains powder material.
A discharge device provided so as to face the opening of the modeling tank and ejecting a curing liquid for curing the powder material toward the opening.
Equipped with
The ejection device has a plurality of nozzle rows each composed of a plurality of nozzles arranged side by side in a predetermined first direction.
The plurality of nozzles are configured to each discharge the curing liquid, and are arranged in each nozzle row of the plurality of nozzle rows at a density of 1200 dpi or less in the first direction.
The plurality of nozzle rows are arranged at a distance of 5 mm or more from each other with respect to the second direction orthogonal to the first direction.
Three-dimensional modeling device. 前記複数のノズル列は、前記第２方向に関して、互いに１１ｍｍ以上離れて配置されている、
請求項１に記載の三次元造形装置。 The plurality of nozzle rows are arranged at a distance of 11 mm or more from each other in the second direction.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1. 少なくとも一部に開口部を有する箱状に形成され、粉末材料が収容される造形槽と、
前記造形槽の前記開口部に対向するように設けられ、前記粉末材料を硬化させる硬化液を前記開口部に向かって吐出する吐出装置と、
前記吐出装置を制御して前記硬化液を吐出させる制御装置と、
を備え、
前記吐出装置は、
所定の第１方向に並んで配置されるとともにそれぞれが前記硬化液を吐出する複数のノズルから構成された第１ノズル列と、
前記第１方向に並んで配置されるとともにそれぞれが前記硬化液を吐出する他の複数のノズルから構成された第２ノズル列と、
前記第１方向に並んで配置されるとともにそれぞれが前記硬化液を吐出するさらに他の複数のノズルから構成された第３ノズル列と、
を有しており、
前記第１ノズル列と前記第２ノズル列とは、前記第１方向と直交する第２方向に関して所定の第１距離よりも接近して配置され、
前記第１ノズル列と前記第３ノズル列とは、前記第２方向に関して前記第１距離以上離れて配置され、
前記制御装置は、前記吐出装置から前記硬化液を吐出させる時間のうちの少なくとも一部において、前記第１ノズル列の前記複数のノズルおよび前記第３ノズル列の前記さらに他の複数のノズルから前記硬化液を吐出させ、前記第２ノズル列の前記他の複数のノズルからは前記硬化液を吐出させないように設定されている、
三次元造形装置。 A modeling tank that is formed in a box shape with an opening at least in part and contains powder material.
A discharge device provided so as to face the opening of the modeling tank and ejecting a curing liquid for curing the powder material toward the opening.
A control device that controls the discharge device to discharge the curing liquid, and
Equipped with
The discharge device is
A first nozzle row composed of a plurality of nozzles arranged side by side in a predetermined first direction and each of which discharges the curing liquid.
A second nozzle row arranged side by side in the first direction and each of which is composed of a plurality of other nozzles for discharging the curing liquid.
A third nozzle row composed of a plurality of other nozzles arranged side by side in the first direction and each of which discharges the curing liquid.
Have and
The first nozzle row and the second nozzle row are arranged closer to each other than a predetermined first distance in a second direction orthogonal to the first direction.
The first nozzle row and the third nozzle row are arranged at a distance of the first distance or more with respect to the second direction.
The control device may use the plurality of nozzles in the first nozzle row and the other plurality of nozzles in the third nozzle row to eject the curing liquid from the ejection device at least a part of the time. It is set so that the curing liquid is discharged and the curing liquid is not discharged from the other plurality of nozzles in the second nozzle row.
Three-dimensional modeling device. 前記制御装置は、
前記吐出装置から前記硬化液を吐出させる時間のうちの一部において、前記第１ノズル列の前記複数のノズルおよび前記第３ノズル列の前記さらに他の複数のノズルから前記硬化液を吐出させ、前記第２ノズル列の前記他の複数のノズルからは前記硬化液を吐出させず、
前記吐出装置から前記硬化液を吐出させる時間のうちの他の一部において、少なくとも前記第２ノズル列の前記他の複数のノズルから前記硬化液を吐出させ、前記第１ノズル列の前記複数のノズルからは前記硬化液を吐出させないように設定されている、
請求項３に記載の三次元造形装置。 The control device is
During a part of the time for discharging the curing liquid from the discharging device, the curing liquid is discharged from the plurality of nozzles in the first nozzle row and the other plurality of nozzles in the third nozzle row. The curing liquid was not discharged from the other plurality of nozzles in the second nozzle row.
During the other part of the time for discharging the curing liquid from the discharging device, the curing liquid is discharged from at least the other plurality of nozzles in the second nozzle row, and the plurality of the curing liquid in the first nozzle row is discharged. It is set so that the curing liquid is not discharged from the nozzle.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3.
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