JP2023033888A - 三次元造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出幅が変動することが原因で補正処理の実行に伴って三次元造形物の造形精度がさらに低下することを抑制する。【解決手段】測定部８１及び８２の測定結果に基づいて吐出部６０から目標吐出量で材料が吐出されているか否かを判断し、目標吐出量で材料が吐出されていないと判断した場合、非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域Ａ１を特定し、隣接領域Ａ２に吐出する吐出量が目標吐出量と非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、隣接領域Ａ２に吐出する補正吐出量が差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り、隣接領Ａ２域に補正吐出量で吐出する三次元造形装置１００。【選択図】図７

Description

本発明は、三次元造形装置に関する。

従来から、層を積層することで三次元造形物を製造する三次元造形装置が使用されている。例えば、特許文献１には、造形ステージ上に溶媒及び硬化性液体材料を含む液体を付与して成膜し、造形ステージにおいて膜の質量を測定し、膜の質量変化に応じて液体の付与量を調整する立体造形物の製造装置が開示されている。

特開２０１７－２０５９６５号公報

一般的に、特許文献１の立体造形物の製造装置のような従来の三次元造形装置においては、一定の吐出量で材料を吐出し続けようとしても一定の変動幅で吐出量がばらつく。このため、吐出される液体の幅に対応する造形パスを一定の幅で形成しようとしても、造形パスが太くなったり細くなったりする場合がある。例えば、造形パスが細くなり隣接する造形パス同士の間に空隙が形成されると造形精度が低下する。このようなことから、例えば、ある造形パスが細くなった場合、その造形パスと隣接する造形パスにおいて吐出量を増やして該空隙を埋める補正処理を実行する可能性がある。しかしながら、上記のように、一定の吐出量で材料を吐出し続けようとしても一定の変動幅で吐出量がばらつくことから、補正処理においても吐出量のばらつきが発生し、該ばらつきが大きくなることで、補正処理を実行することで三次元造形物の造形精度がさらに低下する場合があった。

上記課題を解決するための本発明の三次元造形装置は、材料を吐出する吐出部と、前記吐出部から吐出された材料の吐出量を測定する測定部と、前記吐出部と前記測定部とを制御して前記材料の層を積層して三次元造形物を造形する制御部と、を備え、前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記吐出部から予め定められた目標吐出量で前記材料が吐出されているか否かを判断し、前記目標吐出量で前記材料が吐出されていないと判断した場合、前記目標吐出量で前記材料が吐出されておらず非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域を特定し、前記非適正吐出量領域と隣接する隣接領域に吐出する吐出量が前記目標吐出量と前記非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、前記隣接領域に吐出する前記補正吐出量が前記差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、前記差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り、前記隣接領域に前記補正吐出量で吐出するよう前記吐出部を制御することを特徴とする。

本発明の一実施例に係る三次元造形装置の概略構成を示す説明図。 図１の三次元造形装置のフラットスクリューの下面側の概略構成を示す斜視図。 図１の三次元造形装置のバレルの上面側を示す概略平面図。 図１の三次元造形装置を用いて三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図。 図１の三次元造形装置を用いて行う三次元造形方法の一例としてのフローチャート。 図５の三次元造形方法の造形データ生成方法の一例としてのフローチャート。 図５の三次元造形方法で造形される三次元造形物の１つの層の平面形状の例を示す図。 図７の領域Ａの一部拡大図であって、Δｙ＜Δｘとなり補正処理が適正に行われた場合の概念図。 図５の三次元造形方法の造形データ生成方法の補正処理の一例としてのフローチャート。 図５の三次元造形方法における吐出量とモーターの回転数との関係を表すグラフ。 図７の領域Ａの一部拡大図に対応し、従来の三次元造形装置を用いて三次元造形方法を実行した際に、Δｙ≧Δｘとなり補正処理が適正に行われなかった場合の一例を示す図。 図１１のΔｙ≧Δｘとなり補正処理が適正に行われなかった場合の一例における吐出量とモーターの回転数との関係を表すグラフ。

最初に、本発明について概略的に説明する。
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の三次元造形装置は、材料を吐出する吐出部と、前記吐出部から吐出された材料の吐出量を測定する測定部と、前記吐出部と前記測定部とを制御して前記材料の層を積層して三次元造形物を造形する制御部と、を備え、前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記吐出部から予め定められた目標吐出量で前記材料が吐出されているか否かを判断し、前記目標吐出量で前記材料が吐出されていないと判断した場合、前記目標吐出量で前記材料が吐出されておらず非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域を特定し、前記非適正吐出量領域と隣接する隣接領域に吐出する吐出量が前記目標吐出量と前記非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、前記隣接領域に吐出する前記補正吐出量が前記差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、前記差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り、前記隣接領域に前記補正吐出量で吐出するよう前記吐出部を制御することを特徴とする。

本態様によれば、目標吐出量で材料が吐出されていないと判断した場合、目標吐出量で材料が吐出されておらず非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域を特定し、非適正吐出量領域と隣接する隣接領域に吐出する吐出量が目標吐出量と非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、隣接領域に吐出する補正吐出量が差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り隣接領域に補正吐出量で吐出する。すなわち、補正処理を実行することで適切に補正される場合のみ補正処理を実行し、補正処理を実行することで適切に補正されない場合には補正処理を実行しない。このため、補正処理において吐出量のばらつきが発生し、補正処理を実行することで三次元造形物の造形精度がさらに低下するということを抑制することができる。

本発明の第２の態様の三次元造形装置は、前記第１の態様において、前記制御部は、前記非適正吐出量領域における前記目標吐出量と前記非適正吐出量との差分よりも、前記隣接領域における前記補正吐出量を前記目標吐出量とした場合の実際の吐出量と前記補正吐出量との差分が小さい場合に、前記差分を埋める吐出量となっていると判断することを特徴とする。

本態様によれば、制御部は、非適正吐出量領域における目標吐出量と非適正吐出量との差分よりも、隣接領域における補正吐出量を目標吐出量とした場合の実際の吐出量と補正吐出量との差分が小さい場合に、差分を埋める吐出量となっていると判断する。このため、非適正吐出量領域における所望の吐出量からのずれよりも、隣接領域における所望の吐出量からのずれが小さい場合に、適切に補正処理を行うことができる。

本発明の第３の態様の三次元造形装置は、前記第１または第２の態様において、前記制御部は、前記目標吐出量で前記材料が吐出されていないことの判断を、前記測定部の測定結果が閾値よりも大きいか否かで判断することを特徴とする。

本態様によれば、制御部は、目標吐出量で材料が吐出されていないことの判断を、測定部の測定結果が閾値よりも大きいか否かで判断する。このため、目標吐出量で材料が吐出されていないことを簡単な方法で判断することができる。

本発明の第４の態様の三次元造形装置は、前記第１から第３のいずれか１つの態様において、前記制御部は、１層分の前記層に対応する層データを生成し、前記層のうちの第１領域を特定し、前記第１領域に吐出する前記材料の前記目標吐出量と、前記目標吐出量に対する前記材料の吐出量の変動幅と、に基づいて、前記層データにおいて前記第１領域に吐出する前記材料の設定吐出量を変更する第１データを生成し、前記第１データに基づいて前記吐出部から前記材料を吐出させることを特徴とする。

本態様によれば、第１領域に吐出する材料の目標吐出量と、目標吐出量に対する材料の吐出量の変動幅と、に基づいて、層データにおいて第１領域に吐出する材料の設定吐出量を変更する第１データを生成する。このような第１データを生成するという簡単な処理で、三次元造形物の造形処理の複雑化を抑制できる。また、１層分の層を形成している間に第１データを生成することで、三次元造形物の造形処理が長時間化することを抑制できる。したがって、三次元造形物の造形処理を複雑化及び長時間化することなく、三次元造形物の造形精度が低下することを抑制することができる。

本発明の第５の態様の三次元造形装置は、前記第１から第４のいずれか１つの態様において、前記測定部は、前記吐出部から吐出された前記材料の重量を測定する重量測定部であることを特徴とする。

本態様によれば、測定部は吐出部から吐出された材料の重量を測定する重量測定部である。このため、重量を測定することで吐出部から吐出された材料の吐出量を測定することができる。

本発明の第６の態様の三次元造形装置は、前記第１から第４のいずれか１つの態様において、前記測定部は、前記吐出部から吐出された前記材料の線幅を測定する線幅測定部であることを特徴とする。

本態様によれば、測定部は吐出部から吐出された材料の線幅を測定する線幅測定部である。このため、線幅を測定することで吐出部から吐出された材料の吐出量を測定することができる。

＜三次元造形装置＞
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。最初に、本発明の一実施例の三次元造形装置１００の全体構成について図１から図４を参照して説明する。なお、以下の図はいずれも概略図であり、一部構成部材を省略または簡略化して表している。また、各図中のＸ軸方向は水平方向であり、Ｙ軸方向は水平方向であるとともにＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

三次元造形装置１００は、三次元造形装置１００を制御する制御部１０１と、造形材料を生成して吐出する造形部１１０と、三次元造形物の基台となる造形用のステージ２１０と、造形材料の吐出位置を制御する移動機構２３０と、を備える。また、図１では省略されているが、三次元造形装置１００は、ステージ２１０上に造形される三次元造形物を支持する支持層形成用材料を吐出する不図示の支持層形成部も備えている。該支持層形成部の構造は、造形部１１０と同様の構造である。ここで、支持層とは、造形材料と接触する位置及びその周辺に吐出される支持層形成用材料の層であり、支持層を形成することでステージ２１０上に造形される三次元造形物の変形を抑制するものである。

造形部１１０は、制御部１０１の制御下において、固体状態の材料を溶融させてペースト状にした造形材料をステージ２１０上に吐出する。造形部１１０は、造形材料に転化される前の原材料ＭＲの供給源である材料供給部２０と、原材料ＭＲを造形材料へと転化させる造形材料生成部３０と、造形材料を吐出する吐出部６０と、を備える。

材料供給部２０は、造形材料生成部３０に、造形材料を生成するための原材料ＭＲを供給する。材料供給部２０は、例えば、原材料ＭＲを収容するホッパーによって構成される。材料供給部２０は、下方に排出口を有している。当該排出口は、連通路２２を介して、造形材料生成部３０に接続されている。原材料ＭＲは、ペレットや粉末等の形態で材料供給部２０に投入される。本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂の材料が用いられる。

造形材料生成部３０は、材料供給部２０から供給された原材料ＭＲを溶融させて流動性を発現させたペースト状の造形材料を生成し、吐出部６０へと導く。造形材料生成部３０は、スクリューケース３１と、モーター３２と、フラットスクリュー４０と、バレル５０と、を有する。

図２は、フラットスクリュー４０の下面４８側の概略構成を示す斜視図である。図２に示したフラットスクリュー４０は、技術の理解を容易にするため、図１に示した上面４７と下面４８との位置関係を、鉛直方向において逆向きとした状態で示されている。図３は、バレル５０の上面であるスクリュー対向面５２側を示す概略平面図である。フラットスクリュー４０は、その中心軸に沿った方向である軸線方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー４０は、その回転中心となる回転軸ＲＸがＺ軸方向に平行になるように配置される。

フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。フラットスクリュー４０の上面４７側はモーター３２に連結されており、フラットスクリュー４０は、モーター３２が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース３１内で回転する。モーター３２は、制御部１０１の制御下において駆動する。

フラットスクリュー４０の、回転軸ＲＸと交差する面である下面４８には、溝部４２が形成されている。上述した材料供給部２０の連通路２２は、フラットスクリュー４０の側面から、当該溝部４２に連通する。図２に示すように、本実施形態では、溝部４２は、凸状部４３によって隔てられて３本分形成されている。なお、溝部４２の数は、３本に限られず、１本でもよいし、２本以上であってもよい。

フラットスクリュー４０の下面４８は、バレル５０のスクリュー対向面５２に面しており、フラットスクリュー４０の下面４８の溝部４２と、バレル５０のスクリュー対向面５２との間には空間が形成される。造形部１１０は、フラットスクリュー４０とバレル５０との間のこの空間に、材料供給部２０から材料流入口４４へと原材料ＭＲが供給される。

バレル５０には、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲを加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。スクリュー対向面５２には、連通孔５６に接続され、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。フラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲは、溝部４２内において溶融されながら、フラットスクリュー４０の回転によって溝部４２に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー４０の中央部４６へと導かれる。中央部４６に流入した流動性を発現しているペースト状の造形材料は、図３に示したバレル５０の中心に設けられた連通孔５６を介して吐出部６０に供給される。なお、造形材料では、造形材料を構成する全ての種類の物質が溶融していなくてもよい。造形材料は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が溶融することによって、全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。

吐出部６０は、造形材料を吐出するノズル６１と、フラットスクリュー４０とノズル６１との間に設けられた造形材料の流路６５と、流路６５を開閉する開閉機構７０と、を有する。ノズル６１は、流路６５を通じて、バレル５０の連通孔５６に接続されている。なお、バレル５０も吐出部６０の構成部材であるとみなすことができる。ノズル６１は、造形材料生成部３０において生成された造形材料を、先端の吐出口６２からステージ２１０に向かって吐出する。

開閉機構７０は、流路６５を開閉して、ノズル６１からの造形材料の流出を制御する。本実施形態では、開閉機構７０は、バタフライバルブによって構成されている。開閉機構７０は、一方向に延びる軸状部材である駆動軸７２と、駆動軸７２の回転により回動する弁体７３と、駆動軸７２の回転駆動力を発生するバルブ駆動部７４と、を備える。

駆動軸７２は、造形材料の流れ方向に交差するように流路６５の途中に取り付けられている。より具体的には、駆動軸７２は、流路６５内の造形材料の流通方向に対して垂直な向きであるＹ軸方向に平行になるように取り付けられている。駆動軸７２は、Ｙ軸方向に沿った中心軸を中心に回転可能である。

弁体７３は、流路６５内において回転する板状部材である。本実施形態では、弁体７３は、駆動軸７２の流路６５内に配置されている部位を板状に加工することによって形成されている。弁体７３を、その板面に垂直な方向に見たときの形状は、弁体７３が配置されている部位における流路６５の開口形状とほぼ一致する。

バルブ駆動部７４は、制御部１０１の制御下において、駆動軸７２を回転させる。バルブ駆動部７４は、例えば、ステッピングモーターによって構成される。駆動軸７２の回転によって弁体７３が流路６５内において回転する。

弁体７３の板面を、流路６５における造形材料の流通方向に対して垂直にされた状態が、流路６５が閉じられた状態である。この状態では、流路６５からノズル６１への造形材料の流入が遮断され、吐出口６２からの造形材料の流出が停止される。弁体７３の板面が、駆動軸７２の回転によって、この垂直にされた状態から回転されると、流路６５からノズル６１への造形材料の流入が許容され、弁体７３の回転角度に応じた吐出量の造形材料が吐出口６２から流出する。図１に示されているように、流路６５における造形材料の流通方向に沿った状態が、流路６５が全開となる状態である。この状態は、吐出口６２からの単位時間あたりの造形材料の吐出量が最大となる。このように、開閉機構７０は、造形材料の流出のＯＮ及びＯＦＦとともに、造形材料の吐出量の調整を実現できる。

ステージ２１０は、ノズル６１の吐出口６２に対向する位置に配置されている。本実施形態では、ノズル６１の吐出口６２に対向するステージ２１０の面２１１は、水平方向に配置される。三次元造形装置１００は、造形処理において、吐出部６０からステージ２１０の面２１１に向けて造形材料、また、場合によってはさらに支持層形成用材料を吐出させて層を積層することによって三次元造形物を造形する。なお、以下における造形材料を吐出することに関する説明は、特段の場合分けの説明がない限りは、支持層形成用材料を吐出させる場合における該支持層形成用材料を吐出することに関する説明と読み替えることができる。

移動機構２３０は、ステージ２１０とノズル６１との相対位置を変化させる。本実施形態では、ノズル６１の位置が固定されており、移動機構２３０は、ステージ２１０を移動させる。移動機構２３０は、３つのモーターＭの駆動力によって、ステージ２１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３つの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。移動機構２３０は、制御部１０１の制御下において、ノズル６１とステージ２１０との相対的な位置関係を変更する。本明細書において、特に断らない限り、ノズル６１の移動とは、ノズル６１をステージ２１０に対して相対的に移動させることを意味する。

なお、移動機構２３０によってステージ２１０を移動させる構成の代わりに、ステージ２１０の位置が固定された状態で、移動機構２３０がステージ２１０に対してノズル６１を移動させる構成が採用されてもよい。また、移動機構２３０によってステージ２１０をＺ軸方向に移動させ、ノズル６１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる構成や、移動機構２３０によってステージ２１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、ノズル６１をＺ軸方向に移動させる構成が採用されてもよい。これらの構成であっても、ノズル６１とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。

また、移動機構２３０には、ステージ２１０上に吐出された造形材料や支持層形成用材料の重量を測定する重量測定部８１が設けられている。なお、ステージ２１０上のステージ２１０を撮影可能な位置には、ステージ２１０上に吐出された造形材料や支持層形成用材料の線幅を測定するカメラである線幅測定部８２が設けられている。重量測定部８１及び線幅測定部８２はいずれも電気的に制御部１０１に接続されており、吐出部６０から吐出された造形材料や支持層形成用材料の吐出量を測定する測定部としての役割をしている。

制御部１０１は、三次元造形装置１００全体の動作を制御する制御装置である。制御部１０１は、１つ、または、複数のプロセッサーと、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る。制御部１０１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、データ生成部１０２としての機能のほか、種々の機能を発揮する。制御部１０１は、コンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実現するための複数の回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。

データ生成部１０２は、移動機構２３０によって吐出部６０を移動させるための複数の部分経路を有する造形データを生成する。制御部１０１は、データ生成部１０２によって生成された造形データに従って、開閉機構７０および吐出部６０を含む造形部１１０と、移動機構２３０とを制御してステージ２１０上に三次元造形物を造形する。

データ生成部１０２は、三次元造形物の形状を表す３次元ＣＡＤデータなどの形状データを用いて、造形データの生成を行う。造形データには、造形材料の吐出経路と、吐出部６０による造形材料の吐出量を含む吐出制御データが含まれる。造形材料の吐出経路とは、ノズル６１が、造形材料を吐出しながら、ステージ２１０の面２１１に沿って相対的に移動する経路である。

吐出経路は、複数の部分経路から構成される。各部分経路は、直線状の経路とすることができる。吐出制御データは、各部分経路に対して個別に対応付けられる。本実施形態において、吐出制御データによって表される吐出量は、その部分経路において単位時間あたりに吐出される造形材料の量である。なお、各部分経路に対して、その部分経路全体において吐出される造形材料の総量が、吐出制御データとして対応付けられてもよい。

図４は、三次元造形装置１００において三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図である。三次元造形装置１００では、上述したように、造形材料生成部３０において、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２に供給された固体状態の原材料ＭＲが溶融されて造形材料ＭＭが生成される。制御部１０１は、ステージ２１０の面２１１とノズル６１との距離を保持したまま、ステージ２１０の面２１１に沿った方向に、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル６１から造形材料ＭＭを吐出させる。ノズル６１から吐出された造形材料ＭＭは、ノズル６１の移動方向に連続して堆積されていく。こうしたノズル６１による走査によって、ノズル６１の走査経路に沿って線状に延びる造形部位である線状部位ＬＰが造形される。

制御部１０１は、上記のノズル６１による走査を繰り返して層ＭＬを形成する。制御部１０１は、１つの層ＭＬを形成した後、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を、Ｚ軸方向に移動させる。そして、これまでに形成された層ＭＬの上に、さらに層ＭＬを積み重ねて積層することによって三次元造形物を造形していく。

制御部１０１は、例えば、一層分の層ＭＬを完了した場合のノズル６１のＺ軸方向への移動や、各層で独立する複数の造形エリアがある場合には、ノズル６１からの造形材料ＭＭの吐出を一時的に中断させることがある。この場合、開閉機構７０の弁体７３によって流路６５を閉塞させて、吐出口６２からの造形材料ＭＭの吐出を停止させる。制御部１０１は、ノズル６１の位置を変更した後、開閉機構７０の弁体７３によって流路６５を開くことによって、変更後のノズル６１の位置から造形材料ＭＭの堆積を再開させる。三次元造形装置１００によれば、開閉機構７０によって、ノズル６１による造形材料ＭＭの堆積位置を簡易に制御することができる。

＜三次元造形方法＞
次に、上記三次元造形装置１００を用いて実行可能な三次元造形方法について説明する。ここで、図５は、上記三次元造形装置１００を用いて実行可能な三次元造形方法のフローチャートである。また、図６は、図５の三次元造形方法の造形データ生成方法の一例としてのフローチャートである。また、図７は、三次元造形物Ｏの１つの層ＭＬの平面形状の例を示す図である。また、図８は、図７の領域Ａの一部拡大図であって、Δｙ＜Δｘとなり補正処理が適正に行われた場合の概念図である。また、図９は、図５の三次元造形方法の造形データ生成方法の補正処理の一例としてのフローチャートである。また、図１０は、図５の三次元造形方法における吐出量とモーター３２の回転数との関係を表すグラフである。そして図１１は、図７の領域Ａの一部拡大図に対応し、従来の三次元造形装置を用いて三次元造形方法を実行した際に、Δｙ≧Δｘとなり補正処理が適正に行われなかった場合の一例を示す図である。

図５に示すように、ステップＳ１１０において、制御部１０１は、形状データを取得する。制御部１０１は、例えば、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターや、ＵＳＢメモリー等の記録媒体から、三次元ＣＡＤソフトや三次元ＣＧソフトを用いて作成された三次元造形物Ｏの形状を表す形状データを読み込む。

次に、ステップＳ１２０において、制御部１０１は、造形データを生成する。本実施例における造形データ生成方法の詳細については後述するが、本ステップＳ１２０において、制御部１０１は形状データ上の三次元造形物Ｏを所定の厚みの層ＭＬに分割して造形データを生成する。

次に、ステップＳ１３０において、制御部１０１は、吐出部６０及び移動機構２３０を制御することによって、ステージ２１０上に造形材料ＭＭの層ＭＬを形成する。具体的には、移動機構２３０が吐出部６０を移動させる期間において、フラットスクリュー４０の回転数を制御してノズル６１から吐出される造形材料ＭＭの量を調整するために、制御部１０１はフラットスクリュー４０の回転数を変更する。造形材料ＭＭは、ノズル６１からステージ２１０の造形領域に向かって吐出され、造形材料ＭＭの層ＭＬが形成される。なお、造形領域とは、ステージ２１０上のうち、三次元造形物Ｏが造形される領域のことを指す。

次に、ステップＳ１４０において、制御部１０１は、重量測定部８１または線幅測定部８２を制御して、ステップＳ１３０において造形領域に吐出された造形材料ＭＭの重量または線幅を測定する。本実施例においては、制御部１０１は、１つの造形パス分を造形しつつ、重量測定部８１または線幅測定部８２によって、重量または線幅を測定する。ただし、重量及び線幅の両方を測定してもよい。なお、造形パスとは、吐出部６０が連続的に造形材料ＭＭを吐出しながら移動する経路である。

次に、ステップＳ１５０において、制御部１０１は、造形材料ＭＭの重量または線幅が適正であるか否か判断する。具体的には、制御部１０１は、重量測定部８１によって測定された重量または線幅測定部８２によって測定された線幅に基づいて、吐出部６０から適正な吐出量で造形材料ＭＭが吐出されているか否かを判断する。吐出部６０から適正な吐出量で造形材料ＭＭが吐出されているか否かの判断方法に特に限定はないが、例えば、重量測定部８１で測定された重量や線幅測定部８２で測定された線幅と、ステップＳ１１０で取得する形状データから計算される重量や線幅と、を比較するなどすることができる。本ステップＳ１５０において造形材料ＭＭの吐出量が適正でないと判断された場合はステップＳ１６０に進み、本ステップＳ１５０において造形材料ＭＭの吐出量が適正であると判断された場合はステップＳ１９０に進む。

ステップＳ１６０においては、造形材料ＭＭの吐出量が適正でないと判断された非適正吐出量領域としての領域Ａ１における適切な吐出量に対する差分であるΔｘと、領域Ａ１で発生した適正な吐出量からのずれを埋め合わせる領域Ａ２（領域Ａ１との隣接領域）における適切な吐出量に対する差分Δｙと、を求める。Δｙは、隣接領域における補正吐出量を目標吐出量とした場合の実際の吐出量と補正吐出量との差分であると表現することができる。なお、隣接領域には、例えば領域Ａ１に対する領域Ａ３のように、１パスまたは数パス分の造形パスを介して非適正吐出量領域に対して並ぶ領域を含んで解釈することができる。また、ステップＳ１６０においては、領域Ａ１における吐出量の目標値Ｑ１と吐出量の実績値Ｑ１´との差分であるΔｘを算出する。そして、領域Ａ１と隣接する領域Ａ２における吐出量の目標値を変更する。ここで、吐出量の目標値Ｑ２は、領域Ａ１における吐出量の目標値Ｑ１から差分Δｘを差し引いた吐出量とする。

次に、吐出量の目標値Ｑ２に変動幅Δｙを加算した吐出量Ｑ２＋Δｙが、領域Ａ１における吐出量の目標値Ｑ１に比べて小さいか否かを判定する。変動幅Δｙは、吐出量のばらつきを指す。別の表現をすると、フラットスクリュー４０の回転数を一定に保って造形材料ＭＭを吐出させていた時、吐出量の目標値と吐出量の実績値との標準偏差が、変動幅Δｙである。例えば、図１０で表されるように、吐出量Ｑ１で造形材料ＭＭを吐出させ続けようとモーター３２を回転数Ｒ１で駆動し続けていた場合でも、吐出量Ｑ１ｍａｘから吐出量Ｑ１ｍｉｎの変動幅で吐出量はばらつく。

そして、本ステップＳ１６０において、領域Ａ２における吐出量の目標値の最大値Ｑ２＋Δｙと領域Ａ１における吐出量の目標値Ｑ１とを比較し、Ｑ２＋Δｙ＜Ｑ１となるか否かを制御部１０１は判断する。Ｑ２＋Δｙ＜Ｑ１は、図５のΔｙ＜Δｘと同義である。本ステップＳ１６０においてΔｙ≧Δｘと判断された場合はステップＳ１７０に進み補正処理を行い、本ステップＳ１６０においてΔｙ＜Δｘと判断された場合は補正処理を行うことなくステップＳ１８０に進む。

領域Ａ２における吐出量の目標値がΔｙ＜Δｘを満たす場合、図７の領域Ａ２で表されるように、補正処理を行うことで、領域Ａ１と領域Ａ２とが隣接する方向であるＹ軸方向において吐出量が適正となる。これは、例えば、図８で表されるように、領域Ａ２におけるＹ軸方向の線幅を細くすることで、領域Ａ１におけるＹ軸方向の線幅の増分Ｌ１を低減できる。

図８では、領域Ａ１において吐出量の実績値が吐出量の目標値に比べてΔｘ増加し、Ｙ軸方向における線幅が長さＬ１太くなった三次元造形物の１つの層の平面形状の例を示している。制御部１０１は、ステップ１７０の補正処理を行うことで領域Ａ１と隣接する領域Ａ２において吐出量を変更する。領域Ａ２におけるＹ軸方向の線幅の増分Ｌ２は、線幅の増分Ｌ１に比べて小さくなる。さらに補正処理を行うことで領域Ａ２と隣接する領域Ａ３において吐出量の補正が行われ、領域Ａ３におけるＹ軸方向の線幅のずれが解消した様子が表されている。ここで、線幅の増分Ｌ１はΔｘに対応する長さであり、線幅の増分Ｌ２はＱ２＋ΔｙからＱ１＋Δｘを差し引いた長さと表現できる。図８で表される状態においては、領域Ａ１のＹ軸方向の長さはＳＳ２＋Ｌ１であり領域Ａ２のＹ軸方向の長さはＳＳ２＋Ｌ２－Ｌ１である。この時、Δｙ＜ΔｘとなっているのでΔｘ－Δｙは正の値となり、長さＬ１に対してΔｘ－Δｙに対応する長さ分だけ差し引いた長さである長さＬ２は、長さＬ１未満になる。このため、このような場合は、ステップＳ１７０の補正処理を行うことなくステップＳ１８０に進む。

一方、図１１及び図１２で表されるように、Δｙ≧Δｘとなる場合は、領域Ａ２における吐出量の目標値をＱ１からＱ２に変更したとしても領域Ａ１で生じた差分を領域Ａ２で埋めることができない場合が発生する。その結果、領域Ａ２におけるＹ軸方向の線幅の増分が、領域Ａ１におけるＹ軸方向の線幅の増分に比べて太くなる。図１１では、領域Ａ１において吐出量の実績値が吐出量の目標値に比べてΔｘ増加し、Ｙ軸方向における線幅が長さＬ１太くなった三次元造形物の１つの層の平面形状の例を示している。図１１では、領域Ａ２におけるＹ軸方向の線幅の増分Ｌ３は領域Ａ１における線幅の増分Ｌ１よりも長い様子が表されている。領域Ａ１のＹ軸方向の長さはＳＳ２＋Ｌ１であり領域Ａ２のＹ軸方向の長さはＳＳ２＋Ｌ３－Ｌ１である。この時、Δｙ≧ΔｘとなっているのでΔｘ－Δｙは０または負の値となり、長さＬ１に対してΔｘ－Δｙに対応する長さ分だけ差し引いた長さである長さＬ２は、長さＬ１以上になる。ステップＳ１７０の補正処理については、後に詳述する。

ステップＳ１８０においては、制御部１０１は、ステップＳ１６０又はステップＳ１７０で決定された領域Ａ２における吐出量の目標値に基づいてフラットスクリュー４０の回転数などを調整することで吐出量を調整する。その後、制御部１０１の制御によりは、ステップＳ１３０に戻り、造形材料ＭＭの積層を実行する。

ステップＳ１５０において、造形材料ＭＭの重量が適正であると判断された場合、ステップＳ１９０にて、制御部７００は、三次元造形物が完成したか否かを判断する。制御部１０１は、三次元造形物Ｏが完成したと判断した場合、本実施例の三次元造形方法を終了する。制御部１０１により三次元造形物Ｏが完成していないと判断された場合、ステップＳ１３０に戻り、造形材料ＭＭの積層を継続する。制御部１０１は、三次元造形物Ｏが完成するまで上記のステップＳ１３０からステップＳ１９０までの処理を繰り返すことによって、三次元造形物Ｏを完成させる。

＜造形データ生成方法＞
次に、上記三次元造形方法のステップＳ１２０における造形データ生成方法について、図６を参照して説明する。図６に示すように、ステップＳ２１０において、データ生成部１０２は、外部から入力された三次元造形物Ｏの造形データである３次元ＣＡＤデータを解析し、三次元造形物Ｏを、ＸＹ平面に沿って複数の層ＭＬにスライスした層データを生成する。層データは、そのＸＹ平面における三次元造形物Ｏの外殻領域ＰＰ１及び内部領域ＰＰ２を表すデータである。また、場合によっては支持層形成用材料で形成される領域のデータを含む場合もある。図７には、層データによって矩形状の外殻領域ＰＰ１及び内部領域ＰＰ２が表されている例を太線によって示している。

次に、ステップＳ２２０において、制御部１０１によって第１領域を特定する。本実施例においては、第１領域として内部領域ＰＰ２を特定する。内部領域ＰＰ２を外殻領域ＰＰ１よりも目標吐出量を多く設定するためである。内部領域ＰＰ２において造形材料ＭＭの吐出量が目標吐出量よりも少なくなった場合、内部領域ＰＰ２に空隙ができる場合がある。内部領域ＰＰ２に空隙ができると、三次元造形物Ｏの強度が低下する虞などがある。このため、本実施例においては、内部領域ＰＰ２を外殻領域ＰＰ１よりも目標吐出量を多く設定し、内部領域ＰＰ２に空隙ができることを抑制する。

なお、本実施例において使用する三次元造形装置１００は、モーター３２すなわちフラットスクリュー４０を同じ回転数で回転し続けていた場合でも、図１０で表されるように、目標吐出量に対して、実際の吐出量が一定の変動幅で変動する場合がある。本実施例において使用する三次元造形装置１００の目標吐出量に対する変動幅は、概ねプラスマイナス５ｇ／ｍｉｎとなっている。このため、所望の目標吐出量で内部領域ＰＰ２に造形材料ＭＭを吐出し続けた場合でも、部分的に所望の吐出量とならない領域が生じうる。そこで、本実施例では、内部領域ＰＰ２を第１領域として特定し、該第１領域をその他の領域である外殻領域ＰＰ１よりも目標吐出量で５ｇ／ｍｉｎ多くなるようにする。別の表現をすると、図７で表される外殻領域ＰＰ１の線幅ＳＳ１よりも内部領域ＰＰ２の線幅ＳＳ２のほうが太くなるように内部領域ＰＰ２の目標吐出量を設定する。なお、本実施例では内部領域ＰＰ２のすべての領域において外殻領域ＰＰ１の線幅ＳＳ１よりも内部領域ＰＰ２の線幅ＳＳ２のほうが太くなるように内部領域ＰＰ２の目標吐出量を設定する。しかしながら、内部領域ＰＰ２の一部の領域においてのみ外殻領域ＰＰ１の線幅ＳＳ１よりも内部領域ＰＰ２の線幅ＳＳ２のほうが太くなるように内部領域ＰＰ２の目標吐出量を設定してもよい。

次に、ステップＳ２３０において、データ生成部１０２は、第１データを生成する。本実施例において第１データとは、層データが表す内部領域ＰＰ２を形成するためのデータである。内部領域ＰＰ２は、三次元造形物Ｏの外観よりも、三次元造形物Ｏの強度に与える影響が大きい領域である。

次に、ステップＳ２４０において、データ生成部１０２は、第２データを生成する。本実施例において第２データとは、層データが表す外殻領域ＰＰ１を形成するためのデータである。外殻領域ＰＰ１は、三次元造形物Ｏの外観に影響を与える領域であり、最外郭の領域に加えて最外郭の領域と接する領域も含めることができる。別の表現をすると、第２データは、三次元造形物Ｏの最外周を造形するための吐出経路だけではなく、最外周の内側１周分を含む吐出経路を含んでもよい。外殻領域ＰＰ１を形成するための吐出経路の周回数は、任意に設定可能であってもよい。

図７では、始点Ｓ１から終点Ｅ１までの外殻領域ＰＰ１に関する吐出経路と、始点Ｓ２から終点Ｅ２までの内部領域ＰＰ２に関する吐出経路と、が表されている。それぞれの吐出経路において、目標吐出量に対応する吐出制御データが対応付けられる。図７では、外殻領域ＰＰ１の吐出経路と内部領域ＰＰ２の吐出経路とは、連続した経路となっているが、これらは別々の経路として構成されてもよい。つまり、外殻領域ＰＰ１の終点Ｅ１と、内部領域ＰＰ２の始点Ｓ２とは異なる位置であってもよい。

そして、ステップＳ２５０において、データ生成部１０２は、以上の処理をすべての層データについて完了したか否か判断する。全ての層データについて終了していなければ、データ生成部１０２は、次の層データについて、ステップＳ２２０からステップＳ２４０までの処理を繰り返す。全ての層データについて造形データの生成を完了した場合、データ生成部１０２は、当該造形データ生成処理を終了する。

＜補正処理＞
次に、上記三次元造形方法のステップＳ１７０における補正処理について、図９を参照して説明する。なお、三次元造形方法のステップＳ１５０では、吐出量の測定部である重量測定部８１または線幅測定部８２によって測定された重量または線幅に基づいて、非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域を特定する。図７では、領域Ａ１が非適正吐出量領域に該当する。

図９に示すように、ステップＳ３１０において、予め定められた目標吐出量と吐出制御データとの対応関係から、非適正吐出量領域である領域Ａ１と隣接する隣接領域である領域Ａ２に吐出する所望の吐出量を補正値として算出する。なお、図７は領域Ａ１において所望の吐出量よりも多くなりすぎることで領域Ａ１が非適正吐出量領域に該当する例であるため、このような場合は領域Ａ２に吐出する吐出量を少なくするように補正値を算出する。しかしながら、領域Ａ１において所望の吐出量よりも少なくなりすぎることで領域Ａ１が非適正吐出量領域に該当する場合は、領域Ａ２に吐出する吐出量を多くするように補正値を算出する。例えば、吐出量の目標値Ｑ２は、吐出量の目標値の最大値Ｑ２＋Δｙが領域Ａ１に吐出する吐出量の目標値Ｑ１と等しくなる吐出量とする。ステップＳ１６０においては、吐出量の目標値Ｑ２は、領域Ａ１における吐出量の目標値Ｑ１から差分Δｘを差し引いた吐出量とした。対してステップＳ３１０では、吐出量の目標値Ｑ２はばらつきによって領域Ａ２に吐出する吐出量の目標値Ｑ１を超えることはない。

次に、ステップＳ３２０において、ステップＳ３１０で算出した補正値から、設定吐出量を算出する。具体的には、設定吐出量の材料が吐出されるように、例えば、所望の設定吐出量となるモーター３２の回転数を算出する。ただし、設定吐出量は、モーター３２の回転数のほか、弁体７３の回転角度や、ヒーター５８の設定温度などを所望の値に設定することとすることも可能である。

ここで、一旦まとめると、本実施例の三次元造形装置１００は、材料を吐出する吐出部６０と、吐出部６０から吐出された材料の吐出量を測定する測定部としての重量測定部８１及び線幅測定部８２と、吐出部６０と測定部とを制御して材料の層ＭＬを積層して三次元造形物Ｏを造形する制御部１０１と、を備えている。ここで、本実施例の三次元造形装置１００を用いて上記三次元造形方法を実行した場合、制御部１０１は、ステップＳ１５０において、測定部の測定結果に基づいて、吐出部６０から予め定められた目標吐出量で材料が吐出されているか否かを判断する。そして、制御部１０１は、ステップＳ１５０において、目標吐出量で材料が吐出されていないと判断した場合、目標吐出量で材料が吐出されておらず非適正吐出量で吐出されたと判断された例えば図７の領域Ａ１のような非適正吐出量領域を特定する。そして、制御部１０１は、ステップＳ１６０からステップＳ１８０において、非適正吐出量領域と隣接する例えば図７の領域Ａ２のような隣接領域に吐出する吐出量が目標吐出量と非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、隣接領域に吐出する補正吐出量が差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り、隣接領域に補正吐出量で吐出するよう吐出部６０を制御する。

上記のように、本実施例の三次元造形装置１００を用いて上記三次元造形方法を実行することで、目標吐出量で材料が吐出されていないと判断した場合、目標吐出量で材料が吐出されておらず非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域を特定し、非適正吐出量領域と隣接する隣接領域に吐出する吐出量が目標吐出量と非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、隣接領域に吐出する補正吐出量が差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り隣接領域に補正吐出量で吐出する。すなわち、ステップＳ１７０の補正処理を実行することで適切に補正される場合のみ該ステップＳ１７０の補正処理を実行し、該ステップＳ１７０の補正処理を実行することで適切に補正されない場合には該ステップＳ１７０の補正処理を実行しない。このため、補正処理において吐出量のばらつきが発生し、補正処理を実行することで三次元造形物Ｏの造形精度がさらに低下するということを抑制することができる。

また、ステップＳ１６０において、制御部１０１は、例えば図７の領域Ａ１のような非適正吐出量領域における目標吐出量と非適正吐出量との差分であるΔｘよりも、例えば図７の領域Ａ２のような隣接領域における補正吐出量を目標吐出量とした場合の実際の吐出量と補正吐出量との差分であるΔｙが小さい場合に、差分を埋める吐出量となっていると判断する。このため、非適正吐出量領域における所望の吐出量からのずれよりも、隣接領域における所望の吐出量からのずれが小さい場合に、適切に補正処理を行うことができる。

また、ステップＳ１５０において、制御部１０１は、吐出量が適切か否かの判断、すなわち、目標吐出量で材料が吐出されていないことの判断を、測定部の測定結果が閾値よりも大きいか否かで判断することができる。このように、本実施例の三次元造形装置１００においては、目標吐出量で材料が吐出されていないことを簡単な方法で判断することができる。

また、制御部１０１は、ステップＳ２１０で表されるように、１層分の層ＭＬに対応する層データを生成する。また、ステップＳ２２０で表されるように、層ＭＬのうちの第１領域を特定する。また、ステップＳ２３０で表されるように、第１領域に吐出する材料の目標吐出量と、目標吐出量に対する材料の吐出量の変動幅と、に基づいて、層データにおいて第１領域に吐出する材料の設定吐出量を変更する第１データを生成する。そして、ステップＳ１３０で表されるように、第１データに基づいて吐出部６０から材料を吐出させる。

本実施例の三次元造形装置１００においては、このような第１データを生成するという簡単な処理で、三次元造形物Ｏの造形処理の複雑化を抑制できる。また、１層分の層ＭＬを形成している間に第１データを生成することで、三次元造形物Ｏの造形処理が長時間化することを抑制できる。したがって、三次元造形物Ｏの造形処理を複雑化及び長時間化することなく、三次元造形物Ｏの造形精度が低下することを抑制することができる。

また、本実施例の三次元造形装置１００においては、測定部として、吐出部６０から吐出された材料の重量を測定する重量測定部８１を備える。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、重量を測定することで吐出部６０から吐出された材料の吐出量を測定することができる。

また、本実施例の三次元造形装置１００においては、測定部として、吐出部６０から吐出された材料の線幅を測定する線幅測定部８２を備える。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、線幅を測定することで吐出部６０から吐出された材料の吐出量を測定することができる。

ここで、上述した三次元造形装置１００において用いられる三次元造形物の材料について説明する。三次元造形装置１００では、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として三次元造形物を造形することができる。ここで、「主材料」とは、三次元造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、三次元造形物において５０重量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した造形材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。

主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、当該材料が可塑化することによって、造形材料が生成される。熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記の熱可塑性樹脂材料を用いることができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのエンジニアリングプラスチック。

熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック、その他に、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混入されていてもよい。熱可塑性を有する材料は、フラットスクリュー４０の回転とヒーター５８の加熱によって可塑化されて溶融した状態に転化される。熱可塑性を有する材料の溶融によって生成された造形材料は、ノズル６１から吐出された後、温度の低下によって硬化する。

熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でノズル６１から射出されることが望ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂を用いる場合、ノズル６１からの吐出時には約２００℃であることが望ましい。

三次元造形装置１００では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、以下の金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、材料ＭＲとして可塑化部に投入されることが望ましい。
＜金属材料の例＞
マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）やクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金。
＜前記合金の例＞
マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。

三次元造形装置１００においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックスや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックスなどが使用可能である。主材料として、上述したような金属材料やセラミック材料を用いる場合には、ステージ３００上に吐出された造形材料は焼結によって硬化されてもよい。

材料供給部２０に材料ＭＲとして投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上で例示したような熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、可塑化部において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。

材料供給部２０に材料ＭＲとして投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のような溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
＜溶剤の例＞
水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸ｉｓｏ－プロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｉｓｏ－ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル－ｎ－ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ－ピコリン、２，６－ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）；ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。

その他として、材料供給部２０に材料ＭＲとして投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のようなバインダーを添加することもできる。
＜バインダーの例＞
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂あるいはその他の合成樹脂又はＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）あるいはその他の熱可塑性樹脂。

本発明は、上述の実施例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構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述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。

２０…材料供給部、２２…連通路、３０…造形材料生成部、３１…スクリューケース、３２…モーター、４０…フラットスクリュー、４２…溝部、４３…凸状部、４４…材料流入口、４６…中央部、４７…上面、４８…下面、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…吐出部、６１…ノズル、６２…吐出口、６５…流路、７０…開閉機構、７２…駆動軸、７３…弁体、７４…バルブ駆動部、８１…重量測定部（測定部）、８２…線幅測定部（測定部）、１００…三次元造形装置、１０１…制御部、１０２…データ生成部、１１０…造形部、２１０…ステージ、２１１…面、２３０…移動機構、Ａ…領域、Ａ１…領域（非適正吐出量領域）、Ａ２…領域（隣接領域）、Ａ３…領域、Ｅ１…終点、Ｅ２…終点、ＬＰ…線状部位、Ｍ…モーター、ＭＬ…層、ＭＭ…造形材料、ＭＲ…原材料、Ｏ…三次元造形物、ＰＰ１…外殻領域、ＰＰ２…内部領域、Ｑ１…吐出量、Ｑ２…吐出量、Ｑ３…吐出量、Ｒ１…回転数、ＲＸ…回転軸、Ｓ１…始点、Ｓ２…始点、ＳＳ１…線幅、ＳＳ２…線幅

Claims (6)

1. 材料を吐出する吐出部と、前記吐出部から吐出された材料の吐出量を測定する測定部と、前記吐出部と前記測定部とを制御して前記材料の層を積層して三次元造形物を造形する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記測定部の測定結果に基づいて、前記吐出部から予め定められた目標吐出量で前記材料が吐出されているか否かを判断し、
   前記目標吐出量で前記材料が吐出されていないと判断した場合、前記目標吐出量で前記材料が吐出されておらず非適正吐出量で吐出されたと判断された非適正吐出量領域を特定し、
   前記非適正吐出量領域と隣接する隣接領域に吐出する吐出量が前記目標吐出量と前記非適正吐出量との差分を埋める吐出量となるように補正吐出量を設定し、
   前記隣接領域に吐出する前記補正吐出量が前記差分を埋める吐出量となっているか否かを判断し、前記差分を埋める吐出量となっていると判断した場合に限り、前記隣接領域に前記補正吐出量で吐出するよう前記吐出部を制御することを特徴と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において、
   前記制御部は、前記非適正吐出量領域における前記目標吐出量と前記非適正吐出量との差分よりも、前記隣接領域における前記補正吐出量を前記目標吐出量とした場合の実際の吐出量と前記補正吐出量との差分が小さい場合に、前記差分を埋める吐出量となっていると判断することを特徴と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において、
   前記制御部は、前記目標吐出量で前記材料が吐出されていないことの判断を、前記測定部の測定結果が閾値よりも大きいか否かで判断することを特徴とする三次元造形装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
   前記制御部は、
   １層分の前記層に対応する層データを生成し、
   前記層のうちの第１領域を特定し、
   前記第１領域に吐出する前記材料の前記目標吐出量と、前記目標吐出量に対する前記材料の吐出量の変動幅と、に基づいて、前記層データにおいて前記第１領域に吐出する前記材料の設定吐出量を変更する第１データを生成し、
   前記第１データに基づいて前記吐出部から前記材料を吐出させることを特徴とする三次元造形装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
   前記測定部は、前記吐出部から吐出された前記材料の重量を測定する重量測定部であることを特徴とする三次元造形装置。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
   前記測定部は、前記吐出部から吐出された前記材料の線幅を測定する線幅測定部であることを特徴とする三次元造形装置。

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