JP2022056730A - 三次元造形装置、及び、三次元造形システム - Google Patents

Abstract

【課題】三次元造形物の変形、および、ノズル詰まりを抑制する。【解決手段】三次元造形装置は、ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、加熱ブロックの貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、加熱ブロックに取り付けられたノズルチップである造形用ノズルチップのノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、造形用ノズルチップのノズル開口から、加熱ブロックの熱によって可塑化した材料が吐出されて積層されるステージと、制御部と、を備える。ノズルチップは、加熱ブロックの熱がステージに積層された材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、制御部は、造形用ノズルチップと、材料の種類に関する材料情報と、を関連付けて記録する。【選択図】図１

Description

本開示は、三次元造形装置、及び、三次元造形システムに関する。

三次元造形装置に関し、例えば、特許文献１には、溶融した熱可塑性の材料を、予め設定された形状データにしたがって走査するノズルから基台上に押し出し、その基台上で硬化した材料の上に更に溶融した材料を積層して三次元造形物を造形する装置が開示されている。

特開２００６－１９２７１０号公報

特許文献１の装置では、材料を溶融するためのヒーターの熱が、基台上の三次元造形物へと伝達され、三次元造形物が変形する可能性があった。また、経年使用によって、ノズル流路の壁面に材料が堆積してノズル詰まりが生じる可能性があった。このノズル詰まりは、特に、１つのノズルから異なる溶融温度を有する複数の材料を吐出した場合に生じやすかった。

本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、前記加熱ブロックの前記貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、前記加熱ブロックに取り付けられた前記ノズルチップである造形用ノズルチップの前記ノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、前記造形用ノズルチップの前記ノズル開口から、前記加熱ブロックの熱によって可塑化した前記材料が吐出されて積層されるステージと、制御部と、を備える。前記ノズルチップは、前記加熱ブロックの熱が前記ステージに積層された前記材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記材料の種類に関する材料情報と、を関連付けて記録する。

本開示の第２の形態によれば、複数の三次元造形装置と、複数の前記三次元造形装置を制御する制御装置と、を備える三次元造形システムが提供される。この三次元造形システムにおいて、ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、前記加熱ブロックの前記貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、前記加熱ブロックに取り付けられた前記ノズルチップである造形用ノズルチップの前記ノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、前記造形用ノズルチップの前記ノズル開口から、前記加熱ブロックの熱によって可塑化した前記材料が吐出されて積層されるステージと、前記制御装置と通信する通信部と、を備える。前記ノズルチップは、前記加熱ブロックの熱が前記ステージに積層された前記材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、前記通信部は、前記造形用ノズルチップを識別する情報に関するノズル情報と、前記材料の種類に関する材料情報と、を前記制御装置に送信する。前記制御装置は、前記材料情報と前記ノズル情報とを関連付けて記録する。

第１実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態の材料保持部および吐出部の概略構成を示す図。 スクリューの溝形成面側の構成を示す概略斜視図。 バレルのスクリュー対向面側の構成を示す上面図。 貫通孔へのノズルチップの着脱を説明する図。 第１実施形態における三次元造形処理を示す工程図。 第１実施形態における材料相違判定処理を示す工程図。 第１実施形態における累積吐出量更新処理を示す工程図。 第２実施形態における三次元造形処理を示す工程図。 ブロック相違判定処理を示す工程図。 第３実施形態における三次元造形処理を示す工程図。 装置相違判定処理を示す工程図。 第４実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す図。 第４実施形態の吐出部の概略構成を説明する図。 第５実施形態としての三次元造形システムの構成を示す概略ブロック図。 第５実施形態における三次元造形処理の一例を示す工程図。 第５実施形態における材料相違判定を示す工程図。 第５実施形態における累積吐出量更新処理を示す工程図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置５の概略構成を示す図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを、両方含む。Ｘ軸及びＹ軸は、水平面に沿った軸であり、Ｚ軸は、鉛直線に沿った軸である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。

本実施形態の三次元造形装置５は、第１吐出部１００ａと、第２吐出部１００ｂと、第１材料保持部２０ａと、第２材料保持部２０ｂと、移動機構部２１０と、ステージ２２０と、制御部３００と、報知部４００とを備える。なお、以下では、第１吐出部１００ａと第２吐出部１００ｂとを特に区別することなく説明する場合、単に、吐出部１００と呼ぶこともある。同様に、第１材料保持部２０ａと第２材料保持部２０ｂとを特に区別することなく説明する場合、単に、材料保持部２０と呼ぶこともある。

移動機構部２１０は、吐出部１００とステージ２２０との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、移動機構部２１０は、第１吐出部１００ａおよび第２吐出部１００ｂに対して、ステージ２２０を移動させる。なお、ステージ２２０に対する第１吐出部１００ａや第２吐出部１００ｂの相対的な位置の変化を、単に、第１吐出部１００ａや第２吐出部１００ｂの移動と呼ぶこともある。本実施形態における移動機構部２１０は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ２２０をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。各モーターは、制御部３００の制御下にて駆動する。なお、他の実施形態では、移動機構部２１０は、ステージ２２０を移動させる構成ではなく、例えば、ステージ２２０を移動させずに吐出部１００を移動させる構成であってもよい。また、移動機構部２１０は、ステージ２２０と吐出部１００との両方を移動させる構成であってもよい。

制御部３００は、１以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。本実施形態では、制御部３００は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、三次元造形物を造形するための三次元造形処理を実行する機能する等、種々の機能を発揮する。なお、制御部３００は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。

本実施形態の報知部４００は、液晶モニターによって構成され、視覚情報を液晶モニターに表示することによって情報を報知する。報知部４００は、情報として、例えば、三次元造形装置５の制御状態等を報知する。なお、他の実施形態では、報知部４００は、例えば、視覚情報を報知する他の機器によって構成されてもよいし、音声情報等の視覚情報以外の情報を報知する機器によって構成されていてもよい。

図２は、本実施形態の材料保持部２０および吐出部１００の概略構成を示す図である。なお、図２には、第１材料保持部２０ａおよび第１吐出部１００ａの構成が示されている。第２材料保持部２０ｂおよび第２吐出部１００ｂの構成は、特に説明しない限り、それぞれ、第１材料保持部２０ａおよび第１吐出部１００ａの構成と同じである。以下では、第１吐出部１００ａに係る構成要素と第２吐出部１００ｂに係る構成要素とを区別して説明する場合には、第１吐出部１００ａに係る構成要素には、符号の末尾に「ａ」を付し、第２吐出部１００ｂに係る構成要素には、符号の末尾に「ｂ」を付す。第１吐出部１００ａの構成要素と第２吐出部１００ｂの構成要素とを特に区別せずに説明する場合には、符号の末尾に「ａ」や「ｂ」を付さずに説明する。

上述したように、吐出部１００は、可塑化部３０と、ノズルチップ６０とを備えている。可塑化部３０は、材料搬送機構４０と、加熱ブロック９０とを有している。吐出部１００には、材料保持部２０に保持されている材料が供給される。より具体的には、第１吐出部１００ａには、第１材料保持部２０ａに保持されている第１材料が供給され、第２吐出部１００ｂには第２材料保持部２０ｂに保持されている第２材料が供給される。吐出部１００は、制御部３００の制御下で、材料保持部２０から供給された材料の少なくとも一部を可塑化部３０によって可塑化し、可塑化した材料をノズルチップ６０からステージ２２０上に吐出して積層させる。なお、ステージ２２０に積層された材料のことを、積層材料と呼ぶこともある。また、材料をノズルから吐出し、吐出した材料を積層させることによって三次元造形物を造形する三次元造形の方式を、材料押出法（ＭＥ：Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）と呼ぶこともある。

また、「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料に熱が加わり溶融することを意味する。「溶融」とは、熱可塑性を有する材料が融点以上の温度に加熱されて液状になることのみならず、熱可塑性を有する材料がガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性が発現することをも意味する。なお、材料の流動性が発現する温度のことを、その材料の「溶融温度」と呼ぶこともある。

本実施形態の材料保持部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容されている。本実施形態において、材料保持部２０に収容されている材料は、ペレット状の樹脂である。本実施形態の材料保持部２０は、ホッパーによって構成されている。材料保持部２０に収容された材料は、材料保持部２０と吐出部１００とを接続するように材料保持部２０の下方に設けられた供給路２２を介して、吐出部１００の可塑化部３０の材料搬送機構４０に供給される。本実施形態では、第１材料保持部２０ａには第１材料が収容されており、第１材料は、第１吐出部１００ａの第１材料搬送機構４０ａに供給される。第２材料保持部２０ｂには第２材料が収容されており、第２材料は、第２吐出部１００ｂの第２材料搬送機構４０ｂに供給される。

なお、本実施形態の第１材料は、意図した形状を有する三次元造形物を造形するための材料であり、造形材料と呼ばれることもある。第２材料は、三次元造形物をサポートするための材料であり、サポート材料と呼ばれることもある。具体的には、サポート材料は、三次元造形物の造形において、造形材料を支持することによって、造形途中の造形物の形状を保持する。ユーザーは、三次元造形物の完成後、三次元造形物からサポート材料を除去することによって、意図した形状の三次元造形物を得られる。サポート材料は、例えば、三次元造形物の造形材料によって造形された部分から物理的に剥離されることによって除去される。なお、水等の液体に可溶なサポート材料を、特に、可溶性サポート材料と呼ぶこともある。

加熱ブロック９０は、ヒーター５８を有している。また、加熱ブロック９０には、貫通孔８０が設けられている。貫通孔８０は、ノズルチップ６０を着脱可能に構成されている。材料搬送機構４０は、加熱ブロック９０の貫通孔８０に取り付けられたノズルチップ６０のノズル流路６１に向けて材料を搬送する。なお、加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０のことを、造形用ノズルチップと呼ぶこともある。また、ノズルチップ６０が加熱ブロック９０に取り付けられた状態のことを、装着状態と呼ぶこともある。可塑化部３０は、材料保持部２０から材料搬送機構４０に供給された材料を、材料搬送機構４０によって造形用ノズルチップのノズル流路６１に向かって搬送し、加熱ブロック９０の熱によって加熱して可塑化する。

本実施形態の材料搬送機構４０は、スクリューケース３１と、スクリューケース３１内に収容されたスクリュー４１と、スクリュー４１を駆動させる駆動モーター３２とを備えている。本実施形態の加熱ブロック９０は、開口部９４を有するケース部９１と、ケース部９１内に配置されたバレル５０とを備えている。バレル５０には連通孔５６が設けられている。本実施形態の貫通孔８０は、開口部９４と連通孔５６とが連通することによって形成されている。また、上述したヒーター５８は、具体的には、バレル５０に内蔵されている。なお、本実施形態のスクリュー４１は、いわゆるフラットスクリューであり、「スクロール」と呼ばれることもある。

スクリュー４１は、その中心軸ＲＸに沿った方向の高さが直径よりも小さい略円柱形状を有している。スクリュー４１は、バレル５０に対向する面に、スクリュー溝４５が形成された溝形成面４２を有している。溝形成面４２は、具体的には、後述するバレル５０のスクリュー対向面５２と対向する。なお、本実施形態の中心軸ＲＸは、スクリュー４１の回転軸と一致する。また、スクリュー４１の溝形成面４２側の構成の詳細については後述する。

駆動モーター３２は、スクリュー４１の溝形成面４２とは反対側の面に接続されている。駆動モーター３２は、制御部３００の制御下で駆動される。スクリュー４１は、駆動モーター３２の回転で生じるトルクによって、中心軸ＲＸを中心に回転する。なお、駆動モーター３２は、直接、スクリュー４１と接続されていなくてもよく、例えば、減速機を介して接続されていてもよい。

バレル５０は、スクリュー４１の溝形成面４２に対向するスクリュー対向面５２を有している。ケース部９１は、バレル５０のスクリュー対向面５２と反対側の面、すなわち、バレル５０の下面を覆うように配置されている。上述した連通孔５６および開口部９４は、スクリュー４１の中心軸ＲＸと重なる位置に設けられている。すなわち、貫通孔８０は、中心軸ＲＸと重なる位置に位置している。

ノズルチップ６０は、上述したように、加熱ブロック９０の貫通孔８０に着脱可能に取り付けられる。ノズルチップ６０には、上述したノズル流路６１が設けられている。ノズル流路６１は、ノズルチップ６０の先端にノズル開口６３を有し、ノズルチップ６０の後端に流入口６５を有している。なお、本実施形態では、ノズル開口６３は、流入口６５の－Ｚ方向の位置に位置している。本実施形態のノズルチップ６０は、貫通孔８０と流入口６５とを介してノズル流路６１に流入した材料を、ノズル開口６３を介して、ステージ２２０に向けて吐出する。

本実施形態では、第１ノズルチップ６０ａは、第１吐出部１００ａの第１加熱ブロック９０ａに取り付けられ、第１材料保持部２０ａから供給された第１材料を吐出する。すなわち、本実施形態の第１ノズルチップ６０ａは、意図した形状を形成するために材料を吐出するノズルチップ６０であり、メインチップと呼ばれることもある。第２ノズルチップ６０ｂは、第２吐出部１００ｂの第２加熱ブロック９０ｂに取り付けられ、第２材料保持部２０ｂから供給された第２材料を吐出する。すなわち、本実施形態の第２ノズルチップ６０ｂは、造形途中の造形物の形状を保持するために材料を吐出するノズルチップ６０であり、サポート用チップと呼ばれることもある。なお、可溶性サポート材料を吐出するノズルチップ６０のことを、特に、可溶性サポート用チップと呼ぶこともある。

また、例えば、第１材料と第２材料とが同じ材料であっても、第１ノズルチップ６０ａをメインチップとして用い、第２ノズルチップ６０ｂをサポート用チップとして用いることができる。この場合、制御部３００は、例えば、第１加熱ブロック９０ａを、意図した形状を形成するための材料吐出に適した温度条件等で制御し、第２加熱ブロック９０ｂを、造形途中の造形物の形状を補強するために適し、かつ、三次元造形物の完成後にサポート用に吐出された材料を剥離しやすい温度条件等で制御してもよい。

図３は、スクリュー４１の溝形成面４２側の構成を示す概略斜視図である。図３には、スクリュー４１の中心軸ＲＸの位置が一点鎖線で示されている。上述したように、溝形成面４２には、スクリュー溝４５が設けられている。スクリュー４１の溝形成面４２の中央部であるスクリュー中央部４７は、スクリュー溝４５の一端が接続されている窪みとして構成されている。スクリュー中央部４７は、図１に示されているバレル５０の連通孔５６に対向する。スクリュー中央部４７は、中心軸ＲＸと交差する。

スクリュー４１のスクリュー溝４５は、いわゆるスクロール溝を構成する。スクリュー溝４５は、スクリュー中央部４７から、スクリュー４１の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。スクリュー溝４５は、インボリュート曲線状や、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面４２には、スクリュー溝４５の側壁部を構成し、各スクリュー溝４５に沿って延びている凸条部４６が設けられている。スクリュー溝４５は、スクリュー４１の側面４３に形成された材料導入口４４まで連続している。この材料導入口４４は、材料保持部２０の供給路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。

図３には、３つのスクリュー溝４５と、３つの凸条部４６と、を有するスクリュー４１の例が示されている。スクリュー４１に設けられるスクリュー溝４５や凸条部４６の数は、３つには限定されず、１つのスクリュー溝４５のみが設けられていてもよいし、２以上の複数のスクリュー溝４５が設けられていてもよい。また、図３には、材料導入口４４が３箇所に形成されているスクリュー４１の例が図示されている。スクリュー４１に設けられる材料導入口４４の数は、３箇所に限定されず、１箇所にのみ設けられていてもよいし、２箇所以上の複数の箇所に設けられていてもよい。

図４は、バレル５０のスクリュー対向面５２側の構成を示す上面図である。上述したとおり、スクリュー対向面５２の中央には、連通孔５６が形成されている。スクリュー対向面５２における連通孔５６の周りには、複数の案内溝５４が形成されている。それぞれの案内溝５４は、一端が連通孔５６に接続され、連通孔５６からスクリュー対向面５２の外周に向かって渦状に延びている。それぞれの案内溝５４は、造形材料を連通孔５６に導く機能を有している。なお、案内溝５４の一端は連通孔５６に接続されていなくてもよい。また、バレル５０には案内溝５４が形成されていなくてもよい。

図５は、貫通孔８０へのノズルチップ６０の着脱を説明する図である。図５には、貫通孔８０から取り外された状態におけるノズルチップ６０が示されている。本実施形態では、ノズルチップ６０の貫通孔８０と接続される部分にはノズルネジ部６７が形成され、貫通孔８０のノズルチップ６０と接続される部分には、ノズルネジ部６７と螺合する貫通孔ネジ部８１が設けられている。ノズルチップ６０は、貫通孔８０に挿入され、ノズルネジ部６７と貫通孔ネジ部８１とを螺合させることによって、加熱ブロック９０へ取り付けられる。また、ノズルチップ６０は、ノズルネジ部６７と貫通孔ネジ部８１との螺合を解除され、貫通孔８０から引き抜かれることによって、加熱ブロック９０から取り外される。本実施形態では、ノズルチップ６０は、バレル５０の下部に位置し、連通孔５６とノズル流路６１とが連通するように加熱ブロック９０に取り付けられる。

ノズルチップ６０は、シールド６８を有している。シールド６８は、加熱ブロック９０の熱が積層材料へ伝熱することを抑制する。具体的には、シールド６８は、ノズル流路６１に沿った方向であるＺ方向における他の部分と比較して、Ｘ方向およびＹ方向に沿った断面の面積が大きい部分として形成されている。シールド６８は、装着状態において、加熱ブロック９０と積層材料との間に位置することによって、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱を抑制する。

シールド６８は、例えば、一般的に低い放射率を有するステンレス鋼等によって形成される。シールド６８は、例えば、ステンレス鋼以外によって形成されてもよく、例えば、ステンレス鋼よりも低い放射率を有するアルミニウム等によって形成されることで、加熱ブロック９０の熱放射による積層材料への伝熱の抑制効果がより高まる。また、例えば、シールド６８が、一般的に低い熱伝導率を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等によって形成されることで、加熱ブロック９０からシールド６８への熱伝導がより抑制される。シールド６８は、ノズルチップ６０と一体に形成されてもよいし、別体として形成されてもよい。更に、シールド６８は、複数の材料によって形成されてもよい。

図２に示すように、本実施形態では、シールド６８と加熱ブロック９０との間には、隙間Ｇｐが形成されている。隙間Ｇｐは、加熱ブロック９０からシールド６８への熱伝導を抑制し、シールド６８による加熱ブロック９０から積層材料への伝熱の抑制効果をより高める。なお、他の実施形態では、シールド６８と加熱ブロック９０との間に隙間Ｇｐが形成されていなくてもよく、すなわち、シールド６８と加熱ブロック９０とが直接、接していてもよい。

図５に示すように、本実施形態のノズルチップ６０は、記憶媒体としてのＩＣチップで構成された記憶部６６を有している。本実施形態の記憶部６６には、制御部３００によって、材料情報と、累積吐出量とが記録される。材料情報とは、材料の種類に関する情報である。累積吐出量とは、ノズルチップ６０が加熱ブロック９０に初めて取り付けられてから吐出した材料の量の累積値である。なお、本実施形態の記憶部６６は、加熱ブロック９０にノズルチップ６０が取り付けられることによって、図示しない配線と接続部とを介して、制御部３００と電気的に接続される。

また、記憶部６６は、ノズル流路６１に沿った方向であるＺ方向において、ノズル開口６３とシールド６８との間に位置している。これによって、装着状態において、記憶部６６と加熱ブロック９０との間にシールド６８が位置する。そのため、シールド６８によって加熱ブロック９０から積層材料への伝熱が抑制されるのと同様に、シールド６８によって加熱ブロック９０から記憶部６６への伝熱が抑制される。

図６は、本実施形態における三次元造形処理を示す工程図である。三次元造形処理とは、三次元造形物を造形するための処理を指す。制御部３００は、例えば、図示しない入力部等を介してユーザーによる開始命令を受けた際に、三次元造形処理を開始する。本実施形態では、制御部３００は、三次元造形処理において、後述する造形データに基づいて吐出部１００と移動機構部２１０とを制御して、加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０である造形用ノズルチップをステージ２２０に対して移動させ、造形用ノズルチップからステージ２２０に向けて可塑化した材料を吐出させることによって、ステージ２２０上に可塑化した材料を積層させる。より具体的には、制御部３００は、ステージ２２０上に吐出させた可塑化した材料を固化させ、材料の層を形成することによって、三次元造形物を造形する。材料の固化とは、吐出された可塑化した材料が流動性を失うことを指す。本実施形態では、造形材料は、冷えることによって熱収縮するとともに可塑性を失って固化する。

ステップＳ１００にて、制御部３００は、造形データを取得する。制御部３００は、ステップＳ１００において、例えば、外部のコンピューター等から造形データを取得する。なお、制御部３００が造形データを生成する機能を有する場合、制御部３００は、自ら生成した造形データを読み込むことによって造形データを取得してもよい。造形データは、造形用ノズルチップの移動経路を表す造形パスを複数含むパスデータと、造形パスにおいて吐出される材料の種類および吐出量を決定する材料データとを含んでいる。

本実施形態では、造形パスは、移動経路の始点と終点とを示す座標データによって、造形用ノズルチップの移動経路を指定する。本実施形態の材料データは、各造形パスにおいて材料の種類を指定し、指定された材料を単位移動量あたりに吐出する体積を指定することによって、その造形パスにおいて吐出される材料の種類および吐出量を決定する。より具体的には、本実施形態の材料データは、各造形パスにおいて材料を吐出する吐出部１００を指定することによって、その造形パスにおける材料の種類を決定する。従って、本実施形態では、材料保持部２０に保持されている材料の種類と、材料保持部２０から材料を供給される吐出部１００とが予め紐付けられている。制御部３００は、例えば、図示しない入力部等を介して入力された材料保持部２０に収容されている材料の種類の情報に基づいて、材料の種類と吐出部１００との紐付けを行うことができる。

また、本実施形態の造形データは、パージ処理において吐出される材料の種類および吐出量を指定するパージデータを含んでいる。パージ処理とは、ノズル流路６１を清掃するために、造形用ノズルチップから予め定められた種類および量の材料を吐出させる処理である。パージデータは、例えば、予め定められた本数の造形パスごとや、予め定められた材料の量ごとにパージ処理を実行するように構成される。本実施形態のパージデータは、材料データと同様に、パージ処理において吐出される材料の種類を指定し、パージ処理における材料の量として材料の体積を指定する。

ステップＳ１１０にて、制御部３００は、材料相違状態であるか否かを判定する材料相違判定を行う。材料相違状態とは、造形用ノズルチップに関連付けられた材料の種類と、造形用ノズルチップから吐出される予定の材料の種類とが異なる状態である。

図７は、材料相違判定処理を示す工程図である。制御部３００は、図６のステップＳ１１０において、図７に示した材料相違判定処理を実行する。ステップＳ１１１にて、制御部３００は、造形用ノズルチップに関連付けられた材料情報を取得する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１１１において、ノズルチップ６０の記憶部６６に記録されている材料情報を読み込む。

ステップＳ１１２にて、制御部３００は、材料相違状態であるか否かを判定する。制御部３００は、ステップＳ１１２において、ステップＳ１１１で読み込んだ材料情報に含まれる材料の種類と、図６のステップＳ１００で取得した造形データに含まれる材料の種類とが異なる場合、材料相違状態であると判定する。例えば、造形データに、第１吐出部１００ａが吐出を行う造形パスと、第２吐出部１００ｂが吐出を行う造形パスとが含まれている場合、制御部３００は、第１吐出部１００ａに紐付けられている第１材料と、第１ノズルチップ６０ａに関連付けられている材料の種類とが一致するか否かを判定し、第２吐出部１００ｂに紐付けられている第２材料と、第２ノズルチップ６０ｂに関連付けられている材料の種類とが一致するか否かを判定する。このとき、制御部３００は、両判定において材料の種類が一致する場合、材料相違状態ではないと判定し、いずれか一方または両方の判定において材料の種類が一致しない場合、材料相違状態であると判定する。なお、制御部３００は、ステップＳ１１１を実行した際に、造形用ノズルチップに材料情報が記録されていなかった場合、その造形用ノズルチップを材料相違状態の判定の対象としない。

ステップＳ１１２において材料相違状態であると判定された場合、ステップＳ１１３にて、制御部３００は、報知部４００によって材料相違状態であることを報知する。次に、ステップＳ１１４にて、制御部３００は、ステップＳ１１２の判定において材料の種類が一致しないと判定された造形用ノズルチップが別のノズルチップ６０に交換されるまで三次元造形装置５を待機させる。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１１３において、報知部４００を構成する液晶モニターにダイアログを表示することによって、材料相違状態であることを報知するとともに、ユーザーに対してノズルチップ６０の交換を指示する。また、制御部３００は、ステップＳ１１４において、このダイアログを液晶モニターに表示させたまま待機する。ユーザーは、材料相違状態であるという情報に基づいて、三次元造形装置５が待機している間に、例えば、加熱ブロック９０に取り付けられているノズルチップ６０を別のノズルチップ６０に交換することによって、材料相違状態を解消できる。なお、制御部３００は、例えば、ステップＳ１１４において、予め定められた時間が経過しても加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０が交換されない場合、材料相違判定処理を終了させてもよい。

制御部３００は、ステップＳ１１４の後、ステップＳ１１１に処理を戻し、新たに加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０に関連付けられた材料情報を、同様に取得する。その後、ステップＳ１１２にて、制御部３００は、同様に、材料相違状態であるか否かを判定する。

ステップＳ１１２において材料相違状態でないと判定された場合、制御部３００は、材料相違判定処理を終了し、図６のステップＳ１２０へと処理を進める。ステップＳ１２０にて、制御部３００は、ステップＳ１００で取得した造形データに基づいて、造形データに含まれる造形パス１本分を造形する。

なお、例えば、材料相違状態が解消されない状態でステップＳ１２０が実行された場合、ステップＳ１２０において、造形用ノズルチップと関連付けられた材料の種類とは異なる種類の材料が、造形用ノズルチップから吐出される。すなわち、この場合、造形用ノズルチップから先に吐出された材料の種類と、後に吐出される材料の種類とが異なる状態となる。この状態では、例えば、先の材料のガラス転移点が後の材料のガラス転移点よりも高い場合、後の材料を吐出する際に造形用ノズルチップ内の先の材料の残滓が可塑化されにくいため、先の材料の残滓がノズル流路６１内の不純物となってノズル詰まりが生じやすくなる。また、先の材料のガラス転移点が後の材料のガラス転移点よりも低い場合、後の材料を吐出する際に造形用ノズルチップ内の先の材料の残滓が炭化して不純物となる可能性があり、ノズル詰まりが生じやすくなる。本実施形態では、上述したように材料相違状態を解消できるため、このようなノズル詰まりを抑制できる。

ステップＳ１３０にて、制御部３００は、造形用ノズルチップと、ステップＳ１２０において造形用ノズルチップが吐出した材料の材料情報とを関連付けて記録する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１３０において、ノズルチップ６０の記憶部６６に、ステップＳ１２０においてノズルチップ６０が吐出した材料の材料情報を記録する。

ステップＳ１３０の実行時、記憶部６６に材料情報が記録されていない場合、ステップＳ１３０において、造形用ノズルチップが加熱ブロック９０に初めて取り付けられた状態で吐出した材料の材料情報が、記憶部６６に新規に記録される。また、ステップＳ１３０は、上述したステップＳ１１０の材料相違判定よりも後に実行されるため、ステップＳ１３０の実行時に既に記憶部６６に材料情報が記録されている場合、ステップＳ１３０において、記憶部６６に既に記録されている材料情報と同様の材料情報が記憶部６６に上書きされる。すなわち、本実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップと、造形用ノズルチップが加熱ブロック９０に初めて取り付けられた状態で吐出した材料の材料情報とを関連付けて記録する。

なお、他の実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１３０に先立って、造形用ノズルチップがステップＳ１２０で初めて材料を吐出したか否かを判定し、初めて材料を吐出したと判定した場合にステップＳ１３０を実行し、以前に材料を吐出した実績があると判定した場合にステップＳ１３０を省略してもよい。この場合、制御部３００は、この判定の実行時に造形用ノズルチップの記憶部６６に材料情報が記録されていない場合に、その造形用ノズルチップが初めて材料を吐出したと判定する。この場合であっても、制御部３００は、造形用ノズルチップと、造形用ノズルチップが加熱ブロック９０に初めて取り付けられてから吐出した材料の材料情報とを、関連付けて記録できる。なお、制御部３００は、例えば、図７に示した材料相違判定のステップＳ１１１において記憶部６６に材料情報が記録されているか否かを、図示しない制御部３００の補助記憶装置等に記録しておき、その可否に基づいて上記の判定を行ってもよい。

ステップＳ１４０にて、制御部３００は、造形用ノズルチップの累積吐出量を更新する。なお、本実施形態では、累積吐出量は、材料の体積として表される。

図８は、本実施形態における累積吐出量更新処理を示す工程図である。制御部３００は、図６のステップＳ１４０において、図８に示した累積吐出量更新処理を実行する。ステップＳ１４１にて、制御部３００は、直前に材料を吐出した造形用ノズルチップに関連付けられた累積吐出量を取得する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１４１において、ステップＳ１２０において材料を吐出した造形用ノズルチップの記憶部６６に記録されている累積吐出量を読み込む。例えば、ステップＳ１２０において第１ノズルチップ６０ａが第１材料を吐出した場合、制御部３００は、ステップＳ１４１において、第１ノズルチップ６０ａの第１記憶部６６ａに記録されている累積吐出量を読み込む。また、記憶部６６に累積吐出量が記録されていない場合、すなわち、造形用ノズルチップが一度も材料を吐出した実績がない場合、制御部３００は、ステップＳ１４１において、その造形用ノズルチップの累積吐出量が０であると認識する。

ステップＳ１４２にて、制御部３００は、直前に造形用ノズルチップから吐出された材料の吐出量を、ステップＳ１４１で読み込んだ累積吐出量へ加算することによって、新たな累積吐出量を算出する。造形用ノズルチップから吐出された材料の吐出量は、例えば、造形データに基づいて算出されてもよいし、実測値に基づいて算出されてもよい。例えば、ステージ２２０に図示しない重量計が設けられている場合、吐出された材料の重量を重量計によって測定し、測定された重量と材料の密度とに基づいて材料の体積を算出することによって、実績値に基づいて材料の吐出量を算出できる。

ステップＳ１４３にて、制御部３００は、ステップＳ１４２において算出された新たな累積吐出量と、造形用ノズルチップとを再び関連付けることによって、累積吐出量を更新する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１４３において、ステップＳ１４２において算出された新たな累積吐出量を、ステップＳ１４１において累積吐出量を読み込んだ造形用ノズルチップの記憶部６６に書き戻すことによって、累積吐出量を更新する。

図６のステップＳ１５０にて、制御部３００は、パージ処理を行うか否かを判定する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１５０において、上述したパージデータに基づいて、パージ処理を行うタイミングであるか否かを判定する。制御部３００は、ステップＳ１５０においてパージ処理を行わないと判定した場合、ステップＳ１９０へと処理を進める。制御部３００は、ステップＳ１５０においてパージ処理を行うと判定した場合、ステップＳ１６０にて、パージ処理を行う。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１６０において、パージデータによって指定された体積の材料を、造形用ノズルチップから吐出させる。

ステップＳ１７０にて、制御部３００は、造形用ノズルチップと、ステップＳ１６０において造形用ノズルチップが吐出した材料の材料情報とを、ステップＳ１３０と同様の方法によって関連付けて記録する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１７０において、ノズルチップ６０の記憶部６６に、ステップＳ１６０においてノズルチップ６０が吐出した材料の材料情報を記録する。

ステップＳ１８０にて、制御部３００は、ステップＳ１４０と同様に、図８に示した累積吐出量の更新処理を実行することによって、累積吐出量を更新する。なお、制御部３００は、ステップＳ１８０において実行される累積吐出量の更新処理では、図８のステップＳ１４２において、ステップＳ１６０のパージ処理で吐出した材料の吐出量を、ステップＳ１４１で読み込んだ累積吐出量に加算することによって、新たな累積吐出量を算出する。

ステップＳ１９０にて、制御部３００は、三次元造形物が完成したか否かを判定する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ１９０において、造形データに含まれる全ての造形パスが造形された場合に、三次元造形物が完成したと判定する。制御部３００は、ステップＳ１９０において三次元造形物が完成したと判定した場合、三次元造形処理を終了する。制御部３００は、ステップＳ１９０において三次元造形物が完成していないと判定した場合、ステップＳ１２０に処理を戻し、次の造形パス１本分を造形する。このように、制御部３００は、全ての造形パス分を造形するまでステップＳ１２０からステップＳ１９０までの処理を繰り返し実行することによって、三次元造形物を完成させる。

以上で説明した本実施形態の三次元造形装置５によれば、ノズルチップ６０は、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱を抑制するシールド６８を有し、制御部３００は、造形用ノズルチップと、材料の種類に関する材料情報とを関連付けて記録する。そのため、シールド６８によって、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱が抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップ６０が複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップ６０の詰まりを抑制できる。

また、本実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップと、造形用ノズルチップが加熱ブロック９０に初めて取り付けられた状態で吐出した材料の材料情報とを関連付けて記録する。そのため、ノズルチップ６０が初めて吐出した材料以外の材料を吐出する可能性を低減でき、ノズルチップ６０の詰まりを抑制できる。

また、本実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップと、造形用ノズルチップが加熱ブロック９０に初めて取り付けられてから吐出した材料の累積吐出量とを関連付けて記録する。これによって、造形用ノズルチップに関連付けられた材料情報に加え、材料の累積吐出量を得ることができる。そのため、例えば、材料の累積吐出量に応じて予め、造形用ノズルチップの交換を行うことで、三次元造形物を造形している最中のノズル詰まりを抑制できる。

また、本実施形態では、制御部３００は、材料相違状態である場合、報知部４００を制御して、材料相違状態であることを報知する。そのため、報知部４００によって報知される情報に基づいて、例えば、造形用ノズルチップを他のノズルチップ６０に交換することによって材料相違状態を解消でき、１つのノズルチップ６０が複数の材料を吐出する可能性をより低減できる。

また、本実施形態では、ノズルチップ６０は、記憶部６６を有し、制御部３００は、記憶部６６に材料情報を記録する。そのため、造形用ノズルチップの記憶部６６に材料情報を記録することによって、造形用ノズルチップと材料情報とを関連付けることができる。

また、本実施形態では、記憶部６６は、Ｚ方向において、ノズル開口６３とシールド６８との間に位置している。そのため、装着状態において、シールド６８によって、加熱ブロック９０から記憶部６６への伝熱が抑制される。

Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態における三次元造形処理を示す工程図である。本実施形態では、制御部３００は、三次元造形処理において、第１実施形態と異なり、材料相違判定に加え、ブロック相違状態であるか否かを判定するブロック相違判定を行う。ブロック相違状態とは、ノズルチップ６０が、ノズルチップ６０に関連付けられた加熱ブロック９０以外の加熱ブロック９０に取り付けられている状態である。なお、本実施形態の三次元造形装置５の構成のうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。

本実施形態のノズルチップ６０の記憶部６６には、制御部３００によって材料情報および累積吐出量に加え、ブロック情報が記録される。なお、ブロック情報とは、加熱ブロック９０を識別する情報に関する情報を指し、例えば、加熱ブロック９０の個体番号である。また、他の実施形態では、例えば、ノズルチップ６０が記憶部６６とは異なる記憶部を有する場合、ブロック情報は、記憶部６６と異なる記憶部に記録されてもよい。すなわち、材料情報が記録される記憶部と、ブロック情報が記録される記憶部とが、別体であってもよい。

図９のステップＳ２００は、図６のステップＳ１００と同様であるため、説明を省略する。図９のステップＳ２０５にて、制御部３００は、ブロック相違判定を行う。

図１０は、ブロック相違判定処理を示す工程図である。制御部３００は、図９のステップＳ２０５において、図１０に示したブロック相違判定処理を実行する。ステップＳ２０６にて、制御部３００は、造形用ノズルチップに関連付けられたブロック情報を取得する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ２０６において、ノズルチップ６０の記憶部６６に記録されているブロック情報を読み込む。

ステップＳ２０７にて、制御部３００は、ブロック相違状態であるか否かを判定する。制御部３００は、ステップＳ２０７において、ステップＳ２０６で読み込んだブロック情報と、ノズルチップ６０が取り付けられた加熱ブロック９０のブロック情報とが異なる場合、ブロック相違状態であると判定する。より具体的には、制御部３００は、本実施形態のステップＳ２０７において、第１加熱ブロック９０ａに取り付けられている第１ノズルチップ６０ａの第１記憶部６６ａに記録されているブロック情報と、第１加熱ブロック９０ａのブロック情報とが一致するか否かを判定し、第２加熱ブロック９０ｂに取り付けられている第２ノズルチップ６０ｂの第２記憶部６６ｂに記録されているブロック情報と、第２加熱ブロック９０ｂのブロック情報とが一致するか否かを判定する。このとき、制御部３００は、両判定においてブロック情報が一致する場合、ブロック相違状態ではないと判定し、いずれかの一方の判定または両方の判定においてブロック情報が一致しない場合、ブロック相違状態であると判定する。なお、制御部３００は、ステップＳ２０６を実行した際に、ノズルチップ６０の記憶部６６にブロック情報が記録されていなかった場合、その造形用ノズルチップをブロック相違状態の判定の対象としない。

ステップＳ２０７においてブロック相違状態であると判定された場合、ステップＳ２０８にて、制御部３００は、報知部４００によって、例えば、図７のステップＳ１１３と同様の方法によって、ブロック相違状態であることを報知する。次に、ステップＳ２０９にて、制御部３００は、ステップＳ２０７の判定においてブロック情報が一致しないと判定されたノズルチップ６０が別のノズルチップ６０に交換されるまで、図７のステップＳ１１４と同様に、三次元造形装置５を待機させる。これによって、ユーザーは、三次元造形装置５が待機している間に、取り付けられているノズルチップ６０を別のノズルチップ６０に交換することによって、ブロック相違状態を解消できる。

制御部３００は、ステップＳ２０９の後、ステップＳ２０６に処理を戻し、新たに加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０に関連付けられたブロック情報を、同様に取得する。その後、ステップＳ２０７にて、制御部３００は、同様に、ブロック相違状態であるか否かを判定する。ステップＳ２０７においてブロック相違状態でないと判定された場合、制御部３００は、ブロック相違判定処理を終了し、図９のステップＳ２１０へと処理を進める。ステップＳ２１０からステップＳ２３０は、図６のステップＳ１１０からステップＳ１３０と同様であるため、説明を省略する。

なお、例えば、ブロック相違状態が解消されない状態でステップＳ２２０が実行された場合、ステップＳ２２０において、造形用ノズルチップは、造形用ノズルチップと関連付けられた加熱ブロック９０とは異なる加熱ブロック９０に取り付けられた状態で、材料を吐出する。ここで、例えば、ノズルチップ６０が先に造形材料を可塑化するための第１加熱ブロック９０ａに取り付けられ、後にサポート材料を可塑化するための第２加熱ブロック９０ｂに取り付けられた場合、第１材料と第２材料とが同じ種類の材料であっても、異なる温度条件によって可塑化された材料がノズルチップ６０内に混在し、ノズル詰まりが生じやすくなる可能性がある。本実施形態では、上述したようにブロック相違状態を解消できるため、このようなノズル詰まりを抑制できる。

図９のステップＳ２３５にて、制御部３００は、加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０と、ノズルチップ６０が取り付けられた加熱ブロック９０のブロック情報とを関連付けて記録する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ２３５において、ステップＳ２２０で材料を吐出したノズルチップ６０の記憶部６６に、ノズルチップ６０が取り付けられた加熱ブロック９０の識別情報を記録する。従って、本実施形態では、ノズルチップ６０が加熱ブロック９０に初めて取り付けられた状態で材料を吐出した際に、そのノズルチップ６０と、その加熱ブロック９０のブロック情報とが関連付けて記録される。なお、他の実施形態では、制御部３００は、ステップＳ２３５に先立って、ノズルチップ６０が初めて加熱ブロック９０に取り付けられたか否かを判定してもよい。また、制御部３００は、ステップＳ２３０に先立って、ノズルチップ６０がステップＳ２２０で初めて材料を吐出したか否かを判定する場合、初めて材料を吐出したと判定した場合にステップＳ２３５を実行し、以前に材料を吐出した実績があると判定した場合に、ステップＳ２３０を省略するのと同様に、ステップＳ２３５を省略してもよい。

ステップＳ２４０からステップＳ２７０は、図６のステップＳ１４０からステップＳ１７０と同様であるため、説明を省略する。図９のステップＳ２７５にて、制御部３００は、ステップＳ２６０で材料を吐出したノズルチップ６０と、ブロック情報とを、ステップＳ２３５と同様の方法によって関連付けて記録する。ステップＳ２８０およびステップＳ２９０は、図６のステップＳ１８０およびステップＳ１９０と同様であるため、説明を省略する。

以上で説明した本実施形態の三次元造形装置５によっても、シールド６８によって、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱が抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップ６０が複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップ６０の詰まりを抑制できる。特に、本実施形態では、制御部３００は、加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０と、ノズルチップ６０が取り付けられた加熱ブロック９０のブロック情報とを関連付けて記録する。そのため、１つのノズルチップ６０が複数の加熱ブロック９０に取り付けられる可能性を低減できるため、ノズルチップ６０の詰まりをより抑制できる。

Ｃ．第３実施形態：
図１１は、第３実施形態における三次元造形処理を示す工程図である。本実施形態では、制御部３００は、三次元造形処理において、第１実施形態と異なり、材料相違判定に加え、装置相違状態であるか否かを判定する装置相違判定を行う。装置相違状態とは、ノズルチップ６０が、ノズルチップ６０に関連付けられた三次元造形装置５以外の三次元造形装置５に取り付けられている状態である。なお、ノズルチップ６０が三次元造形装置５に取り付けられた状態とは、三次元造形装置５に設けられた加熱ブロック９０にノズルチップ６０が取り付けられた状態を指す。例えば、本実施形態では、ノズルチップ６０が第１ノズルチップ６０ａまたは第２ノズルチップ６０ｂに取り付けられた場合、そのノズルチップ６０が三次元造形装置５に取り付けられたことを意味する。また、本実施形態の三次元造形装置５の構成のうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。

本実施形態のノズルチップ６０の記憶部６６には、制御部３００によって、材料情報および累積吐出量に加え、装置情報が記録される。装置情報とは、三次元造形装置５を識別するための情報に関する情報であり、例えば、三次元造形装置５の個体番号である。なお、他の実施形態では、例えば、ノズルチップ６０が記憶部６６とは異なる記憶部を有する場合、装置情報は、記憶部６６と異なる記憶部に記録されてもよい。すなわち、材料情報が記録される記憶部と、装置情報が記録される記憶部とが、別体であってもよい。

図１１のステップＳ３００は、図６のステップＳ１００と同様であるため、説明を省略する。図１１のステップＳ３０５にて、制御部３００は、装置相違判定を行う。

図１２は、装置相違判定処理を示す工程図である。制御部３００は、図１１のステップＳ３０５において、図１２に示した装置相違判定処理を実行する。ステップＳ３０６にて、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６に記録された装置情報を取得する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ３０６において、ノズルチップ６０の記憶部６６に記録されている装置情報を読み込む。

ステップＳ３０７にて、制御部３００は、装置相違状態であるか否かを判定する。制御部３００は、ステップＳ３０７において、ステップＳ３０６で読み込んだ装置情報と、ノズルチップ６０が取り付けられた三次元造形装置５の装置情報とが異なる場合、装置相違状態であると判定する。より具体的には、制御部３００は、本実施形態のステップＳ３０７において、第１加熱ブロック９０ａに取り付けられている第１ノズルチップ６０ａの第１記憶部６６ａに記録されている装置情報、および、第２加熱ブロック９０ｂに取り付けられている第２ノズルチップ６０ｂの第２記憶部６６ｂに記録されている装置情報と、三次元造形装置５の装置情報とが一致するか否かを判定し、両者が一致する場合、装置相違状態ではないと判定する。制御部３００は、ステップＳ３０７において装置相違状態でないと判定した場合、装置相違判定処理を終了し、図１１に示したステップＳ３１０へと処理を進める。なお、制御部３００は、ステップＳ３０６を実行した際に、ノズルチップ６０に装置情報が記録されていなかった場合、そのノズルチップ６０を装置相違判定処理の対象としない。

ステップＳ３０７において装置相違状態であると判定された場合、ステップＳ３０８にて、制御部３００は、報知部４００によって、例えば、図７のステップＳ１１３と同様の方法によって、装置相違状態であることを報知する。次に、ステップＳ３０９にて、制御部３００は、ステップＳ３０７の判定において装置情報が一致しないと判定されたノズルチップ６０が別のノズルチップ６０に交換されるまで、図７のステップＳ１１４と同様に、三次元造形装置５を待機させる。これによって、ユーザーは、三次元造形装置５が待機している間に、取り付けられているノズルチップ６０を別のノズルチップ６０に交換することによって、装置相違状態を解消できる。

制御部３００は、ステップＳ３０９の後、ステップＳ３０６に処理を戻し、新たに加熱ブロック９０に取り付けられたノズルチップ６０に関連付けられた装置情報を、同様に取得する。その後、ステップＳ３０７にて、制御部３００は、同様に、装置状態であるか否かを判定する。ステップＳ３０７において装置相違状態でないと判定された場合、制御部３００は、装置相違判定処理を終了し、図１１のステップＳ３１０へと処理を進める。ステップＳ３１０からステップＳ３３０は、図６のステップＳ１１０からステップＳ１３０と同様であるため、説明を省略する。

図１１のステップＳ３３５にて、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６に装置情報を記録する。本実施形態では、制御部３００は、ステップＳ３３５において、ステップＳ３２０で材料を吐出したノズルチップ６０の記憶部６６に、装置情報を記録する。なお、他の実施形態では、制御部３００は、ステップＳ３３５に先立って、ノズルチップ６０が初めて三次元造形装置５に取り付けられたか否かを判定してもよい。また、制御部３００は、ステップＳ３３０に先立って、ノズルチップ６０がステップＳ３２０で初めて材料を吐出したか否かを判定する場合、初めて材料を吐出したと判定した場合にステップＳ３３５を実行し、以前に材料を吐出した実績があると判定した場合に、ステップＳ３３０を省略するのと同様に、ステップＳ３３５を省略してもよい。

ステップＳ３４０からステップＳ３７０は、図６のステップＳ１４０からステップＳ１７０と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ３７５にて、制御部３００は、ステップＳ３６０で材料を吐出したノズルチップ６０の記憶部６６に、ステップＳ３３５と同様の方法によって装置情報を記録する。ステップＳ３８０およびステップＳ３９０は、図６のステップＳ１８０およびステップＳ１９０と同様であるため、説明を省略する。

以上で説明した本実施形態の三次元造形装置５によっても、シールド６８によって、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱が抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップ６０が複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップ６０の詰まりを抑制できる。特に、本実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６に装置情報を記録する。そのため、１つのノズルチップ６０が複数の三次元造形装置５に取り付けられる可能性を低減できるため、ノズルチップ６０に、装置間の温度条件等の違いや、装置間の個体差等の影響が及びにくくなり、ノズルチップ６０の詰まりをより抑制できる。

Ｄ．第４実施形態：
図１３は、第４実施形態における三次元造形装置５Ｂの概略構成を示す図である。本実施形態の三次元造形装置５Ｂは、第１実施形態と同様に、ＭＥ方式の三次元造形装置であるが、各部の構成が第１実施形態とは異なる。なお、本実施形態の三次元造形装置５Ｂの構成のうち、第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。

本実施形態の三次元造形装置５Ｂは、第１実施形態と同様に、２つの吐出部１００Ｂと、２つの材料保持部２０Ｂと、移動機構部２１０と、ステージ２２０と、制御部３００と、報知部４００とを備える。三次元造形装置５Ｂは、具体的には、吐出部１００Ｂとして、第１吐出部１００ｃと第２吐出部１００ｄとを備え、材料保持部２０Ｂとして、第１材料保持部２０ｃと第２材料保持部２０ｄとを備える。なお、以下では、第１吐出部１００ｃと第２吐出部１００ｄとを特に区別することなく説明する場合、単に、吐出部１００Ｂと呼ぶこともある。同様に、第１材料保持部２０ｃと第２材料保持部２０ｄとを特に区別することなく説明する場合、単に、材料保持部２０Ｂと呼ぶこともある。また、第１吐出部１００ｃに係る構成要素と第２吐出部１００ｄに係る構成要素とを区別して説明する場合には、第１吐出部１００ｃに係る構成要素には、符号の末尾に「ｃ」を付し、第２吐出部１００ｄに係る構成要素には、符号の末尾に「ｄ」を付す。

三次元造形装置５Ｂは、２つのブロアー１６を更に備える。ブロアー１６は、マニホールド１７を介して吐出部１００Ｂに向けて送風を行う送風機として構成されている。

本実施形態の材料保持部２０Ｂは、フィラメント状の材料ＭＦを収容するホルダーとして構成されている。材料保持部２０Ｂは、出口部２１と、巻出量記憶部２３とを備えている。材料保持部２０Ｂは、内部に収容された材料ＭＦを、出口部２１を介して材料保持部２０Ｂの外部へと巻き出し可能に構成されている。なお、本実施形態では、第１材料保持部２０ｃには、第１材料ＭＦ１として造形材料が収容され、第２材料保持部２０ｄには、第２材ＭＦ２として可溶性サポート材料が収容されている。

巻出量記憶部２３は、記憶媒体としてのＩＣチップによって構成され、図示しない配線および接続部を介して制御部３００と接続される。巻出量記憶部２３には、制御部３００によって、材料保持部２０Ｂ内の材料の種類、および、材料保持部２０Ｂから外部へと巻き出した材料ＭＦの量が記録される。なお、本実施形態では、制御部３００は、巻出量記憶部２３に記録されている材料ＭＦの種類の情報に基づいて、材料ＭＦの種類と吐出部１００Ｂとの紐付けを行う。

巻出量記憶部２３には、材料保持部２０Ｂから巻き出した材料ＭＦの量を、例えば、材料ＭＦの線径と巻き出した材料ＭＦの長さとの積によって算出される体積として記録される。この場合、巻き出した材料ＭＦの長さは、例えば、材料保持部２０Ｂ内に設けられた図示しない送り出しローラーの回転数に基づいて算出されてもよいし、後述する材料搬送機構４０Ｂによる材料ＭＦの送り出し量に基づいて算出されてもよい。また、巻出量記憶部２３には、例えば、材料ＭＦの残量が記録されてもよい。材料ＭＦの残量は、例えば、制御部３００によって、材料保持部２０Ｂ内に収容される材料ＭＦの初期充填量と材料保持部２０Ｂから巻き出した材料ＭＦの量とに基づいて算出される。

図１４は、本実施形態の吐出部１００Ｂの概略構成を説明する図である。吐出部１００Ｂは、第１実施形態と同様に、ヒーターを有し、貫通孔８０Ｂが設けられた加熱ブロック９０Ｂと、貫通孔８０Ｂに着脱可能に取り付けられるノズルチップ６０Ｂと、加熱ブロック９０Ｂに取り付けられたノズルチップ６０Ｂである造形用ノズルチップのノズル流路６１Ｂに向けて材料を搬送する材料搬送機構４０Ｂとを備えている。また、吐出部１００Ｂは、Ｚ方向において、材料搬送機構４０Ｂと加熱ブロック９０Ｂとの間に配置され、加熱ブロック９０Ｂから材料搬送機構４０Ｂへの伝熱を抑制する熱シールド９２を更に備えている。本実施形態の材料搬送機構４０Ｂは、第１実施形態と異なり、スクリューケース３１やスクリュー４１を備えることなく、２つのホイール４９によって構成されている。加熱ブロック９０Ｂは、第１実施形態と異なり、バレル５０やケース部９１を備えていない。

本実施形態のノズルチップ６０Ｂは、第１実施形態と異なり、－Ｚ方向から、貫通孔８０Ｂと、熱シールド９２に設けられたシールド開口９３とに挿通されることによって、加熱ブロック９０Ｂに取り付けられる。すなわち、本実施形態では、ノズルチップ６０ＢのＺ方向に沿った寸法、および、ノズル流路６１ＢのＺ方向に沿った寸法は、貫通孔８０ＢのＺ方向に沿った寸法よりも長い。従って、本実施形態では、ノズルチップ６０Ｂの後端に設けられた流入口６５Ｂは、加熱ブロック９０Ｂの＋Ｚ方向、より具体的には、熱シールド９２の＋Ｚ方向に位置している。なお、本実施形態では、第１加熱ブロック９０ｃに取り付けられる第１ノズルチップ６０ｃは、第１実施形態と同様にメインチップである。第２加熱ブロック９０ｄに取り付けられる第２ノズルチップ６０ｄは、第１実施形態と異なり、可溶性サポート材料を吐出する可溶性サポート用チップである。すなわち、本実施形態のノズルチップ６０Ｂは、メインチップ、又は、可溶性サポート用チップである。

ノズルチップ６０Ｂは、第１実施形態と同様に、シールド６８Ｂを備えている。ノズルチップ６０Ｂは、第１実施形態と同様に、記憶部６６を備えている。記憶部６６には、第１実施形態と同様に、制御部３００によって、材料情報と、累積吐出量とが記録される。記憶部６６は、第１実施形態と同様に、Ｚ方向において、ノズル開口６３Ｂとシールド６８Ｂとの間に位置している。

材料搬送機構４０Ｂを構成する２つのホイール４９は、その回転によって、材料保持部２０Ｂ内の材料ＭＦを外部へと引き出して２つのホイール４９の間へ導くとともに、加熱ブロック９０Ｂの貫通孔８０Ｂに取り付けられたノズルチップ６０Ｂのノズル流路６１Ｂに向けて搬送する。加熱ブロック９０Ｂは、加熱ブロック９０Ｂに内蔵された図示しないヒーターの熱によって、ノズルチップ６０Ｂのノズル流路６１Ｂ内へと搬送された材料ＭＦを可塑化する。

本実施形態の材料ＭＦは、ノズルチップ６０Ｂの流入口６５Ｂ付近において、上述したブロアー１６からマニホールド１７を介して送られる空気によって冷却される。これによって、材料ＭＦの流入口６５Ｂ付近における可塑化が抑制され、材料ＭＦが流入口６５Ｂ内へと効率的に搬送される。なお、マニホールド１７の出口端１８は、熱シールド９２の＋Ｚ方向に位置している。これによって、マニホールド１７から送出される空気が、熱シールド９２によって流入口６５Ｂ付近へと導かれやすくなるため、流入口６５Ｂ付近の材料ＭＦが効率的に冷却される。

図１４に示すように、可溶性サポート用チップである第２ノズルチップ６０ｄの第２ノズル流路６１ｄの長さＬ２は、メインチップである第１ノズルチップ６０ｃの第１ノズル流路６１ｃの長さＬ１よりも短い。可溶性サポート材料は、一般的に、造形材料と比較して可塑化しやすい。そのため、長さＬ２が長さＬ１よりも短いことによって、可溶性サポート用チップ内における可溶性サポート材料の変質が抑制され、経年使用による材料の堆積が抑制される。また、造形材料は、一般的に、可溶性サポート材料と比較して可塑化されにくい。そのため、長さＬ１が長さＬ２よりも長いことによって、メインチップ内における造形材料の可塑化が促進される。

なお、本実施形態においても、制御部３００は、例えば、第１実施形態と同様に、図６に示した三次元造形処理を実行することによって、三次元造形物を造形できる。

以上で説明した本実施形態の三次元造形装置５Ｂによっても、シールド６８Ｂによって、加熱ブロック９０Ｂから積層材料への伝熱が抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップ６０Ｂが複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップ６０Ｂの詰まりを抑制できる。特に、本実施形態では、ノズルチップ６０Ｂは、メインチップ、又は、可溶性サポート用チップである。そのため、ノズルチップ６０Ｂがメインチップである場合、ノズルチップ６０Ｂから造形材料を吐出して三次元造形物を造形できる。また、ノズルチップ６０Ｂが可溶性サポート用チップである場合、ノズルチップ６０Ｂから可溶性サポート材料を吐出して造形途中の造形物の形状を保持できる。

また、本実施形態では、前記可溶性サポート用チップの前記ノズル流路は、前記メインチップの前記ノズル流路よりも短い。そのため、ノズルチップ６０Ｂが可溶性サポート用チップである場合に、ノズル流路６１Ｂ内における材料の堆積が抑制され、ノズルチップ６０Ｂにおけるノズル詰まりが抑制される。また、ノズルチップ６０Ｂがメインチップである場合に、ノズル流路６１Ｂ内における造形材料の可塑化が促進される。

なお、他の実施形態では、記憶部６６には、例えば、第２実施形態と同様にブロック情報が記録されてもよいし、第３実施形態と同様に装置情報が記録されてもよい。この場合、制御部３００は、例えば、第２実施形態や第３実施形態と同様に、図９に示した三次元造形処理や、図１１に示した三次元造形処理を実行できる。

Ｅ．第５実施形態：
図１５は、第５実施形態としての三次元造形システム１０の構成を示す概略ブロック図である。三次元造形システム１０は、三次元造形装置５Ｃと、制御装置１１とを備える。なお、本実施形態の三次元造形システム１０は、３つの三次元造形装置５Ｃを備える。なお、他の実施形態では、三次元造形システム１０における三次元造形装置５Ｃの数は、１つや２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、本実施形態の三次元造形装置５Ｃのうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。他の実施形態では、三次元造形装置５Ｃは、例えば、第４実施形態と同様に、フィラメント状の材料ＭＦを可塑化して吐出する構成であってもよい。

制御装置１１は、１以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。制御装置１１は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。なお、制御装置１１は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。

本実施形態の三次元造形装置５Ｃでは、第１実施形態と異なり、制御部３００Ｃは、造形用ノズルチップと、材料の種類に関する材料情報とを関連付けて記録しない。また、本実施形態では、ノズルチップ６０の記憶部６６には、材料情報と累積吐出量とが記録されない。一方で、本実施形態の記憶部６６は、ノズル情報を記憶している。ノズル情報は、ノズルチップ６０を識別するための情報に関する情報であり、例えば、ノズルチップ６０の個体番号である。更に、三次元造形装置５Ｃは、有線または無線によって制御装置１１と通信可能に構成された通信部を備える。通信部は、造形用ノズルチップのノズル情報と、材料情報とを制御装置１１に送信する。本実施形態では、制御部３００Ｃが通信部として機能する。また、本実施形態では、通信部として機能する制御部３００Ｃは、ノズル情報と材料情報とに加え、累積吐出量を制御装置１１に送信する。

制御装置１１は、システム通信部１２と、データ処理部１３と、システム記憶部１４とを備える。システム通信部１２は、通信部として機能する制御部３００Ｃと通信し、制御部３００Ｃから送信されたノズル情報と、材料情報と、吐出量情報とを受信する。データ処理部１３は、ノズル情報と材料情報とを関連付け、かつ、ノズル情報と累積吐出量とを関連付け、システム記憶部１４に記録する。

また、本実施形態の制御部３００Ｃは、制御装置１１と通信することによって、システム記憶部１４に記録されたノズル情報と関連付けられた情報を取得できる。この場合、制御部３００Ｃは、例えば、制御装置１１に、情報を取得したいノズルチップ６０のノズル情報を送信する。制御装置１１は、システム通信部１２によって受信したノズル情報に基づいて、システム記憶部１４に記録されているノズル情報と関連付けられた情報をデータ処理部１３によって取得し、システム通信部１２によって制御部３００Ｃに送信する。

図１６は、本実施形態における三次元造形処理の一例を示す工程図である。図１６に示した三次元造形処理は、例えば、第１実施形態と同様に、開始命令を受けた制御部３００Ｃによって実行される。

ステップＳ４００は、図６に示したステップＳ１００と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ４０５にて、制御部３００Ｃは、造形用ノズルチップの記憶部６６からノズル情報を読み込むことによって、ノズル情報を取得する。

図１７は、本実施形態における材料相違判定を示す工程図である。図１６のステップＳ４１０にて、制御部３００Ｃは、図１７に示した材料相違判定を実行する。図１７のステップＳ４１１にて、制御部３００Ｃは、制御装置１１と通信することによって、制御装置１１から、図１６のステップＳ４０５で取得したノズル情報と関連付けられた材料情報を取得する。具体的には、制御部３００は、ステップＳ４１１において、図１６のステップＳ４０５で取得したノズル情報を制御装置１１に送信し、送信したノズル情報と一致するノズル情報と関連付けられてシステム記憶部１４に記録されている材料情報を取得する。ステップＳ４１２からステップＳ４１４は、図７のステップＳ１１２からステップＳ１１４と同様であるため、説明を省略する。

図１６のステップＳ４２０は、図６のステップＳ１２０と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ４３０にて、制御部３００Ｃは、ステップＳ４２０において材料を吐出したノズルチップ６０のノズル情報と、ステップＳ４２０においてノズルチップ６０から吐出された材料の材料情報とを制御装置１１に送信する。制御装置１１は、制御部３００Ｃから送信された材料情報とノズル情報とを関連付けてシステム記憶部１４に記録する。なお、他の実施形態では、制御部３００Ｃは、ステップＳ４３０に先立って、造形用ノズルチップがステップＳ４２０で初めて材料を吐出したか否かを判定し、以前に材料を吐出した実績があると判定した場合にステップＳ４３０を省略してもよい。

図１８は、本実施形態における累積吐出量更新処理を示す工程図である。図１６のステップＳ４４０にて、制御部３００Ｃは、図１８に示した累積吐出量更新処理を実行する。図１８のステップＳ４４１にて、制御部３００Ｃは、制御装置１１と通信することによって、制御装置１１から、直前に材料を吐出した造形用ノズルチップに関連付けられた累積吐出量を取得する。具体的には、制御部３００は、ステップＳ４４１において、図１６のステップＳ４２０で材料を吐出したノズルチップ６０のノズル情報を取得し、取得したノズル情報を制御装置１１に送信し、送信したノズル情報と一致するノズル情報と関連付けられてシステム記憶部１４に記録されている累積吐出量を取得する。ステップＳ４４２は、図８のステップＳ１４２と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ４４３にて、制御部３００Ｃは、ステップＳ４４１で取得したノズル情報と、ステップＳ４４２において算出した新たな累積吐出量とを、制御装置１１に送信する。制御装置１１は、送信されたノズル情報と、新たな累積吐出量とを関連付けて、システム記憶部１４に記録する。なお、他の実施形態では、例えば、制御装置１１が、制御部３００Ｃから送信されたノズル情報と吐出量とに基づいて、累積吐出量を更新してもよい。この場合、制御装置１１のデータ処理部１３は、例えば、システム通信部１２によって制御部３００Ｃから受信したノズル情報に基づいて、システム記憶部１４に記録されている累積吐出量を読み込み、読み込んだ累積吐出量に制御部３００Ｃから受信した吐出量を加算して新たな累積吐出量を算出し、新たな累積吐出量をシステム記憶部１４に記録する。

図１６のステップＳ４５０およびステップＳ４６０は、図６のステップＳ１５０およびステップＳ１６０と同様であるため、説明を省略する。図１６のステップＳ４７０にて、制御部３００Ｃは、ステップＳ４６０において材料を吐出した造形用ノズルチップのノズル情報と、ステップＳ４６０において造形用ノズルチップから吐出された材料の材料情報とを、ステップＳ４３０と同様の方法によって制御装置１１に送信する。制御装置１１は、ステップＳ４３０と同様に、制御部３００Ｃから送信された材料情報とノズル情報とを関連付けて、システム記憶部１４に記録する。

ステップＳ４８０にて、制御部３００Ｃは、ステップＳ４４０と同様に、図１８に示した累積吐出量の更新処理を実行することによって、累積吐出量を更新する。なお、制御部３００Ｃは、ステップＳ４８０において実行される累積吐出量の更新処理では、図１８のステップＳ４４２において、ステップＳ４６０のパージ工程において吐出した材料の吐出量を、ステップＳ４４１で取得した累積吐出量に加算することによって、新たな累積吐出量を算出する。図１６のステップＳ４９０は、図６のステップＳ１９０と同様であるため、説明を省略する。

以上で説明した本実施形態の三次元造形システム１０によれば、ノズルチップ６０は、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱を抑制するシールド６８を有し、通信部は、造形用ノズルチップのノズル情報と、材料情報とを制御装置１１に送信し、制御装置１１は、材料情報とノズル情報とを関連付けて記録する。そのため、シールド６８によって、加熱ブロック９０から積層材料への伝熱が抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップのノズル情報と関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップ６０が複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップ６０の詰まりを抑制できる。

なお、他の実施形態では、制御部３００Ｃは、例えば、図９に示した第２実施形態における三次元造形処理のように、ブロック相違判定処理を行ってもよい。この場合、制御部３００Ｃは、図９のステップＳ２０５に先立って、図１８のステップＳ４０５と同様にノズル情報を取得し、取得したノズル情報とブロック情報とを制御装置１１に送信できる。制御装置１１は、制御部３００Ｃから送信された両情報を受信し、両情報を関連付けてシステム記憶部１４に記録できる。制御部３００Ｃは、制御装置１１によって関連付けられた両情報に基づいて、ブロック相違判定処理を実行できる。また、制御部３００Ｃは、例えば、図１１に示した第３実施形態における三次元造形処理のように、装置相違判定処理を行ってもよい。この場合、制御部３００Ｃは、ノズル情報と装置情報とを制御装置１１に送信し、制御装置１１によって関連付けられた両情報に基づいて、装置相違判定処理を実行できる。

Ｆ．他の実施形態：
（Ｆ－１）上記実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップと、ノズルチップ６０が加熱ブロック９０に初めて取り付けられた状態で吐出した材料の材料情報とを関連付けて記録している。これに対して、制御部３００は、造形用ノズルチップと、ノズルチップ６０が加熱ブロック９０に初めて取り付けられた状態で吐出した材料情報とを関連付けて記録しなくてもよい。例えば、制御部３００は、ノズルチップ６０が加熱ブロック９０に取り付けられた時点で、ノズルチップ６０が材料を吐出する前に、ノズルチップ６０と材料情報とを、予め関連付けて記録してもよい。この場合であっても、制御部３００は、例えば、図７に示した材料相違判定を実行することによって、ノズルチップ６０が予め関連付けられた材料以外の材料を吐出する可能性を低減できる。

（Ｆ－２）上記実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップと累積吐出量とを関連付けて記録している。これに対して、制御部３００は、造形用ノズルチップと累積吐出量とを関連付けて記録しなくてもよい。

（Ｆ－３）上記実施形態では、制御部３００は、報知部４００を制御して材料相違状態であることを報知している。これに対して、制御部３００は、報知部４００を制御して材料相違状態であることを報知しなくてもよい。例えば、制御部３００は、液晶パネル等の出力装置に造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報を表示するだけであってもよい。この場合、報知部４００が設けられていなくてもよい。このような形態であっても、造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップ６０が複数の材料を吐出する可能性を低減できる。

（Ｆ－４）上記実施形態では、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６に材料情報を記録している。これに対して、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６に材料情報を記録しなくてもよい。例えば、制御部３００は、図示しない制御部３００の補助記憶装置に、ノズル情報と材料情報とを関連付けて記録してもよい。より具体的には、例えば、ノズルチップ６０の記憶部６６がノズル情報を記憶している場合、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６からノズル情報を取得し、取得したノズル情報と材料情報とを関連付けて、補助記憶装置に記録してもよい。また、例えば、造形用ノズルチップのノズル情報は、図示しない入力装置等を介してユーザーによって入力されてもよい。この場合、制御部３００は、入力されたノズル情報を取得し、取得したノズル情報と材料情報とを関連付けて、補助記憶装置に記録してもよい。更に、この場合、ノズルチップ６０は、記憶部６６を有していなくてもよい。また、同様に、制御部３００は、造形用ノズルチップの記憶部６６にブロック情報を記録しなくてもよい。

（Ｆ－５）上記実施形態では、記憶部６６は、ノズル流路６１に沿ったＺ方向において、ノズル開口６３とシールド６８との間に位置している。これに対して、記憶部６６は、Ｚ方向において、ノズル開口６３とシールド６８との間に位置していなくてもよい。

（Ｆ－６）上記第４実施形態では、可溶性サポート用チップのノズル流路６１は、メインチップのノズル流路６１よりも短い。これに対して、可溶性サポート用チップのノズル流路６１は、メインチップのノズル流路６１と同じ長さであってもよいし、メインチップのノズル流路６１より長くてもよい。また、第４実施形態以外の形態において、可溶性サポート用チップが用いられてもよい。

（Ｆ－７）上記実施形態では、材料データは、各造形パスにおいて材料を吐出する吐出部１００を指定することによって、その造形パスにおける材料の種類を決定している。これに対して、材料データは、例えば、各造形パスにおける材料を直接指定してもよい。

（Ｆ－８）上記実施形態では、制御部３００は、パージデータに従ってパージ処理を実行している。これに対して、制御部３００は、パージデータに従ってパージ処理を実行しなくてもよい。例えば、造形データにパージ処理に相当する材料の吐出を行うための造形パスや材料データが含まれている場合、制御部３００は、別途パージ処理を実行することなく、造形データに従ってパージを行ってもよい。また、制御部３００は、三次元造形処理においてパージを行わなくてもよい。

（Ｆ－９）上記実施形態では、材料データは、単位移動量あたりに吐出する材料の体積を指定することによって、材料の吐出量を決定している。これに対して、材料データは、材料の体積を指定しなくてもよい。例えば、材料データは、単位移動量あたりに吐出する材料の重量を指定してもよいし、吐出される材料の線幅等を指定してもよい。

（Ｆ－１０）上記実施形態では、累積吐出量は、材料の体積として記録されている。これに対して、累積吐出量は、材料の体積として記録されなくてもよい。例えば、累積吐出量は、材料の重量として記録されてもよい。

（Ｆ－１１）上記実施形態では、三次元造形装置５は、２つの吐出部１００を備えている。これに対して、三次元造形装置５は、１つの吐出部１００のみを備えていてもよいし、３つ以上の吐出部１００を備えていてもよい。

（Ｆ－１２）上記第５実施形態では、記憶部６６は、ノズル情報を記憶している。これに対して、記憶部６６は、ノズル情報を記憶しなくてもよい。例えば、造形用ノズルチップのノズル情報が、図示しない入力装置等を介してユーザーによって入力されてもよい。この場合、通信部として機能する制御部３００Ｃは、入力されたノズル情報を取得し、材料情報と取得したノズル情報とを制御装置１１に送信できる。更に、この場合、ノズルチップ６０は、記憶部６６を有していなくてもよい。

（Ｆ－１３）上記第５実施形態では、通信部は、制御装置１１に吐出量情報を送信している。これに対して、通信部は、制御装置１１に吐出量情報を送信しなくてもよい。また、制御装置１１は、ノズル情報と吐出量情報とを関連付けて記録しなくてもよい。

Ｇ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、前記加熱ブロックの前記貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、前記加熱ブロックに取り付けられた前記ノズルチップである造形用ノズルチップの前記ノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、前記造形用ノズルチップの前記ノズル開口から、前記加熱ブロックの熱によって可塑化した前記材料が吐出されて積層されるステージと、制御部と、を備える。前記ノズルチップは、前記加熱ブロックの熱が前記ステージに積層された前記材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記材料の種類に関する材料情報と、を関連付けて記録する。
このような形態によれば、シールドによって、加熱ブロックの熱がステージに積層された材料へ伝熱することが抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップと関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップが複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップの詰まりを抑制できる。

（２）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記造形用ノズルチップが前記加熱ブロックに初めて取り付けられた状態で吐出した前記材料の前記材料情報と、を関連付けて記録してもよい。このような形態によれば、造形用ノズルチップが加熱ブロックに初めて取り付けられた状態で吐出した材料以外の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップの詰まりを抑制できる。

（３）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記造形用ノズルチップが前記加熱ブロックに初めて取り付けられてから吐出した前記材料の累積吐出量と、を関連付けて記録してもよい。このような形態によれば、造形用ノズルチップに関連付けられた材料情報に加え、材料の累積吐出量を得ることができる。そのため、例えば、材料の累積吐出量に応じて予め造形用ノズルチップの交換を行うことで、三次元造形物を造形している最中のノズル詰まりを抑制できる。

（４）上記形態の三次元造形装置において、報知部を備え、前記制御部は、前記造形用ノズルチップと関連付けて記録された前記材料の種類と、前記造形用ノズルチップから吐出される予定の前記材料の種類と、が異なる材料相違状態である場合、前記報知部を制御して、前記材料相違状態であることを報知してもよい。このような形態によれば、報知される情報に基づいて、例えば、造形用ノズルチップを他のノズルチップに交換することによって材料相違状態を解消でき、１つのノズルチップが複数の材料を吐出する可能性をより低減できる。

（５）上記形態の三次元造形装置において、前記ノズルチップは、記憶部を有し、前記制御部は、前記造形用ノズルチップの前記記憶部に、前記材料情報を記録してもよい。このような形態によれば、造形用ノズルチップの記憶部に材料情報を記録することによって、造形用ノズルチップと材料情報とを関連付けることができる。

（６）上記形態の三次元造形装置において、前記ノズルチップは、記憶部を有し、前記制御部は、前記造形用ノズルチップの前記記憶部に、前記三次元造形装置を識別する情報に関する装置情報を記録してもよい。このような形態によれば、１つのノズルチップが複数の三次元造形装置に取り付けられる可能性を低減できるため、ノズルチップに、装置間の温度条件等の違いや、装置間の個体差等の影響が及びにくくなり、ノズルチップの詰まりをより抑制できる。

（７）上記形態の三次元造形装置において、前記記憶部は、前記ノズル流路に沿った方向において、前記ノズル開口と前記シールドとの間に位置していてもよい。このような形態によれば、ノズルチップが加熱ブロックに取り付けられた状態において、シールドによって、加熱ブロックの熱が記憶部へ伝熱することが抑制される。

（８）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記加熱ブロックを識別する情報に関するブロック情報と、を関連付けて記録してもよい。このような形態によれば、１つのノズルチップが複数の加熱ブロックに取り付けられる可能性を低減できるため、ノズルチップの詰まりをより抑制できる。

（９）上記形態の三次元造形装置において、前記ノズルチップは、前記材料として三次元造形物を造形するための造形材料を吐出するメインチップ、又は、前記材料として可溶性のサポート材料を吐出する可溶性サポート用チップであってもよい。このような形態によれば、ノズルチップがメインチップである場合、ノズルチップから造形材料を吐出して三次元造形物を造形できる。また、ノズルチップが可溶性サポート用チップである場合、ノズルチップから可溶性サポート材料を吐出して造形途中の造形物の形状を保持できる。

（１０）上記形態の三次元造形装置において、前記可溶性サポート用チップの前記ノズル流路は、前記メインチップの前記ノズル流路よりも短くてもよい。このような形態によれば、ノズルチップが可溶性サポート用チップである場合に、ノズル流路内における材料の堆積が抑制され、ノズルチップにおけるノズル詰まりが抑制される。また、ノズルチップがメインチップである場合に、ノズル流路内における造形材料の可塑化が促進される。

（１１）本開示の第２の形態によれば、複数の三次元造形装置と、複数の前記三次元造形装置を制御する制御装置と、を備える三次元造形システムが提供される。この三次元造形システムにおいて、ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、前記加熱ブロックの前記貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、前記加熱ブロックに取り付けられた前記ノズルチップである造形用ノズルチップの前記ノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、前記造形用ノズルチップの前記ノズル開口から、前記加熱ブロックの熱によって可塑化した前記材料が吐出されて積層されるステージと、前記制御装置と通信する通信部と、を備える。前記ノズルチップは、前記加熱ブロックの熱が前記ステージに積層された前記材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、前記通信部は、前記造形用ノズルチップを識別する情報に関するノズル情報と、前記材料の種類に関する材料情報と、を前記制御装置に送信する。前記制御装置は、前記材料情報と前記ノズル情報とを関連付けて記録する。
このような形態によれば、シールドによって、加熱ブロックの熱がステージに積層された材料へ伝熱することが抑制され、三次元造形物の変形が抑制される。また、造形用ノズルチップのノズル情報と関連付けられた材料情報に基づいて、１つのノズルチップが複数の材料を吐出する可能性を低減できるため、ノズルチップの詰まりを抑制できる。

本開示は、三次元造形装置、及び、三次元造形システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形物の製造方法や、三次元造形物を造形するためのプログラム等の形態で実現することができる。

５，５Ｂ，５Ｃ…三次元造形装置、１０…三次元造形システム、１１…制御装置、１２…システム通信部、１３…データ処理部、１４…システム記憶部、１６…ブロアー、１７…マニホールド、１８…出口端、２０，２０Ｂ…材料保持部、２０ａ，２０ｃ…第１材料保持部、２０ｂ，２０ｄ…第２材料保持部、２１…出口部、２２…供給路、２３…巻出量記憶部、３０…可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０，４０Ｂ…材料搬送機構、４０ａ…第１材料搬送機構、４０ｂ…第２材料搬送機構、４１…スクリュー、４２…溝形成面、４３…側面、４４…材料導入口、４５…スクリュー溝、４６…凸条部、４７…スクリュー中央部、４９…ホイール、５０…バレル、５２…スクリュー対向面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６０，６０Ｂ…ノズルチップ、６０ａ，６０ｃ…第１ノズルチップ、６０ｂ，６０ｄ…第２ノズルチップ、６１，６１Ｂ…ノズル流路、６１ｃ…第１ノズル流路、６１ｄ…第２ノズル流路、６３，６３Ｂ…ノズル開口、６５，６５Ｂ…流入口、６６…記憶部、６６ａ…第１記憶部、６６ｂ…第２記憶部、６７…ノズルネジ部、６８，６８Ｂ…シールド、８０，８０Ｂ…貫通孔、８１…貫通孔ネジ部、９０，９０Ｂ…加熱ブロック、９０ａ，９０ｃ…第１加熱ブロック、９０ｂ，９０ｄ…第２加熱ブロック、９１…ケース部、９２…熱シールド、９３…シールド開口、９４…開口部、１００，１００Ｂ…吐出部、１００ａ，１００ｃ…第１吐出部、１００ｂ，１００ｄ…第２吐出部、２１０…移動機構部、２２０…ステージ、３００，３００Ｃ…制御部、４００…報知部

Claims (11)

1. ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、
   ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、前記加熱ブロックの前記貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、
   前記加熱ブロックに取り付けられた前記ノズルチップである造形用ノズルチップの前記ノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、
   前記造形用ノズルチップの前記ノズル開口から、前記加熱ブロックの熱によって可塑化した前記材料が吐出されて積層されるステージと、
   制御部と、を備え、
   前記ノズルチップは、前記加熱ブロックの熱が前記ステージに積層された前記材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記材料の種類に関する材料情報と、を関連付けて記録する、三次元造形装置。
2. 請求項１に記載の三次元造形装置であって、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記造形用ノズルチップが前記加熱ブロックに初めて取り付けられた状態で吐出した前記材料の前記材料情報と、を関連付けて記録する、三次元造形装置。
3. 請求項１または２に記載の三次元造形装置であって、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記造形用ノズルチップが前記加熱ブロックに初めて取り付けられてから吐出した前記材料の累積吐出量と、を関連付けて記録する、三次元造形装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   報知部を備え、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップと関連付けて記録された前記材料の種類と、前記造形用ノズルチップから吐出される予定の前記材料の種類と、が異なる材料相違状態である場合、前記報知部を制御して、前記材料相違状態であることを報知する、三次元造形装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズルチップは、記憶部を有し、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップの前記記憶部に、前記材料情報を記録する、三次元造形装置。
6. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズルチップは、記憶部を有し、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップの前記記憶部に、前記三次元造形装置を識別する情報に関する装置情報を記録する、三次元造形装置。
7. 請求項５又は６に記載の三次元造形装置であって、
   前記記憶部は、前記ノズル流路に沿った方向において、前記ノズル開口と前記シールドとの間に位置する、三次元造形装置。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記制御部は、前記造形用ノズルチップと、前記加熱ブロックを識別する情報に関するブロック情報と、を関連付けて記録する、三次元造形装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズルチップは、前記材料として三次元造形物を造形するための造形材料を吐出するメインチップ、又は、前記材料として前記三次元造形物をサポートするための可溶性のサポート材料を吐出する可溶性サポート用チップである、三次元造形装置。
10. 請求項９に記載の三次元造形装置であって、
    前記可溶性サポート用チップの前記ノズル流路は、前記メインチップの前記ノズル流路よりも短い、三次元造形装置。
11. 三次元造形装置と、制御装置と、を備える三次元造形システムであって、
    前記三次元造形装置は、
    ヒーターを有し、貫通孔が設けられた加熱ブロックと、
    ノズル開口を有するノズル流路が設けられ、前記加熱ブロックの前記貫通孔に着脱可能に取り付けられるノズルチップと、
    前記加熱ブロックに取り付けられた前記ノズルチップである造形用ノズルチップの前記ノズル流路に向けて材料を搬送する材料搬送機構と、
    前記造形用ノズルチップの前記ノズル開口から、前記加熱ブロックの熱によって可塑化した前記材料が吐出されて積層されるステージと、
    前記制御装置と通信する通信部と、を備え、
    前記ノズルチップは、前記加熱ブロックの熱が前記ステージに積層された前記材料へ伝熱することを抑制するシールドを有し、
    前記通信部は、前記造形用ノズルチップを識別する情報に関するノズル情報と、前記材料の種類に関する材料情報と、を前記制御装置に送信し、
    前記制御装置は、前記材料情報と前記ノズル情報とを関連付けて記録する、三次元造形システム。

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