JP2023162885A - Method for manufacturing three-dimensional modeling objects and three-dimensional modeling equipment - Google Patents

Method for manufacturing three-dimensional modeling objects and three-dimensional modeling equipment Download PDF

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康志 久米井
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Abstract

To obtain a method for manufacturing three-dimensional modeling object that is capable of properly laying down the modeling powder used for modeling three-dimensional modeling object.SOLUTION: The method of manufacturing three-dimensional modeling objects includes a squeezing process in which the squeegee 33 moves in a predetermined traveling direction in the in-plane direction of the base plate above the base plate to spread the molding powder supplied on the base plate. The squeegee 33 has a squeegee body 33a linearly provided along a direction orthogonal to the traveling direction in the in-plane direction of the base plate, and a bendable portion 33b extending from an end of the squeegee body 33a in the in-plane direction of the base plate and bendable to a downstream side in the traveling direction. The squeegee 33 lays down the molding powder supplied on the base plate in U-shape with the tip of the bent portion 33b bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、粉末材料を選択的に溶融凝固させる処理を繰り返すことによって三次元の造形物を製造する三次元造形物の製造方法および三次元造形装置に関する。 The present disclosure relates to a method and a three-dimensional modeling apparatus for manufacturing a three-dimensional object by repeating a process of selectively melting and solidifying a powder material.

従来、電子ビームを照射することにより溶融固化させることができる金属粉末材料を電子ビームの照射によって選択的に固化させる工程を繰り返すことにより三次元造形物を製造する三次元造形装置が用いられている。 Conventionally, three-dimensional modeling devices have been used to manufacture three-dimensional objects by repeating the process of selectively solidifying metal powder materials that can be melted and solidified by electron beam irradiation. .

三次元造形装置では、ホッパから一定量の造形用粉末を排出し、造形用粉末を敷設するためのスキージと呼ばれるプレートを造形ボックス上で移動させる動作であるスキージングを行うことで、ベースプレート上への造形用粉末の供給、敷設および平坦化が行われている。そして、造形粉末を均一に且つ充填密度が高い状態で敷設することが、造形品の内部欠陥の減少につながり、品質に影響を与える。一般的に、三次元造形装置で用いられているスキージは、可撓性がある材料または金属材料を用いて直線的な形状に形成されている。 In a three-dimensional printing device, a certain amount of modeling powder is discharged from a hopper, and a plate called a squeegee for laying the modeling powder is moved onto the base plate by squeezing, an operation that moves the modeling powder over the modeling box. Feeding, laying and flattening of modeling powder is carried out. Furthermore, uniformly distributing the modeling powder with a high packing density leads to a reduction in internal defects in the modeled product, which affects the quality. Generally, a squeegee used in a three-dimensional modeling apparatus is formed into a linear shape using a flexible material or a metal material.

特許文献1には、造形用粉末の敷設を行うためのスキージとして、スキージが移動する移動方向の少なくとも一方に、スキージの底面からスキージの移動方向に延設された突起部を有し、長手方向において直線的な形状を有するスキージが記載されている。 Patent Document 1 discloses that a squeegee for laying modeling powder has a protrusion extending from the bottom surface of the squeegee in at least one of the directions in which the squeegee moves in the direction of movement of the squeegee, and has a protrusion extending in the longitudinal direction. A squeegee having a linear shape is described in .

国際公開第2019/187108号International Publication No. 2019/187108

しかしながら、上記特許文献1に記載の長手方向において直線的な形状を有するスキージを用いてスキージングを行う場合には、ベースプレート上においてスキージの長手方向の中央部からスキージの長手方向の端部領域側に造形用粉末が移動し、さらにスキージの長手方向においてスキージの範囲外に造形用粉末が移動してしまう。このため、ベースプレート上の端部側の造形用粉末の充填が適切に行われない。すなわち、上記特許文献1に記載のスキージを用いたスキージングでは、造形用粉末の敷設が適切に行われない、という問題があった。また、造形用粉末がベースプレート上の端部領域からさらに外側に移動するため、必要な造形用粉末の量に対してより多くの造形用粉末を投入する必要があり、造形用粉末の使用効率および作業効率が悪い、という問題があった。 However, when performing squeezing using a squeegee having a linear shape in the longitudinal direction described in Patent Document 1, from the longitudinal center of the squeegee to the longitudinal end region of the squeegee on the base plate. The modeling powder moves to the outside of the squeegee in the longitudinal direction of the squeegee. For this reason, the modeling powder is not properly filled on the end portion side of the base plate. That is, in the squeezing using the squeegee described in Patent Document 1, there was a problem in that the modeling powder was not properly laid down. Additionally, since the modeling powder moves further outward from the end area on the base plate, it is necessary to input more modeling powder relative to the amount of modeling powder required, which reduces the usage efficiency of the modeling powder. There was a problem with poor work efficiency.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、三次元造形物の造形に用いられる造形用粉末を適切に敷設することが可能な三次元造形物の製造方法を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a method for manufacturing a three-dimensional structure, in which a modeling powder used for modeling a three-dimensional structure can be appropriately spread. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる三次元造形物の製造方法は、三次元造形物が造形される造形ボックスと、造形ボックスの内部に設けられて造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、昇降ステージの上方に設けられて三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、ベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均すスキージと、を備え、ベースプレートにおける電子ビームの照射領域に供給された造形用粉末を電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置における三次元造形物の製造方法である。三次元造形物の製造方法は、ベースプレートの上方においてスキージがベースプレートの面内方向における予め決められた進行方向に移動することにより、ベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均すスキージング工程を含む。スキージは、ベースプレートの面内方向において進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、ベースプレートの面内方向においてスキージ本体部の端部から延在して進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、を備える。スキージは、ベースプレートの面内方向において屈曲部の先端部が進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態でベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均す。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objective, a method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present disclosure includes a modeling box in which the three-dimensional structure is created, and a structure provided inside the modeling box to accommodate the manufacturing box. An elevating stage movable in the height direction, a base plate provided above the elevating stage and supplied with modeling powder for modeling a three-dimensional object, and a squeegee that spreads the modeling powder supplied onto the base plate. 3D printing in a 3D printing apparatus that is equipped with the following and that forms a 3D object by repeating a process of selectively solidifying modeling powder supplied to an electron beam irradiation area on a base plate by electron beam irradiation. It is a method of manufacturing something. The method for manufacturing a three-dimensional model includes a squeegeeing process in which a squeegee is moved above the base plate in a predetermined advancing direction in the plane of the base plate to evenly spread the modeling powder supplied on the base plate. include. The squeegee includes a squeegee main body that is provided in a straight line along a direction perpendicular to the traveling direction in the in-plane direction of the base plate, and a squeegee body that extends from the end of the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate and extends downstream in the traveling direction. A bending part provided so as to be bendable on the side. The squeegee spreads the modeling powder supplied onto the base plate in a U-shape in which the tip of the bent portion is bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate.

本開示にかかる三次元造形物の製造方法によれば、三次元造形物の造形に用いられる造形用粉末を適切に敷設することが可能である、という効果を奏する。 According to the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present disclosure, it is possible to appropriately spread the modeling powder used for modeling the three-dimensional structure.

実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法が行われる三次元造形装置の構成の一例を示す模式図A schematic diagram showing an example of the configuration of a three-dimensional printing apparatus in which the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 1 is performed. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージによるスキージング処理の制御に関わる機能構成を示す図A diagram showing a functional configuration related to control of squeegee processing using a squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 実施の形態1にかかる三次元造形装置が備えるスキージを示す第1の上面図A first top view showing a squeegee included in the three-dimensional printing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる三次元造形装置が備えるスキージを示す第2の上面図A second top view showing a squeegee included in the three-dimensional printing apparatus according to the first embodiment 実施の形態1にかかる三次元造形装置が備えるスキージにおける第1傾斜角と第2傾斜角との関係を説明する上面図A top view illustrating the relationship between the first inclination angle and the second inclination angle of the squeegee included in the three-dimensional modeling apparatus according to the first embodiment. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージのスキージ本体部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the tip shape of the squeegee main body of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージのスキージ本体部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the tip shape of the squeegee main body of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージのスキージ本体部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the tip shape of the squeegee main body of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージのスキージ本体部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the tip shape of the squeegee main body of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージの屈曲部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the shape of the tip of the bent part of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージの屈曲部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the shape of the tip of the bent part of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージの屈曲部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the shape of the tip of the bent part of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 図1に示す三次元造形装置におけるスキージの屈曲部の先端形状の例を示す縦断面図A vertical cross-sectional view showing an example of the shape of the tip of the bent part of the squeegee in the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第1の模式平面図A first schematic plan view showing a procedure for spreading modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 1. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第1の模式断面図A first schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第2の模式平面図A second schematic plan view showing a procedure for spreading modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 1. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第2の模式断面図A second schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder on the base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第3の模式平面図A third schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder on the base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第3の模式断面図A third schematic cross-sectional view showing a procedure for spreading modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 1. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第4の模式平面図A fourth schematic plan view showing a procedure for spreading modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 1. 実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第4の模式断面図A fourth schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder on the base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる三次元造形装置の動作の手順を示すフローチャートFlowchart showing the operation procedure of the three-dimensional printing apparatus according to the first embodiment 実施の形態1にかかる三次元造形装置における屈曲部の第1傾斜角の初期値の設定方法の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure for setting the initial value of the first inclination angle of the bending part in the three-dimensional printing apparatus according to the first embodiment 実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法が行われる三次元造形装置の構成の一例を示す模式図A schematic diagram showing an example of the configuration of a three-dimensional printing apparatus in which the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 2 is performed. 実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第1の模式平面図A first schematic plan view showing a procedure for spreading modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 2. 実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第1の模式断面図A first schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 2. 実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第2の模式平面図A second schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder on the base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment. 実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第2の模式断面図A second schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder on the base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment. 実施の形態2にかかる三次元造形装置の動作の手順を示すフローチャートFlowchart showing the operation procedure of the three-dimensional printing apparatus according to the second embodiment 実施の形態2にかかる三次元造形装置における加振条件の設定方法の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of a method of setting vibration conditions in the three-dimensional printing apparatus according to the second embodiment 実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法が行われる三次元造形装置の構成の一例を示す模式図A schematic diagram showing an example of the configuration of a three-dimensional printing apparatus in which the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 3 is performed. 実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第1の模式平面図A first schematic plan view showing a procedure for spreading modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 3. 実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第1の模式断面図A first schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 3. 実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第2の模式平面図A second schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 3. 実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末をベースプレート上において敷き均す手順を示す第2の模式断面図A second schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder on a base plate in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to Embodiment 3. 実施の形態1から実施の形態3にかかる三次元造形装置が有する制御部を実現するハードウェアの第1の構成例を示す図A diagram showing a first configuration example of hardware that implements a control unit included in the three-dimensional printing apparatus according to Embodiment 1 to Embodiment 3. 実施の形態1から実施の形態3にかかる三次元造形装置が有する制御部を実現するハードウェアの第2の構成例を示す図A diagram showing a second configuration example of hardware that implements a control unit included in the three-dimensional printing apparatus according to Embodiment 1 to Embodiment 3.

以下に、実施の形態にかかる三次元造形物の製造方法および三次元造形装置を図面に基づいて詳細に説明する。以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a three-dimensional structure and a three-dimensional structure apparatus according to an embodiment will be described below in detail based on the drawings. In the drawings shown below, for ease of understanding, the scale of each member may be different from the actual scale. The same applies between each drawing.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法が行われる三次元造形装置1Aの構成の一例を示す模式図である。図1は、三次元造形装置1Aを側面から見た状態を示している。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a three-dimensional printing apparatus 1A in which a method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment is performed. FIG. 1 shows a three-dimensional printing apparatus 1A viewed from the side.

三次元造形装置1Aは、後述する照射領域37に造形用粉末Aを供給した後に、造形用粉末Aを敷き均す。そして、三次元造形装置1Aは、造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射することにより造形用粉末Aを溶融させ、その後、溶融した造形用粉末Aを凝固させる。三次元造形装置1Aは、これらの動作を繰り返して行うことによって、溶融固化した造形用粉末Aが堆積された三次元物体である三次元造形物Oの造形を行う。すなわち、三次元造形装置1Aは、電子ビームBの照射領域37に供給された造形用粉末Aを電子ビームBの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物Oを製造する。 The three-dimensional modeling apparatus 1A supplies the modeling powder A to an irradiation area 37, which will be described later, and then spreads the modeling powder A evenly. Then, the three-dimensional modeling apparatus 1A melts the modeling powder A by irradiating the modeling powder A with an electron beam B, and then solidifies the melted modeling powder A. The three-dimensional modeling apparatus 1A repeatedly performs these operations to model a three-dimensional structure O, which is a three-dimensional object on which the melted and solidified modeling powder A is deposited. That is, the three-dimensional modeling apparatus 1A manufactures the three-dimensional model O by repeating the process of selectively solidifying the modeling powder A supplied to the electron beam B irradiation area 37 by irradiation with the electron beam B.

本実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aは、電子ビーム出射部2と、造形部3と、制御部4と、を備える。なお、以下の説明において、上下方向は、電子ビーム出射部2から電子ビームBが出射される方向に平行な方向であり、鉛直方向に対応する。また、左右方向は、電子ビーム出射部2から電子ビームBが出射される方向に垂直な方向であり、水平方向に対応する。また、左右方向は、後述するスキージ33の移動方向、すなわちスキージ33によるスキージングにおけるスキージ33の進行方向に対応している。図1におけるR方向は右方向を示している。図1におけるL方向は左方向を示している。 The three-dimensional modeling apparatus 1A according to the first embodiment includes an electron beam emitting section 2, a modeling section 3, and a control section 4. Note that in the following description, the vertical direction is a direction parallel to the direction in which the electron beam B is emitted from the electron beam emitting section 2, and corresponds to the vertical direction. Further, the left-right direction is a direction perpendicular to the direction in which the electron beam B is emitted from the electron beam emitting section 2, and corresponds to the horizontal direction. Further, the left-right direction corresponds to the moving direction of the squeegee 33, which will be described later, that is, the advancing direction of the squeegee 33 during squeezing by the squeegee 33. The R direction in FIG. 1 indicates the right direction. The L direction in FIG. 1 indicates the left direction.

電子ビーム出射部2は、電子ビームBを出射して、造形部3に配置された造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射する。電子ビーム出射部2から出射された電子ビームBは、照射領域37に敷き均された造形用粉末Aに照射される。電子ビームBが造形用粉末Aに照射されることにより、造形用粉末Aは溶融し、その後、凝固する。また、電子ビーム出射部2は、三次元造形物Oの造形を行う前に造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射し、造形用粉末Aの予備的な加熱を行う。造形用粉末Aの予備的な加熱は、例えば三次元造形物Oの造形時よりもエネルギーの低い電子ビームBが造形用粉末Aに対して照射される。 The electron beam emitting section 2 emits an electron beam B and irradiates the modeling powder A placed in the modeling section 3 with the electron beam B. The electron beam B emitted from the electron beam emitting section 2 is irradiated onto the modeling powder A spread evenly over the irradiation area 37 . By irradiating the modeling powder A with the electron beam B, the modeling powder A is melted and then solidified. Furthermore, before modeling the three-dimensional structure O, the electron beam emitting unit 2 irradiates the modeling powder A with an electron beam B to preliminarily heat the modeling powder A. In the preliminary heating of the modeling powder A, for example, the modeling powder A is irradiated with an electron beam B having a lower energy than that during the modeling of the three-dimensional object O.

電子ビーム出射部2は、電子銃部21と、収束コイル22と、偏向コイル23と、を備える。電子銃部21と収束コイル22と偏向コイル23とは、例えば、電子ビーム出射部2の筐体であって筒状を呈するコラム24の内部に設置される。 The electron beam emitting section 2 includes an electron gun section 21, a converging coil 22, and a deflection coil 23. The electron gun section 21, the converging coil 22, and the deflection coil 23 are installed, for example, inside a column 24 that is a housing of the electron beam emission section 2 and has a cylindrical shape.

電子銃部21は、制御部4と電気的に接続されている。電子銃部21は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて作動する。電子銃部21は、電子ビームBを出射する。電子銃部21は、例えば、電子銃部21の下方に向けて電子ビームBを出射する。本実施の形態1では、電子銃部21は、電子銃部21の下方に向けて鉛直方向下向きに電子ビームBを出射するものとする。 The electron gun section 21 is electrically connected to the control section 4. The electron gun section 21 receives a control signal transmitted from the control section 4 and operates based on the received control signal. The electron gun section 21 emits an electron beam B. The electron gun section 21 emits an electron beam B toward the bottom of the electron gun section 21, for example. In the first embodiment, the electron gun section 21 emits the electron beam B vertically downward toward the bottom of the electron gun section 21 .

収束コイル22は、制御部4と電気的に接続されている。収束コイル22は、電子ビームBを収束させる。偏向コイル23は、制御部4と電気的に接続されている。偏向コイル23は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて作動する。偏向コイル23は、制御信号に基づいて電子ビームBの照射位置を調整する。偏向コイル23は、電子ビームBの電磁的なビーム偏向を行う。したがって、偏向コイル23は、機械的なビーム偏向と比べて、電子ビームBの照射時における走査速度を高速なものとすることができる。 The converging coil 22 is electrically connected to the control section 4. The converging coil 22 converges the electron beam B. Deflection coil 23 is electrically connected to control section 4 . The deflection coil 23 receives a control signal transmitted from the control unit 4 and operates based on the received control signal. The deflection coil 23 adjusts the irradiation position of the electron beam B based on the control signal. The deflection coil 23 performs electromagnetic beam deflection of the electron beam B. Therefore, the deflection coil 23 can increase the scanning speed during irradiation of the electron beam B compared to mechanical beam deflection.

制御部4は、三次元造形装置1Aの装置全体の制御を行う電子制御ユニットである。制御部4は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を含むコンピュータにより実現される。すなわち、制御部4は、記憶部を備えている。制御部4は、後述する昇降ステージ35を昇降させる制御である昇降ステージ35の昇降制御、後述するシャッター40を開閉させる制御であるシャッター40の開閉制御、後述するスキージ33を作動させる制御であるスキージ33の作動制御、スキージ33の後述する屈曲部33bの角度を変化させる動作の制御であるスキージ33の屈曲部33bの角度制御、電子ビームBの出射の制御である電子ビームBの出射制御、および偏向コイル23を作動させる制御である偏向コイル23の作動制御を実行する。 The control section 4 is an electronic control unit that controls the entire three-dimensional modeling apparatus 1A. The control unit 4 is realized by a computer including, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). That is, the control section 4 includes a storage section. The control unit 4 controls the raising and lowering of the lifting stage 35, which is a control to raise and lower the lifting stage 35, which will be described later, the opening/closing control of the shutter 40, which is a control to open and close a shutter 40, which will be described later, and the squeegee control, which is a control to operate a squeegee 33, which will be described later. 33, angle control of the bent portion 33b of the squeegee 33, which is control of the operation of changing the angle of the bent portion 33b, which will be described later, of the squeegee 33, emission control of the electron beam B, which is control of emission of the electron beam B, and Operation control of the deflection coil 23, which is control for operating the deflection coil 23, is executed.

制御部4は、昇降ステージ35の昇降制御として、後述する昇降機32に制御信号を送信することにより、昇降機32を作動させる。昇降機32の作動によって、昇降ステージ35の上下位置が調整される。 The control unit 4 operates the elevator 32 by transmitting a control signal to the elevator 32, which will be described later, to control the elevation of the elevator stage 35. By operating the elevator 32, the vertical position of the elevator stage 35 is adjusted.

制御部4は、シャッター40の開閉制御として、後述するベースプレート31上へ所望の粉末供給量の造形用粉末Aが供給されるように、シャッター40に対して制御信号を送信して、シャッター40の開閉を作動させる。シャッター40の開閉によって、後述するホッパ34から造形用粉末Aの流出および流出の停止が制御され、所望の粉末供給量の造形用粉末Aが、照射領域37および照射領域37の周辺を含むベースプレート31上へ供給される。 The control unit 4 controls the opening and closing of the shutter 40 by transmitting a control signal to the shutter 40 so that a desired amount of powder A for modeling is supplied onto a base plate 31 (described later). Activate opening/closing. By opening and closing the shutter 40, outflow and stop of the outflow of the modeling powder A from the hopper 34, which will be described later, are controlled, and a desired powder supply amount of the modeling powder A is delivered to the irradiation area 37 and the base plate 31 including the periphery of the irradiation area 37. fed to the top.

制御部4は、スキージ33の作動制御として、電子ビームBの出射前およびスキージング中にスキージ33を作動させる。制御部4は、後述するスキージ駆動部38に対して制御信号を送信して、スキージ33の移動動作を作動させる。スキージ33の作動によって、ベースプレート31上に配置された造形用粉末Aが敷き均される。 To control the operation of the squeegee 33, the control unit 4 operates the squeegee 33 before emitting the electron beam B and during squeezing. The control unit 4 transmits a control signal to a squeegee drive unit 38, which will be described later, to operate the movement of the squeegee 33. By operating the squeegee 33, the modeling powder A placed on the base plate 31 is spread out.

制御部4は、スキージ33のスキージングを行う前に、スキージ33の屈曲部33bの角度を調整する制御を行う。制御部4は、後述する角度調整部42に対して制御信号を送信して、後述する屈曲部33bの角度を変位させる。 The control unit 4 performs control to adjust the angle of the bent portion 33b of the squeegee 33 before squeezing the squeegee 33. The control unit 4 transmits a control signal to an angle adjustment unit 42 (described later) to change the angle of the bent portion 33b (described later).

制御部4は、電子ビームBの出射制御として、電子銃部21に制御信号を送信する。制御部4から電子銃部21に送信された制御信号に基づいて、電子銃部21から電子ビームBが出射される。 The control unit 4 transmits a control signal to the electron gun unit 21 to control the emission of the electron beam B. An electron beam B is emitted from the electron gun section 21 based on a control signal transmitted from the control section 4 to the electron gun section 21 .

制御部4は、偏向コイル23の作動制御として、偏向コイル23に制御信号を送信する。制御部4から偏向コイル23に送信された制御信号に基づいて、電子ビームBの照射位置が制御される。例えば、制御部4には、造形すべき物体の三次元CAD(Computer-Aided Design)データが入力される。制御部4は、入力された三次元CADデータに基づいて、造形すべき三次元造形物Oを二次元においてスライスしたときのデータである二次元のスライスデータを生成する。スライスデータは、例えば、造形すべき三次元造形物Oの水平断面のデータである。スライスデータは、上下方向における位置に対応した多数のデータの集合体である。制御部4は、スライスデータに基づいて、造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射する領域である照射領域37を決定する。照射領域37は、造形用粉末Aに対して電子ビームBが照射されて三次元造形物Oが形成される造形領域といえる。そして、制御部4は、決定した照射領域37に対応して、偏向コイル23に制御信号を送信する。 The control unit 4 transmits a control signal to the deflection coil 23 to control the operation of the deflection coil 23. The irradiation position of the electron beam B is controlled based on a control signal transmitted from the control unit 4 to the deflection coil 23. For example, three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data of an object to be modeled is input to the control unit 4. The control unit 4 generates two-dimensional slice data, which is data obtained by slicing the three-dimensional object O to be modeled in two dimensions, based on the input three-dimensional CAD data. The slice data is, for example, data of a horizontal cross section of the three-dimensional structure O to be modeled. Slice data is a collection of a large number of data corresponding to positions in the vertical direction. The control unit 4 determines an irradiation area 37, which is an area in which the modeling powder A is irradiated with the electron beam B, based on the slice data. The irradiation area 37 can be said to be a modeling area where the three-dimensional structure O is formed by irradiating the electron beam B onto the modeling powder A. Then, the control unit 4 transmits a control signal to the deflection coil 23 in accordance with the determined irradiation area 37.

造形部3は、所望の三次元造形物Oが造形される部位である。造形部3は、チャンバ30内に造形用粉末Aが配置される。造形部3は、チャンバ30の内部に、ベースプレート31と、昇降機32と、スキージ33と、ホッパ34と、昇降ステージ35と、造形ボックス36と、シャッター40と、を備える。チャンバ30内は、真空またはほぼ真空な状態である。チャンバ30には、排気装置である不図示の真空ポンプが接続されている。真空ポンプによりチャンバ30の内部が排気されることで、チャンバ30の内部は真空または真空に近い状態とされる。 The modeling section 3 is a part where a desired three-dimensional structure O is modeled. In the modeling section 3, modeling powder A is placed in a chamber 30. The modeling unit 3 includes a base plate 31 , an elevator 32 , a squeegee 33 , a hopper 34 , an elevating stage 35 , a modeling box 36 , and a shutter 40 inside the chamber 30 . The interior of the chamber 30 is in a vacuum or nearly vacuum state. A vacuum pump (not shown) serving as an exhaust device is connected to the chamber 30 . By evacuating the inside of the chamber 30 by the vacuum pump, the inside of the chamber 30 is brought into a vacuum or near-vacuum state.

ベースプレート31は、造形ボックス36の内部において昇降ステージ35の上方に配置され、造形用粉末Aが供給され、また造形用粉末Aおよび造形される三次元造形物Oを支持する。三次元造形物Oは、ベースプレート31上で造形される。ベースプレート31は、例えば矩形状の板状体である。ベースプレート31は、矩形状の板状体の他に、円状の板状体であってもよい。ベースプレート31は、電子ビーム出射部2から出射される電子ビームBの出射方向の延長線上に配置されている。本実施の形態1では、電子ビーム出射部2から出射される電子ビームBの出射方向は、電子銃部21から鉛直方向下向きの方向である。ベースプレート31は、例えば、面内方向が水平方向と平行とされて設けられる。ベースプレート31は、ベースプレート31の下方に設置されている昇降ステージ35に、支持用粉末層39を介して支持されている。ベースプレート31は、昇降ステージ35と共に上下方向に移動する。 The base plate 31 is arranged above the elevating stage 35 inside the modeling box 36, is supplied with the modeling powder A, and supports the modeling powder A and the three-dimensional structure O to be modeled. The three-dimensional structure O is modeled on the base plate 31. The base plate 31 is, for example, a rectangular plate. The base plate 31 may be a circular plate instead of a rectangular plate. The base plate 31 is arranged on an extension line of the emission direction of the electron beam B emitted from the electron beam emission section 2 . In the first embodiment, the emission direction of the electron beam B emitted from the electron beam emission section 2 is a downward direction in the vertical direction from the electron gun section 21 . The base plate 31 is provided, for example, so that the in-plane direction is parallel to the horizontal direction. The base plate 31 is supported by a lifting stage 35 installed below the base plate 31 via a supporting powder layer 39. The base plate 31 moves in the vertical direction together with the elevating stage 35.

昇降機32は、ベースプレート31の下方に設置され、ベースプレート31を支持するとともにベースプレート31を昇降させる。昇降機32は、制御部4と電気的に接続されている。昇降機32は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて作動する。昇降機32は、昇降ステージ35と共にベースプレート31を上下方向に移動させることにより、上下方向におけるベースプレート31の位置を調節することができる。 The elevator 32 is installed below the base plate 31, supports the base plate 31, and raises and lowers the base plate 31. The elevator 32 is electrically connected to the control unit 4. The elevator 32 receives a control signal transmitted from the control unit 4 and operates based on the received control signal. The elevator 32 can adjust the position of the base plate 31 in the vertical direction by moving the base plate 31 in the vertical direction together with the lifting stage 35.

例えば、昇降機32は、三次元造形装置1Aにおける三次元造形物Oの造形の初期において昇降ステージ35と共にベースプレート31を上方へ移動させる。昇降機32は、ベースプレート31上における造形用粉末Aの溶融および凝固によって造形用粉末Aが積層されるごとに、ベースプレート31を降下させる。昇降機32は、ベースプレート31を昇降できる構造のものであれば、構造は特に制限されない。 For example, the elevator 32 moves the base plate 31 upward together with the elevator stage 35 at the beginning of modeling the three-dimensional structure O in the three-dimensional printer 1A. The elevator 32 lowers the base plate 31 each time the modeling powder A is layered on the base plate 31 by melting and solidifying the modeling powder A. The structure of the elevator 32 is not particularly limited as long as it can move the base plate 31 up and down.

造形ボックス36は、三次元造形物Oが造形される領域であり、例えば、角筒状に形成されている。造形ボックス36の角筒状の軸方向は、ベースプレート31の移動方向、すなわち上下方向と平行とされている。角筒状の軸方向と垂直な面における造形ボックス36の断面形状は、ベースプレート31の外形形状と相似な形状である、矩形形状である。角筒状の軸方向と垂直な面は、水平方向と平行な面である。したがって、角筒状の軸方向と垂直な面における造形ボックス36の断面は、水平断面である。 The modeling box 36 is an area in which the three-dimensional structure O is modeled, and is formed into a rectangular tube shape, for example. The axial direction of the rectangular cylinder shape of the modeling box 36 is parallel to the moving direction of the base plate 31, that is, the vertical direction. The cross-sectional shape of the modeling box 36 in a plane perpendicular to the axial direction of the rectangular tube shape is a rectangular shape that is similar to the external shape of the base plate 31. A surface perpendicular to the axial direction of the rectangular tube is a surface parallel to the horizontal direction. Therefore, the cross section of the modeling box 36 in a plane perpendicular to the axial direction of the rectangular tube is a horizontal cross section.

昇降ステージ35の面内方向における外形形状は、造形ボックス36の水平断面の内側形状に対応している。つまり、造形ボックス36の内側形状が水平断面で矩形である場合、昇降ステージ35の外形形状も矩形である。これにより、造形ボックス36に供給される粉末は、昇降ステージ35の下方へ漏れ落ちにくくなる。なお、造形ボックス36の水平断面の内側形状は、矩形に限定されない。造形ボックス36の形状は、水平断面円形の円筒状であってもよい。 The external shape of the lifting stage 35 in the in-plane direction corresponds to the inside shape of the modeling box 36 in a horizontal cross section. That is, when the inner shape of the modeling box 36 is rectangular in horizontal cross section, the outer shape of the elevating stage 35 is also rectangular. This makes it difficult for the powder supplied to the modeling box 36 to leak down below the lifting stage 35. Note that the inner shape of the horizontal cross section of the modeling box 36 is not limited to a rectangle. The shape of the modeling box 36 may be cylindrical with a circular horizontal cross section.

ホッパ34は、チャンバ30の内部においてあらかじめ決められた高さに支持され、造形用粉末Aを収容する収容タンクである。ホッパ34は、造形用粉末Aが収納される粉末収納部341と、ホッパ34の下部、すなわち粉末収納部341の下部に形成されて造形用粉末Aをホッパ34の外部に排出する排出口342と、を有する。排出口342から排出された造形用粉末Aは、ベースプレート31上へ供給される。または、排出口342から排出された造形用粉末Aは、スキージ33によってベースプレート31上へ供給される。なお、ホッパ34とシャッター40とにより、ベースプレート31の上に造形用粉末Aを供給してする粉末供給部が構成される。 The hopper 34 is a storage tank that is supported at a predetermined height inside the chamber 30 and stores the modeling powder A. The hopper 34 includes a powder storage section 341 in which the modeling powder A is stored, and a discharge port 342 that is formed at the lower part of the hopper 34, that is, at the lower part of the powder storage section 341, and discharges the modeling powder A to the outside of the hopper 34. , has. The modeling powder A discharged from the discharge port 342 is supplied onto the base plate 31. Alternatively, the modeling powder A discharged from the discharge port 342 is supplied onto the base plate 31 by the squeegee 33. Note that the hopper 34 and the shutter 40 constitute a powder supply section that supplies the modeling powder A onto the base plate 31.

造形用粉末Aは、溶融固化して三次元造形物Oを構成する粉末状の材料である。造形用粉末Aは、電子ビーム出射部2から出射された電子ビームBが照射されることで溶融凝固または焼結する。造形用粉末Aとしては、例えば金属粉末が用いられる。具体的には、金属粉末に用いられる金属としては、チタン、ニッケル、コバルト、鉄、銅、アルミニウム、およびこれらの金属を含む合金が多く利用されるが、これらに限定されない。上記に示した金属粉末のなかでも、造形用粉末Aとして銅といった、金属において相対的に焼結しやすい金属の粉末を用いる場合、後述する本実施の形態1における効果がより有効である。 The modeling powder A is a powdery material that is melted and solidified to form the three-dimensional structure O. The modeling powder A is melted and solidified or sintered by being irradiated with the electron beam B emitted from the electron beam emitting section 2 . As the modeling powder A, for example, metal powder is used. Specifically, the metals used in the metal powder are often titanium, nickel, cobalt, iron, copper, aluminum, and alloys containing these metals, but are not limited to these. Among the metal powders shown above, when a powder of a metal that is relatively easily sintered, such as copper, is used as the modeling powder A, the effects of the first embodiment described below are more effective.

造形用粉末Aの粒径は、電子ビームBで確実に固化させることができ、かつ表面精度の高い三次元造形物Oを得るために、一般的には20マイクロメートル以上、150マイクロメートル以下程度の粒径の粉末が用いられることが多い。ただし、造形用粉末Aに使用可能な粉末の粒形は、これに限定されるものではない。 The particle size of the modeling powder A is generally about 20 micrometers or more and 150 micrometers or less in order to be able to reliably solidify with the electron beam B and to obtain a three-dimensional model O with high surface precision. A powder with a particle size of However, the particle shape of the powder that can be used as the modeling powder A is not limited to this.

支持用粉末層39は、昇降ステージ35とベースプレート31との間、すなわち昇降ステージ35の上に配置され、ベースプレート31を支持するために設けられる。支持用粉末層39は、造形用粉末Aにより構成されている。上下方向において、支持用粉末層39の最表面は、ベースプレート31の最表面と同等の位置か、ベースプレート31の最表面より下方の位置に配置されている。ここでの、支持用粉末層39の最表面は、上下方向における、支持用粉末層39の上面を意味する。また、ここでのベースプレート31の最表面は、ベースプレート31の上面を意味する。 The supporting powder layer 39 is disposed between the elevating stage 35 and the base plate 31, that is, on the elevating stage 35, and is provided to support the base plate 31. The supporting powder layer 39 is made of modeling powder A. In the vertical direction, the outermost surface of the supporting powder layer 39 is located at the same position as the outermost surface of the base plate 31 or at a position below the outermost surface of the base plate 31. The outermost surface of the supporting powder layer 39 here means the upper surface of the supporting powder layer 39 in the vertical direction. Moreover, the outermost surface of the base plate 31 here means the upper surface of the base plate 31.

三次元造形物Oの造形の際には、支持用粉末層39の最表面の上には、造形用粉末Aが敷き均された造形用粉末層41が形成される。さらに、三次元造形物Oの造形中には、造形用粉末Aがスキージ33によって照射領域37に薄く敷き均され、電子ビームBによって造形用粉末Aの予熱と固化とが行われる。 When modeling the three-dimensional structure O, a modeling powder layer 41 in which the modeling powder A is spread evenly is formed on the outermost surface of the supporting powder layer 39. Further, during the modeling of the three-dimensional structure O, the modeling powder A is spread thinly and evenly over the irradiation area 37 by the squeegee 33, and the modeling powder A is preheated and solidified by the electron beam B.

図2は、図1に示す三次元造形装置1Aにおけるスキージ33によるスキージング処理の制御に関わる機能構成を示す図である。図2に示すように、制御部4は、スキージ駆動部38、角度調整部42および表示部5と電気的に接続されている。スキージ33は、図1に示すようにベースプレート31の上に配される造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。スキージ33は、スキージ33の上方に設けられたガイド43に締結され、スキージ駆動部38により移動させられることで、造形用粉末Aを敷き均す。 FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration related to control of the squeegeeing process by the squeegee 33 in the three-dimensional modeling apparatus 1A shown in FIG. As shown in FIG. 2, the control section 4 is electrically connected to the squeegee drive section 38, the angle adjustment section 42, and the display section 5. The squeegee 33 spreads the modeling powder A placed on the base plate 31 evenly on the base plate 31 as shown in FIG. The squeegee 33 is fastened to a guide 43 provided above the squeegee 33 and is moved by the squeegee drive unit 38 to spread the modeling powder A evenly.

ガイド43は、チャンバ30の内部において造形ボックス36の上方に設けられた2本のガイドレール43aによって、ガイドレール43aの延在方向に移動可能に支持されている。ガイドレール43aの延在方向は、左右方向と平行な方向であり、スキージ33が往復動作を行う方向である往復動作方向といえる。 The guide 43 is supported by two guide rails 43a provided above the modeling box 36 inside the chamber 30 so as to be movable in the extending direction of the guide rails 43a. The direction in which the guide rail 43a extends is parallel to the left-right direction, and can be called a reciprocating direction in which the squeegee 33 reciprocates.

スキージ駆動部38は、ガイド43をガイドレール43aの延在方向に移動させることにより、ガイド43に締結されたスキージ33をガイドレール43aの延在方向において移動させる。すなわち、スキージ駆動部38は、左右方向においてスキージ33を往復動作させる。すなわち、スキージ33は、図1におけるR方向とL方向とに移動可能とされている。これにより、スキージ33は、図1におけるR方向とL方向との往復動作を行って造形用粉末Aを敷き均すことができる。スキージ駆動部38は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて動作して、ガイド43およびスキージ33を移動させる。スキージ駆動部38は、ガイド43をガイドレール43aの延在方向に移動させてスキージ33を移動させるための不図示のスキージ駆動用アクチュエータを備える。 The squeegee drive unit 38 moves the guide 43 in the extending direction of the guide rail 43a, thereby moving the squeegee 33 fastened to the guide 43 in the extending direction of the guide rail 43a. That is, the squeegee drive unit 38 causes the squeegee 33 to reciprocate in the left-right direction. That is, the squeegee 33 is movable in the R direction and the L direction in FIG. Thereby, the squeegee 33 can reciprocate in the R direction and the L direction in FIG. 1 to evenly spread the modeling powder A. The squeegee drive section 38 receives a control signal transmitted from the control section 4, operates based on the received control signal, and moves the guide 43 and the squeegee 33. The squeegee drive unit 38 includes a squeegee drive actuator (not shown) for moving the squeegee 33 by moving the guide 43 in the extending direction of the guide rail 43a.

図3は、実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aが備えるスキージ33を示す第1の上面図である。図4は、実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aが備えるスキージ33を示す第2の上面図である。図5は、実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aが備えるスキージ33における第1傾斜角θと第2傾斜角θ’との関係を説明する上面図である。図3においては、スキージ33の往復動作のうち往路の動作の開始前におけるスキージ33の状態について示している。図4においては、スキージ33の往復動作のうち復路の動作の開始前におけるスキージ33の状態について示している。図3から図5においては、造形用粉末層41および照射領域37も併せて示している。 FIG. 3 is a first top view showing the squeegee 33 included in the three-dimensional modeling apparatus 1A according to the first embodiment. FIG. 4 is a second top view showing the squeegee 33 included in the three-dimensional modeling apparatus 1A according to the first embodiment. FIG. 5 is a top view illustrating the relationship between the first inclination angle θ and the second inclination angle θ' in the squeegee 33 included in the three-dimensional modeling apparatus 1A according to the first embodiment. FIG. 3 shows the state of the squeegee 33 before the start of the outward movement of the reciprocating movement of the squeegee 33. FIG. 4 shows the state of the squeegee 33 before starting the return movement of the reciprocating movement of the squeegee 33. In FIGS. 3 to 5, the modeling powder layer 41 and the irradiation area 37 are also shown.

スキージ33は、スキージ本体部33aと、ベースプレート31の面内方向におけるスキージ本体部33aの両端部に接続された屈曲部33bとを備える。スキージ33は、部材を水平方向に移動させることにより、造形用粉末Aの表面を敷き均す。 The squeegee 33 includes a squeegee main body 33a and bent parts 33b connected to both ends of the squeegee main body 33a in the in-plane direction of the base plate 31. The squeegee 33 spreads the surface of the modeling powder A evenly by moving the member in the horizontal direction.

スキージ本体部33aは、スキージ本体部33aの長手方向33aLがベースプレート31の面内方向と平行に配置されている。また、スキージ本体部33aは、ベースプレート31の面内方向において、スキージ本体部33aの長手方向33aLが、スキージ33のスキージングにおける進行方向と直交する方向とされて、すなわちスキージ33が往復動作を行う方向である往復動作方向と直交する方向とされて配置されている。 The squeegee main body 33a is arranged such that a longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a is parallel to the in-plane direction of the base plate 31. In addition, the squeegee main body 33a has a longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a perpendicular to the advancing direction of the squeegee 33 in squeegeeing in the in-plane direction of the base plate 31, that is, the squeegee 33 performs reciprocating motion. The direction is perpendicular to the reciprocating direction.

すなわち、スキージ本体部33aの長手方向33aLは、ベースプレート31の面内方向における、スキージ33の移動方向と直交する方向といえる。また、スキージ本体部33aの長手方向33aLは、ベースプレート31の面内方向における、スキージ33の往復動作方向に直交する方向といえる。 That is, the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a can be said to be a direction perpendicular to the moving direction of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31. Further, the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a can be said to be a direction perpendicular to the reciprocating direction of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31.

スキージ本体部33aは、例えば棒状の部材あるいは板状の部材が用いられる。スキージ本体部33aは、例えば金属の薄板あるいは可撓性がある樹脂材料からなる薄板が用いられる。すなわち、スキージ本体部33aは、可撓性プレートによって構成されている。スキージ本体部33aに用いられる材料は、具体的には、ステンレス、シリコーンなどが挙げられるが、これに限定されない。また、スキージ本体部33aは、複数設けられてもよい。 For the squeegee main body 33a, a rod-shaped member or a plate-shaped member is used, for example. For the squeegee main body 33a, for example, a thin metal plate or a thin plate made of a flexible resin material is used. That is, the squeegee main body portion 33a is constituted by a flexible plate. Specific examples of the material used for the squeegee body portion 33a include stainless steel and silicone, but are not limited thereto. Further, a plurality of squeegee main bodies 33a may be provided.

屈曲部33bは、スキージ33のスキージングにおいて、ベースプレート31上のスキージ33の進行方向に沿った端部からの造形用粉末Aの流出を防止することができる。また、屈曲部33bは、スキージ33のスキージングにおいて、ベースプレート31上のスキージ33の進行方向に沿った端部側の造形用粉末Aをベースプレート31上に集めることができる。 The bent portion 33b can prevent the modeling powder A from flowing out from the end of the base plate 31 along the advancing direction of the squeegee 33 during squeezing with the squeegee 33. Further, the bent portion 33b can collect the modeling powder A on the end portion side of the base plate 31 along the traveling direction of the squeegee 33 on the base plate 31 when the squeegee 33 is squeezing.

屈曲部33bは、スキージ本体部33aにおける、スキージ本体部33aの長手方向33aLの両端部に設けられている。屈曲部33bは、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおけるスキージ本体部33aの端部を中心としてベースプレート31の面内方向において回転可能に、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおけるスキージ本体部33aの端部に取り付けられている。 The bent portions 33b are provided at both ends of the squeegee main body 33a in the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a. The bent portion 33b is rotatable in the in-plane direction of the base plate 31 around the end of the squeegee main body 33a in the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a. attached to the section.

屈曲部33bは、ベースプレート31の面内方向において、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおけるベースプレート31の端部と同じ位置またはベースプレート31の端部よりも内側の位置に、スキージ本体部33aと屈曲部33bとの接続部が位置するように設けられている。すなわち、スキージ33は、スキージングにおけるスキージの進行方向と直交する方向において、スキージ本体部33aの長手方向の中心位置がスキージの進行方向と直交する方向におけるベースプレート31の中心位置と同じ位置とされ、スキージの進行方向と直交する方向において、スキージ本体部33aの両端部の位置が、ベースプレート31の端部と同じ位置またはベースプレート31の端部よりも内側の位置とされて、スキージングが行われる。したがって、スキージ33は、ベースプレート31の面内方向においてスキージ本体部33aの長手方向の中心位置と、スキージの進行方向と直交する方向におけるベースプレート31の中心位置と、を結ぶ仮想線に対して線対称な状態で、スキージングを行う。これにより、スキージ33のスキージングにおいて、上述した屈曲部33bの効果がより有効となる。 The bent portion 33b is located at the same position as the end of the base plate 31 in the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a or at a position inside the end of the base plate 31 in the in-plane direction of the base plate 31. It is provided so that the connection part with 33b is located. That is, in the squeegee 33, the longitudinal center position of the squeegee main body 33a is located at the same position as the center position of the base plate 31 in the direction perpendicular to the squeegee movement direction in the squeegee movement, Squeegeeing is performed with both ends of the squeegee main body 33a positioned at the same position as the end of the base plate 31 or inside the end of the base plate 31 in a direction perpendicular to the direction in which the squeegee moves. Therefore, the squeegee 33 is linearly symmetrical with respect to an imaginary line connecting the longitudinal center position of the squeegee main body 33a in the in-plane direction of the base plate 31 and the center position of the base plate 31 in the direction orthogonal to the advancing direction of the squeegee. Perform squeegeeing in this condition. Thereby, in squeezing with the squeegee 33, the effect of the bent portion 33b described above becomes more effective.

スキージ33は、ベースプレート31の面内方向において、スキージ本体部33aの長手方向33aLに対して屈曲部33bが傾斜角αの角度をなす状態でスキージングを行う。すなわち、スキージ33は、往復動作中に一定の傾斜角αを維持する。スキージ33のスキージングの往路である往路スキージングと、スキージ33の往復動作の復路である復路スキージングとでは、傾斜角αが異なる。すなわち、スキージ33は、往路スキージングと復路スキージングとでは、ベースプレート31の面内方向における屈曲部33bの姿勢が異なる。 The squeegee 33 performs squeezing in the in-plane direction of the base plate 31 in a state where the bent portion 33b forms an angle of inclination α with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a. That is, the squeegee 33 maintains a constant inclination angle α during reciprocating motion. The inclination angle α is different between the outward squeegeeing, which is the outward path of the squeegee 33, and the return squeegeeing, which is the return path of the reciprocating movement of the squeegee 33. That is, in the squeegee 33, the posture of the bent portion 33b in the in-plane direction of the base plate 31 is different between outward squeezing and return squeezing.

傾斜角αは、図3から図5に示すように、ベースプレート31の面内方向において、スキージ本体部33aに対して屈曲部33bがなす角度である。より具体的に、傾斜角αは、ベースプレート31の面内方向において、スキージ33の移動方向と直交する方向であるスキージ本体部33aの長手方向33aLに対して屈曲部33bの長手方向33bLがなす角度である。また、傾斜角αは、ベースプレート31の面内方向において、屈曲部33bがスキージ本体部33aの端部を中心としてスキージ本体部33aに対して回転している回転角度といえる。 The inclination angle α is the angle that the bent portion 33b makes with respect to the squeegee main body portion 33a in the in-plane direction of the base plate 31, as shown in FIGS. 3 to 5. More specifically, the inclination angle α is the angle that the longitudinal direction 33bL of the bent portion 33b makes with the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a, which is a direction orthogonal to the moving direction of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31. It is. Further, the inclination angle α can be said to be the rotation angle at which the bent portion 33b rotates relative to the squeegee body portion 33a around the end of the squeegee body portion 33a in the in-plane direction of the base plate 31.

スキージ本体部33aの長手方向33aLに対して屈曲部33bの長手方向33bLがなす角度は、ベースプレート31の面内方向において、屈曲部33bの長手方向33bLとスキージ本体部33aの長手方向33aLとがなす角度のうち、小さいほうの角度である。また、スキージ本体部33aの長手方向33aLに対して屈曲部33bの長手方向33bLがなす角度は、ベースプレート31の面内方向において、屈曲部33bの長手方向33bLとスキージ本体部33aの長手方向33aLとがなす角度のうち、スキージ33のスキージングにおけるスキージ33が移動する側においてなす角度である。 The angle formed by the longitudinal direction 33bL of the bent portion 33b with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee body portion 33a is the angle formed by the longitudinal direction 33bL of the bent portion 33b and the longitudinal direction 33aL of the squeegee body portion 33a in the in-plane direction of the base plate 31. This is the smaller of the angles. Further, the angle formed by the longitudinal direction 33bL of the bent portion 33b with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a is the angle between the longitudinal direction 33bL of the bent portion 33b and the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a in the in-plane direction of the base plate 31. This is the angle formed on the side where the squeegee 33 moves when squeezing the squeegee 33.

復路スキージングでは、屈曲部33bは、ベースプレート31の面内方向において、図3に示すようにスキージ本体部33aの長手方向33aLに対して傾斜角αである第1傾斜角θをなす状態でスキージングを行う。一方、復路スキージングでは、屈曲部33bは、ベースプレート31の面内方向において、図4に示すようにスキージ本体部33aの長手方向33aLに対して傾斜角αである第2傾斜角θ’をなす状態でスキージングを行う。 In return squeegeeing, the bent portion 33b is squeezed at a first inclination angle θ which is an inclination angle α with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a in the in-plane direction of the base plate 31, as shown in FIG. Perform zing. On the other hand, in the return squeegeeing, the bent portion 33b forms a second inclination angle θ', which is an inclination angle α, with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body 33a in the in-plane direction of the base plate 31, as shown in FIG. Perform squeegeeing in this condition.

第1傾斜角θは、図3に示すように、スキージ33が往路スキージングを行う際にスキージ33に設定される傾斜角αであり、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bがスキージ本体部33aに対して傾いている角度である。 As shown in FIG. 3, the first inclination angle θ is an inclination angle α set to the squeegee 33 when the squeegee 33 performs outward squeegeeing, and the bent portion 33b is the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate 31. 33a.

第2傾斜角θ’は、図4に示すように、スキージ33が復路スキージングを行う際にスキージ33に設定される傾斜角αであり、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bがスキージ本体部33aに対して傾いている角度である。 As shown in FIG. 4, the second inclination angle θ′ is an inclination angle α set to the squeegee 33 when the squeegee 33 performs return squeegeeing, and the bent portion 33b is the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate 31. This is an angle that is inclined with respect to the portion 33a.

第1傾斜角θおよび第2傾斜角θ’は、スキージ33が移動して造形用粉末Aの表面を敷き均す際に屈曲部33bが造形用粉末Aから受ける流動抵抗、ホッパ34からベースプレート31上に供給される造形用粉末Aの量などの諸条件に基づいて決定される。 The first inclination angle θ and the second inclination angle θ' are the flow resistance that the bending part 33b receives from the modeling powder A when the squeegee 33 moves to level the surface of the modeling powder A, and the flow resistance from the hopper 34 to the base plate 31. It is determined based on various conditions such as the amount of modeling powder A to be supplied above.

ここで、屈曲部33bの第2傾斜角θ’は、図5に示すように、第1傾斜角θ=第2傾斜角θ’となるように設定される。すなわち、屈曲部33bの傾斜角αは、スキージ33の往復動作において同じ角度に設定される。 Here, the second inclination angle θ' of the bent portion 33b is set so that the first inclination angle θ=the second inclination angle θ', as shown in FIG. That is, the inclination angle α of the bent portion 33b is set to the same angle during the reciprocating motion of the squeegee 33.

傾斜角αである第1傾斜角θおよび第2傾斜角θ’は、制御部4によって制御される。スキージ33のスキージングの制御の観点からは、屈曲部33bの第1傾斜角θおよび屈曲部33bの第2傾斜角θ’は、スキージ33の往復動作中、一定の角度に保つことが好ましい。ただし、造形用粉末Aの流動抵抗が大きい場合は、屈曲部33bの第1傾斜角θまたは屈曲部33bの第2傾斜角θ’を変化させてもよい。 The first inclination angle θ and the second inclination angle θ', which are the inclination angle α, are controlled by the control unit 4. From the viewpoint of controlling the squeezing of the squeegee 33, it is preferable that the first inclination angle θ of the bent portion 33b and the second inclination angle θ′ of the bent portion 33b are kept at constant angles during the reciprocating movement of the squeegee 33. However, if the flow resistance of the modeling powder A is large, the first inclination angle θ of the bent portion 33b or the second inclination angle θ′ of the bent portion 33b may be changed.

制御部4は、屈曲部33bの傾斜角αを制御し、スキージ33のスキージング動作前に屈曲部33bの傾斜角αが変化する。屈曲部33bは、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおけるスキージ本体部33aの端部を中心としてベースプレート31の面内方向において回転可能とされている。すなわち、スキージ本体部33aの端部が不図示の回転軸Xとされ、屈曲部33bは、制御部4の制御により回転軸Xを中心として回転可能とされている。制御部4は、スキージ33のスキージングにおける進行方向と直行する方向に対して、すなわちスキージ本体部33aの長手方向33aLに対して、傾斜角αをなすように屈曲部33bを回転させる。 The control unit 4 controls the inclination angle α of the bending portion 33b, and the inclination angle α of the bending portion 33b changes before the squeezing operation of the squeegee 33. The bent portion 33b is rotatable in the in-plane direction of the base plate 31 around the end of the squeegee body 33a in the longitudinal direction 33aL of the squeegee body 33a. That is, the end of the squeegee main body portion 33a serves as a rotation axis X (not shown), and the bent portion 33b is rotatable about the rotation axis X under the control of the control unit 4. The control unit 4 rotates the bent portion 33b so as to form an inclination angle α with respect to a direction perpendicular to the advancing direction of the squeegee 33 during squeezing, that is, with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a.

ここで、傾斜角αは、90°以上180°未満の範囲が好ましく、特に120°以上135°以下の範囲がより好ましい。すなわち、第1傾斜角θおよび第2傾斜角θ’は、90°以上180°未満の範囲が好ましく、特に120°以上135°以下の範囲がより好ましい。第1傾斜角θおよび第2傾斜角θ’を上記の範囲とすることにより、スキージ33のスキージングにおいて、上述した屈曲部33bの効果がより有効となる。 Here, the angle of inclination α is preferably in the range of 90° or more and less than 180°, particularly preferably in the range of 120° or more and 135° or less. That is, the first inclination angle θ and the second inclination angle θ' preferably range from 90° to less than 180°, particularly preferably from 120° to 135°. By setting the first inclination angle θ and the second inclination angle θ′ within the above range, the effect of the bent portion 33b described above becomes more effective in squeezing with the squeegee 33.

屈曲部33bの傾斜角αは、角度調整部42を用いて変更される。すなわち、屈曲部33bは、ベースプレート31の面内方向におけるスキージ本体部33aの長手方向33aLに対する姿勢が、屈曲部33bに取り付けられた角度調整部42によって変更される。 The angle of inclination α of the bent portion 33b is changed using the angle adjustment portion 42. That is, the posture of the bent portion 33b with respect to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a in the in-plane direction of the base plate 31 is changed by the angle adjustment portion 42 attached to the bent portion 33b.

角度調整部42は、ベースプレート31の面内方向におけるスキージ本体部33aに対する屈曲部33bの姿勢を変更させて、屈曲部33bの傾斜角αを変更する。角度調整部42は、長手方向33aLにおけるスキージ本体部33aの端部においてスキージ本体部33aと屈曲部33bとを接続する回転接続部と、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bを変位させて屈曲部33bの傾斜角αを変更するための角度調整用アクチュエータを備える。 The angle adjustment unit 42 changes the attitude of the bent portion 33b with respect to the squeegee main body portion 33a in the in-plane direction of the base plate 31, and changes the inclination angle α of the bent portion 33b. The angle adjustment section 42 includes a rotary connection section that connects the squeegee body section 33a and the bending section 33b at the end of the squeegee body section 33a in the longitudinal direction 33aL, and a rotational connection section that connects the squeegee body section 33a and the bending section 33b in the in-plane direction of the base plate 31 to displace the bending section 33b and bending the squeegee body section 33a. An angle adjustment actuator is provided to change the inclination angle α of the portion 33b.

回転接続部は、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bをスキージ本体部33aに対して回転可能に接続する回転部としての機能を有する。 The rotational connection part has a function as a rotation part that rotatably connects the bent part 33b to the squeegee main body part 33a in the in-plane direction of the base plate 31.

角度調整用アクチュエータは、回転部としての機能を有する回転接続部を中心として、すなわちスキージ本体部33aの端部を中心として、スキージ本体部33aに対する屈曲部33bの姿勢を変更させることにより、屈曲部33bをスキージ本体部33aに対して回転させる。 The angle adjustment actuator changes the posture of the bent portion 33b with respect to the squeegee body 33a, centering on the rotating connection portion that functions as a rotating portion, that is, around the end of the squeegee body 33a. 33b is rotated relative to the squeegee main body 33a.

屈曲部33bの第1傾斜角θを変更する角度調整用アクチュエータとして、例えばモータ等の外部駆動器が用いられる。屈曲部33bの第1傾斜角θを変更するモータの動力は、具体的には、電力、油圧、ガス圧等の動力が挙げられるが、これに限定されない。また、角度調整用アクチュエータは、モータに限定されない。 For example, an external driver such as a motor is used as the angle adjustment actuator that changes the first inclination angle θ of the bent portion 33b. Specific examples of the power of the motor that changes the first inclination angle θ of the bending portion 33b include, but are not limited to, power such as electric power, oil pressure, and gas pressure. Moreover, the angle adjustment actuator is not limited to a motor.

屈曲部33bの第1傾斜角θの角度変化量は、制御部4により制御される。角度調整用アクチュエータは、制御部4と電気的に接続されている。角度調整用アクチュエータは、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて、屈曲部33bの第1傾斜角θを変化させる。すなわち、角度調整用アクチュエータは、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおけるスキージ33の端部を中心として屈曲部33bを回転させることにより屈曲部33bの第1傾斜角θを変化させて、ベースプレート31の面内方向におけるスキージ本体部33aに対する屈曲部33bの姿勢を変更させる。 The amount of angular change in the first inclination angle θ of the bent portion 33b is controlled by the control unit 4. The angle adjustment actuator is electrically connected to the control section 4. The angle adjustment actuator receives a control signal transmitted from the control unit 4, and changes the first inclination angle θ of the bending portion 33b based on the received control signal. That is, the angle adjustment actuator changes the first inclination angle θ of the bent portion 33b by rotating the bent portion 33b around the end of the squeegee 33 in the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a, thereby adjusting the angle of the base plate 31. The posture of the bent portion 33b with respect to the squeegee main body portion 33a in the in-plane direction is changed.

図6から図9は、図1に示す三次元造形装置1Aにおけるスキージ33のスキージ本体部33aの先端形状の例を示す縦断面図である。図6から図9においては、スキージ本体部33aの長手方向33aLに垂直な面に沿った縦断面を示している。 6 to 9 are longitudinal sectional views showing examples of the tip shape of the squeegee main body 33a of the squeegee 33 in the three-dimensional modeling apparatus 1A shown in FIG. 6 to 9 show longitudinal sections taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction 33aL of the squeegee main body portion 33a.

図6から図9に示すように、スキージ本体部33aの縦断面の先端形状を、スキージ本体部33aの厚さ方向における中心面に対して面対称な形状とすることで、スキージ33の往復動作時に均一に造形用粉末層41を形成する効果が得られる。 As shown in FIGS. 6 to 9, the shape of the tip of the longitudinal section of the squeegee main body 33a is plane symmetrical with respect to the center plane in the thickness direction of the squeegee main body 33a, so that the squeegee 33 can move back and forth. At times, the effect of uniformly forming the modeling powder layer 41 can be obtained.

図6に示すように、スキージ本体部33aの縦断面における先端形状を長方形とすることで、スキージ本体部33aの剛性を向上させることができる。スキージ本体部33aの剛性を向上させることにより、スキージング時におけるスキージ本体部33aの破損を抑制する効果が得られる。 As shown in FIG. 6, the rigidity of the squeegee main body 33a can be improved by making the tip shape of the squeegee main body 33a rectangular in the longitudinal section. By improving the rigidity of the squeegee main body 33a, it is possible to suppress damage to the squeegee main body 33a during squeezing.

また、スキージ本体部33aの縦断面における先端形状が、図7に示す半円形状、図8に示す鋭利な三角形状、あるいは図9に示す複数の角部を有する多角形形状である場合には、スキージ本体部33aから造形用粉末Aに掛かる加圧力がスキージ本体部33aの先端に集中するため、造形用粉末Aの充填密度を向上させる効果が得られる。また、スキージ本体部33aの縦断面における先端形状は、上記の形状に限定されず、楕円形状、二次関数形状、四角形状および多角形状を含む任意の形状であってもよい。 Further, when the tip shape in the longitudinal section of the squeegee main body 33a is a semicircular shape as shown in FIG. 7, a sharp triangular shape as shown in FIG. 8, or a polygonal shape having a plurality of corners as shown in FIG. Since the pressing force applied from the squeegee main body 33a to the modeling powder A is concentrated at the tip of the squeegee main body 33a, the packing density of the modeling powder A can be improved. Further, the shape of the tip of the squeegee main body portion 33a in the longitudinal section is not limited to the above shape, but may be any shape including an elliptical shape, a quadratic function shape, a quadrangular shape, and a polygonal shape.

図10から図13は、図1に示す三次元造形装置1Aにおけるスキージ33の屈曲部33bの先端形状の例を示す縦断面図である。図10から図13においては、屈曲部33bの長手方向33bLに垂直な面に沿った縦断面を示している。 10 to 13 are longitudinal sectional views showing examples of the tip shape of the bent portion 33b of the squeegee 33 in the three-dimensional modeling apparatus 1A shown in FIG. 1. 10 to 13 show longitudinal sections along a plane perpendicular to the longitudinal direction 33bL of the bent portion 33b.

屈曲部33bは、上述したように、スキージ33のスキージングにおいて、ベースプレート31上のスキージ33の進行方向に沿った端部からの造形用粉末Aの流出を防止すること、およびベースプレート31上のスキージ33の進行方向に沿った端部側の造形用粉末Aをベースプレート31上に集めることを目的として設けられている。屈曲部33bの縦断面における先端形状が、屈曲部33bの厚さ方向における中心面に対して面対称な形状とされることで、上記の効果をより得やすくなる。また、屈曲部33bの縦断面における先端形状が、屈曲部33bの厚さ方向における中心面に対して面対称な形状であり、さらに屈曲部33bの厚さ方向に突出する突起を有する形状とされることで、上記の効果をさらに得やすくなる。 As described above, the bent portion 33b serves to prevent the modeling powder A from flowing out from the end of the base plate 31 along the advancing direction of the squeegee 33 during squeezing with the squeegee 33, and to 33 is provided for the purpose of collecting the modeling powder A on the end side along the traveling direction on the base plate 31. By making the tip shape of the bent portion 33b in the longitudinal section plane symmetrical with respect to the central plane in the thickness direction of the bent portion 33b, the above effect can be more easily obtained. Further, the tip shape of the bent portion 33b in the longitudinal section is plane symmetrical with respect to the central plane in the thickness direction of the bent portion 33b, and further has a protrusion that protrudes in the thickness direction of the bent portion 33b. By doing so, it becomes easier to obtain the above effects.

屈曲部33bの縦断面における先端形状の例として、図10に示すような長方形、図11に示すように屈曲部33bの厚さ方向に広がる三角形状、図12に示すように屈曲部33bの厚さ方向に広がる半円形状、あるいは図13に示すように屈曲部33bの厚さ方向に広がった長方形状が挙げられる。なお、屈曲部33bの縦断面における先端形状は、上記の形状に限定されない。 Examples of the shape of the tip of the bent portion 33b in a longitudinal section include a rectangle as shown in FIG. 10, a triangular shape extending in the thickness direction of the bent portion 33b as shown in FIG. 11, and a tip shape as shown in FIG. Examples include a semicircular shape that spreads in the width direction, or a rectangular shape that spreads in the thickness direction of the bent portion 33b as shown in FIG. Note that the shape of the tip of the bent portion 33b in the longitudinal section is not limited to the above shape.

上記のように構成されたスキージ33は、傾斜角αを有する状態でスキージングを行い、ベースプレート31の上方に配される造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。スキージ33のスキージング動作は、制御部4によって制御される。 The squeegee 33 configured as described above performs squeegeeing while having an inclination angle α, and spreads the modeling powder A disposed above the base plate 31 on the base plate 31. The squeezing operation of the squeegee 33 is controlled by the control unit 4.

ここで、実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aの動作の概要について説明する。図14は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第1の模式平面図である。図15は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第1の模式断面図である。図16は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第2の模式平面図である。図17は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第2の模式断面図である。図14から図17においては、スキージ33の往復動作のうちの往路である往路スキージングを行う場合について示している。 Here, an overview of the operation of the three-dimensional printing apparatus 1A according to the first embodiment will be explained. FIG. 14 is a first schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIG. 15 is a first schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIG. 16 is a second schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIG. 17 is a second schematic cross-sectional view showing a procedure for spreading the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. 14 to 17 show the case where outward squeegeeing, which is the outward path of the reciprocating movement of the squeegee 33, is performed.

また、図18は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第3の模式平面図である。図19は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第3の模式断面図である。図20は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第4の模式平面図である。図21は、実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第4の模式断面図である。図18から図21においては、スキージ33の往復動作のうちの復路である復路スキージングを行う場合について示している。 Further, FIG. 18 is a third schematic plan view showing a procedure for spreading the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIG. 19 is a third schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIG. 20 is a fourth schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIG. 21 is a fourth schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first embodiment. FIGS. 18 to 21 show the case of performing backward squeegeeing, which is the backward movement of the reciprocating movement of the squeegee 33.

実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aにおいて往路スキージングで造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均すには、まず図14に示すように、スキージ33の屈曲部33bの第1傾斜角θが予め決められた任意の角度に設定される。この場合、屈曲部33bは、屈曲部33bの先端部が、往路スキージングでのスキージ33の進行方向における下流側に屈曲した状態とされる。 In order to spread the modeling powder A on the base plate 31 by forward squeegeeing in the three-dimensional modeling apparatus 1A according to the first embodiment, first, as shown in FIG. θ is set to a predetermined arbitrary angle. In this case, the bent portion 33b is bent toward the downstream side in the traveling direction of the squeegee 33 during outward squeegeeing.

そして、スキージ駆動部38によってガイド43を2本のガイドレール43aの延在方向においてR方向に移動させることにより、図15に示すように、ガイド43に締結されたスキージ33がガイドレール43aの延在方向においてR方向に移動する。スキージ33は、ベースプレート31上をR方向に移動することで、ベースプレート31上に形成された造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。スキージ33の屈曲部33bの第1傾斜角θは、スキージ33がR方向に移動している間、維持される。 Then, by moving the guide 43 in the R direction in the extending direction of the two guide rails 43a by the squeegee drive unit 38, the squeegee 33 fastened to the guide 43 is moved in the extending direction of the guide rails 43a, as shown in FIG. Move in the R direction in the current direction. The squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 formed on the base plate 31 on the base plate 31 by moving in the R direction on the base plate 31 . The first inclination angle θ of the bent portion 33b of the squeegee 33 is maintained while the squeegee 33 is moving in the R direction.

その後、スキージ33は、図16に示すようにR方向に移動を続け、図17に示すようにベースプレート31の面内方向において、スキージ33の進行方向における造形ボックス36の内側の端部に到達する。すなわち、スキージ33は、往路方向であるR方向において、ベースプレート31の外部の領域に到達する。そして、スキージ33が造形ボックス36の内側の端部に到達した時点で、ガイド43の移動を停止させることにより、スキージ33が停止する。 Thereafter, the squeegee 33 continues to move in the R direction as shown in FIG. 16, and reaches the inner end of the modeling box 36 in the advancing direction of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31 as shown in FIG. . That is, the squeegee 33 reaches an area outside the base plate 31 in the R direction, which is the forward direction. Then, when the squeegee 33 reaches the inner end of the modeling box 36, the movement of the guide 43 is stopped, thereby stopping the squeegee 33.

つぎに、図18および図19に示すように、スキージ33の屈曲部33bの第2傾斜角θ’が予め決められた任意の角度に設定される。この場合、屈曲部33bは、屈曲部33bの先端部が、復路スキージングでの進行方向における下流側に屈曲した状態とされる。 Next, as shown in FIGS. 18 and 19, the second inclination angle θ' of the bent portion 33b of the squeegee 33 is set to a predetermined arbitrary angle. In this case, the bent portion 33b is bent toward the downstream side in the traveling direction during return squeezing.

つぎに、スキージ駆動部38によってガイド43を2本のガイドレール43aの延在方向においてL方向に移動させることにより、ガイド43に締結されたスキージ33がガイドレール43aの延在方向においてL方向に移動する。スキージ33は、ベースプレート31上をL方向に移動することで、ベースプレート31上に形成された造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。スキージ33の屈曲部33bの第2傾斜角θ’は、スキージ33がL方向に移動している間、維持される。 Next, by moving the guide 43 in the L direction in the extending direction of the two guide rails 43a by the squeegee drive unit 38, the squeegee 33 fastened to the guide 43 is moved in the L direction in the extending direction of the guide rails 43a. Moving. The squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 formed on the base plate 31 on the base plate 31 by moving in the L direction on the base plate 31 . The second inclination angle θ' of the bent portion 33b of the squeegee 33 is maintained while the squeegee 33 is moving in the L direction.

その後、スキージ33は、図20および図21に示すようにベースプレート31の面内方向において、スキージ33の進行方向における造形ボックス36の内側の端部に到達する。すなわち、スキージ33は、復路方向であるL方向において、ベースプレート31の外部の領域に到達する。そして、スキージ33が造形ボックス36の内側の端部に到達した時点で、ガイド43の移動を停止させることにより、スキージ33が停止する。 Thereafter, the squeegee 33 reaches the inner end of the modeling box 36 in the advancing direction of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31 as shown in FIGS. 20 and 21. That is, the squeegee 33 reaches the area outside the base plate 31 in the L direction, which is the return direction. Then, when the squeegee 33 reaches the inner end of the modeling box 36, the movement of the guide 43 is stopped, thereby stopping the squeegee 33.

そして、スキージ33は、上述した動作を繰り返すことにより、ベースプレート31上に形成された造形用粉末層41の表面が所望の状態になるまで、造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。 Then, by repeating the above-described operation, the squeegee 33 applies the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 to the base plate 31 until the surface of the modeling powder layer 41 formed on the base plate 31 reaches a desired state. Spread evenly on No. 31.

スキージ33が造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、造形用粉末Aは、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおいて、スキージ本体部33aの中心からスキージ本体部33aの端部に向かって流れるように移動する。しかしながら、三次元造形装置1Aは、スキージ33がスキージ本体部33aの端部に屈曲部33bを備える。これにより、三次元造形装置1Aでは、スキージ33が造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、スキージ本体部33aの長手方向33aLにおいてスキージ本体部33aの中心からスキージ33の端部に向かって流れた造形用粉末Aは、屈曲部33bによって流れる方向が変えられ、ベースプレート31上に戻される。これにより、三次元造形装置1Aでは、スキージ33が造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、造形用粉末Aがベースプレート31の面内方向においてベースプレート31から外側に流れ出ることがなく、造形用粉末Aがベースプレート31上に留まり続ける。 When the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41, the modeling powder A is spread from the center of the squeegee body 33a to the end of the squeegee body 33a in the longitudinal direction 33aL of the squeegee body 33a. Move in a flowing manner towards the area. However, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, the squeegee 33 includes a bent portion 33b at the end of the squeegee main body portion 33a. As a result, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, when the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41, the squeegee 33 is moved from the center of the squeegee body 33a in the longitudinal direction 33aL of the squeegee body 33a. The modeling powder A that has flowed toward the end portion is changed in its flow direction by the bent portion 33b and is returned onto the base plate 31. As a result, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, when the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41, the modeling powder A flows outward from the base plate 31 in the in-plane direction of the base plate 31. Therefore, the modeling powder A continues to remain on the base plate 31.

そして、三次元造形装置1Aでは、スキージ33が造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に造形用粉末Aがベースプレート31上に留まることにより、造形用粉末層41を1層敷設するために必要な量だけ造形用粉末Aをベースプレート31上に供給すればよい。これにより、三次元造形装置1Aでは、スキージ33が造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際にスキージ33の端部からベースプレート31の外に流れ出る分の造形用粉末Aを考慮して造形用粉末Aをベースプレート31上に供給する必要がない。このため、三次元造形装置1Aでは、三次元造形物Oの造形において、必要以上の造形用粉末Aを供給しなくてもよく、造形用粉末Aの使用量を削減し、造形用粉末Aの使用効率および作業効率の良い造形用粉末Aの供給が可能となる。これにより、三次元造形物Oの大きさが大きい場合でも、造形中において造形用粉末Aを追加で供給する必要がある状態が生じない。 In the three-dimensional modeling apparatus 1A, when the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41, the modeling powder A stays on the base plate 31, so that the modeling powder layer 41 is spread in one layer. The modeling powder A may be supplied onto the base plate 31 in an amount necessary for laying. As a result, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, when the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41, the amount of modeling powder A that flows out of the base plate 31 from the end of the squeegee 33 is taken into consideration. There is no need to supply the modeling powder A onto the base plate 31. Therefore, in the three-dimensional printing apparatus 1A, there is no need to supply more modeling powder A than necessary when printing the three-dimensional object O, reducing the amount of modeling powder A used, and reducing the amount of modeling powder A used. It becomes possible to supply the modeling powder A with good usage efficiency and work efficiency. Thereby, even if the size of the three-dimensional structure O is large, a situation in which it is necessary to additionally supply the modeling powder A during modeling does not occur.

また、三次元造形装置1Aでは、ベースプレート31上の中央部から端部領域までの範囲の造形用粉末層41の造形用粉末Aを均一に敷設することができるため、造形用粉末層41に粗密が発生することに起因した造形用粉末層41の造形用粉末Aの充填密度にばらつきが生じない。これにより、三次元造形装置1Aでは、造形用粉末層41の造形用粉末Aの充填密度にばらつきに起因した造形品質の劣化が生じない。 In addition, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, since the modeling powder A of the modeling powder layer 41 can be uniformly laid on the base plate 31 from the center to the end area, the modeling powder layer 41 can be densely and There is no variation in the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 due to the occurrence of this phenomenon. Thereby, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, deterioration in the modeling quality due to variations in the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 does not occur.

なお、スキージ33は、三次元造形物Oの変形といった要因により、三次元造形物Oと干渉し破損する場合がある。また、造形用粉末層41が過剰に予熱された場合には、三次元造形装置1Aの仕様において想定されている状態よりも硬化した造形用粉末層41がスキージ33と干渉し、スキージ33が破損することがあり得る。スキージ33が破損するような抵抗を硬化した造形用粉末層41からスキージ33が受けた場合は、制御部4は、スキージ33のスキージングを途中で中断し、制御部4が備える表示部などにエラーを表示する。 Note that the squeegee 33 may interfere with the three-dimensional structure O and be damaged due to factors such as deformation of the three-dimensional structure O. Further, if the modeling powder layer 41 is preheated excessively, the modeling powder layer 41, which is harder than the state assumed in the specifications of the three-dimensional printing apparatus 1A, interferes with the squeegee 33, causing damage to the squeegee 33. It is possible to do so. If the squeegee 33 receives such resistance from the hardened modeling powder layer 41 that the squeegee 33 is damaged, the control unit 4 interrupts the squeezing of the squeegee 33 midway through, and displays a display unit included in the control unit 4. Show error.

つぎに、上述した構成を有する実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aを用いた三次元造形物Oの製造方法について説明する。図22は、実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aの動作の手順を示すフローチャートである。 Next, a method for manufacturing a three-dimensional structure O using the three-dimensional structure device 1A according to the first embodiment having the above-described configuration will be described. FIG. 22 is a flowchart showing the operation procedure of the three-dimensional printing apparatus 1A according to the first embodiment.

まず、ステップS110において、造形用粉末Aが、ホッパ34からベースプレート31上に供給される。具体的に、制御部4が、造形用粉末Aをホッパ34からベースプレート31上に供給する制御を行う。制御部4は、ベースプレート31上へ所望の粉末供給量の造形用粉末Aが供給されるように、シャッター40に対して制御信号を送信して、シャッター40の開閉制御を行う。これにより、所望の粉末供給量の造形用粉末Aが、照射領域37および照射領域37の周辺を含むベースプレート31上に、ホッパ34から供給され、ベースプレート31上に造形用粉末層41が形成される。その後、ステップS120に進む。 First, in step S110, modeling powder A is supplied onto the base plate 31 from the hopper 34. Specifically, the control unit 4 controls the supply of the modeling powder A from the hopper 34 onto the base plate 31. The control unit 4 transmits a control signal to the shutter 40 to control opening and closing of the shutter 40 so that a desired amount of powder A for modeling is supplied onto the base plate 31 . As a result, a desired powder supply amount of modeling powder A is supplied from the hopper 34 onto the irradiation area 37 and the base plate 31 including the periphery of the irradiation area 37, and a modeling powder layer 41 is formed on the base plate 31. . After that, the process advances to step S120.

ステップS120では、スキージ33が、予め決められたスキージング開始位置に配置される。具体的に、制御部4が、スキージ33をスキージング開始位置に配置する。制御部4は、スキージ33をスキージング開始位置に移動させるための制御信号を、スキージ駆動部38に送信する。スキージ駆動部38は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従ってガイド43をガイドレール43aの延在方向に移動させることにより、スキージ33をスキージング開始位置に移動させる。これにより、スキージ33が、予め決められたスキージング開始位置に配置される。その後、ステップS130に進む。 In step S120, the squeegee 33 is placed at a predetermined squeegee starting position. Specifically, the control unit 4 places the squeegee 33 at the squeegee starting position. The control unit 4 transmits a control signal for moving the squeegee 33 to the squeegee starting position to the squeegee drive unit 38. The squeegee drive unit 38 receives the control signal transmitted from the control unit 4, and moves the guide 43 in the extending direction of the guide rail 43a according to the control signal, thereby moving the squeegee 33 to the squeegee starting position. Thereby, the squeegee 33 is placed at a predetermined squeegee starting position. After that, the process advances to step S130.

スキージング開始位置は、ベースプレート31の面内方向におけるベースプレート31上の位置であってスキージ33による造形用粉末Aの表面を敷き均すスキージング処理における、往路スキージングの開始位置である。 The squeegee start position is a position on the base plate 31 in the in-plane direction of the base plate 31, and is a start position of outward squeegeeing in the squeegee process of leveling the surface of the modeling powder A by the squeegee 33.

ステップS130では、屈曲部33bが、ベースプレート31の面内方向において予め決められた往路スキージング用の設定角度の位置に配置される。具体的に、制御部4が、ベースプレート31の面内方向において、屈曲部33bの傾斜角αを、予め決められた往路スキージング用の第1傾斜角θの初期値に設定する。 In step S130, the bent portion 33b is arranged at a position at a predetermined set angle for outward squeezing in the in-plane direction of the base plate 31. Specifically, the control unit 4 sets the inclination angle α of the bent portion 33b in the in-plane direction of the base plate 31 to the initial value of the predetermined first inclination angle θ for outward squeezing.

制御部4は、屈曲部33bを往路スキージング用の第1傾斜角θの位置に配置するための制御信号を、角度調整部42に送信する。角度調整部42は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従って屈曲部33bを予め決められた第1傾斜角θの位置に移動させる。これにより、屈曲部33bが、ベースプレート31の面内方向において予め決められた往路スキージング用の第1傾斜角θの位置に配置され、屈曲部33bの傾斜角αが第1傾斜角θに設定される。 The control section 4 transmits a control signal to the angle adjustment section 42 for arranging the bending section 33b at the position of the first inclination angle θ for outward squeezing. The angle adjustment section 42 receives the control signal transmitted from the control section 4, and moves the bending section 33b to a position having a predetermined first inclination angle θ according to the control signal. As a result, the bent portion 33b is placed at a predetermined first inclination angle θ for outward squeezing in the in-plane direction of the base plate 31, and the inclination angle α of the bent portion 33b is set to the first inclination angle θ. be done.

往路スキージングにおいて、屈曲部33bは、第1傾斜角θの位置に配置された後は、角度調整部42が制御部4から送信された新たな制御信号を受信するまでは、予め決められた第1傾斜角θの位置に配置された状態が維持される。すなわち、往路スキージングにおいて、角度調整部42は、制御部4から送信された新たな第1傾斜角θを指示する制御信号を受信するまでは、屈曲部33bの傾斜角αを、ステップS130で設定した第1傾斜角θに維持する。その後、ステップS140に進む。 In the outward squeezing, after the bending portion 33b is placed at the position of the first inclination angle θ, the bending portion 33b remains at the predetermined angle until the angle adjustment portion 42 receives a new control signal transmitted from the control portion 4. The state where it is arranged at the first inclination angle θ is maintained. That is, in the outward squeegeeing, the angle adjustment unit 42 does not adjust the inclination angle α of the bending portion 33b in step S130 until it receives the control signal instructing the new first inclination angle θ transmitted from the control unit 4. The set first inclination angle θ is maintained. After that, the process advances to step S140.

すなわち、ステップS130では、スキージング工程の前に角度調整用アクチュエータが屈曲部33bをスキージ本体部31aに対して回転させることにより、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bの先端部が予め決められたスキージの進行方向における下流側に屈曲したU形状とされる。 That is, in step S130, the angle adjusting actuator rotates the bending part 33b with respect to the squeegee main body 31a before the squeegeeing step, so that the tip of the bending part 33b is predetermined in the in-plane direction of the base plate 31. It has a U-shape bent downstream in the direction in which the squeegee moves.

なお、屈曲部33bの設定角度の初期値の第1傾斜角θの設定値は、予め制御部4に登録された値が用いられる。ただし、屈曲部33bの設定角度の初期値の第1傾斜角θは、予め制御部4に登録された値に限定されるものではない。初期値の設定方法については後述する。 Note that a value registered in advance in the control unit 4 is used as the setting value of the first inclination angle θ, which is the initial value of the setting angle of the bending portion 33b. However, the first inclination angle θ, which is the initial value of the set angle of the bending portion 33b, is not limited to the value registered in the control unit 4 in advance. The method for setting the initial value will be described later.

ステップS140では、スキージ33による往路スキージングが、開始される。具体的に、制御部4が、スキージ33の動作を制御してスキージ33による往路スキージングを開始させる。制御部4は、スキージ33の動作を開始させてスキージ33による往路スキージングを開始させるための制御信号を、スキージ駆動部38に送信する。スキージ駆動部38は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従ってスキージ33の動作を制御して、スキージ33による往路スキージングを開始させる。これにより、スキージ33による往路スキージングが、開始される。ここで、スキージ33による往路スキージングでは、スキージ33は、屈曲部33bが第1傾斜角θの位置に配置された状態を維持している。その後、ステップS150に進む。 In step S140, outward squeegeeing by the squeegee 33 is started. Specifically, the control unit 4 controls the operation of the squeegee 33 to start forward squeegeeing by the squeegee 33. The control unit 4 transmits a control signal to the squeegee drive unit 38 to start the operation of the squeegee 33 and start forward squeegeeing by the squeegee 33. The squeegee drive unit 38 receives the control signal transmitted from the control unit 4, controls the operation of the squeegee 33 in accordance with the control signal, and causes the squeegee 33 to start forward squeezing. As a result, outward squeegeeing by the squeegee 33 is started. Here, in the outward squeegeeing by the squeegee 33, the squeegee 33 maintains a state in which the bent portion 33b is arranged at the position of the first inclination angle θ. After that, the process advances to step S150.

すなわち、往路スキージングは、ベースプレート31の上方においてスキージ33がベースプレート31の面内方向における予め決められた進行方向に移動することにより、ベースプレート31上に供給された造形用粉末Aを敷き均す、スキージング工程といえる。 That is, in the forward squeegeeing, the squeegee 33 moves above the base plate 31 in a predetermined advancing direction in the in-plane direction of the base plate 31, thereby spreading the modeling powder A supplied on the base plate 31. It can be called a squeegeeing process.

ステップS150では、造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であるか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であるか否かを判定する。 In step S150, it is determined whether the flow resistance value received from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value. Specifically, the control unit 4 determines whether the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value.

制御部4は、往路スキージング中において、スキージ33が受ける負荷である、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値を間接的に計測する。制御部4は、スキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータから送信されるスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の情報に基づいて、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値を間接的に計測する。ここで、スキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値が大きいほど、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が大きい。制御部4は、往路スキージング中にスキージ駆動用アクチュエータから制御部4に送信されるスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流の大きさである駆動電流値の情報を受信する。 The control unit 4 indirectly measures the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A, which is the load that the squeegee 33 receives during outward squeegeeing. The control unit 4 indirectly measures the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A based on the information on the drive current value of the squeegee drive actuator transmitted from the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38. . Here, the greater the drive current value of the squeegee drive actuator, the greater the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A. The control unit 4 receives information on the drive current value, which is the magnitude of the drive current of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38, which is transmitted from the squeegee drive actuator to the control unit 4 during outward squeegeeing.

そして、制御部4は、スキージ駆動用アクチュエータから取得した駆動電流値の情報を予め決められた基準値である第1基準値と比較する。第1基準値は、過去の実験結果に基づき、スキージ33が破損した場合、または三次元造形物Oが破損した場合に関する複数の情報に基づいて決められる値であり、スキージ33および三次元造形物Oが破損しない値に設定される。 Then, the control unit 4 compares the information on the drive current value acquired from the squeegee drive actuator with a first reference value that is a predetermined reference value. The first reference value is a value determined based on past experimental results and multiple pieces of information regarding cases in which the squeegee 33 is damaged or the three-dimensional structure O is damaged. O is set to a value that does not cause corruption.

造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値より大であると判定された場合は、ステップS150においてNoとなり、ステップS270に進む。造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であると判定された場合は、ステップS150においてYesとなり、ステップS160に進む。 If it is determined that the flow resistance value received from the modeling powder A is greater than a predetermined reference value, the answer is No in step S150, and the process proceeds to step S270. If it is determined that the flow resistance value received from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value, the answer is Yes in step S150, and the process proceeds to step S160.

ステップS270では、往路スキージングおよび三次元造形物Oの造形が中止され、エラー表示が行われる。具体的に、制御部4が、往路スキージングおよび三次元造形物Oの造形を中止させ、表示部5にエラー表示を行う。 In step S270, the outward squeezing and the modeling of the three-dimensional structure O are stopped, and an error message is displayed. Specifically, the control unit 4 stops the outward squeezing and the modeling of the three-dimensional structure O, and displays an error on the display unit 5.

制御部4は、スキージ33の移動を停止させる制御信号を、スキージ駆動部38に送信する。スキージ駆動部38は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従ってスキージ33を停止させる。これにより、往路スキージングおよび三次元造形物Oの造形が中止される。また、制御部4は、造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値より大である旨のエラーメッセージを表示させる制御信号を、表示部5に送信する。表示部5は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従ってエラーメッセージを表示する。そして、制御部4は、一連の三次元造形物Oの造形の制御処理を終了する。 The control unit 4 transmits a control signal to stop the movement of the squeegee 33 to the squeegee drive unit 38. The squeegee drive unit 38 receives the control signal transmitted from the control unit 4 and stops the squeegee 33 in accordance with the control signal. As a result, the outward squeegeeing and the modeling of the three-dimensional structure O are stopped. Further, the control unit 4 transmits a control signal to the display unit 5 to display an error message indicating that the flow resistance value received from the modeling powder A is larger than a predetermined reference value. The display unit 5 receives the control signal transmitted from the control unit 4 and displays an error message in accordance with the control signal. Then, the control unit 4 ends the series of control processing for modeling the three-dimensional structure O.

ステップS160では、往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したか否かを判定する。 In step S160, it is determined whether squeegeeing has been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the forward squeegeeing. Specifically, the control unit 4 determines whether squeegeeing has been completed to the end of the base plate 31 in the direction of movement of the squeegee 33 in the outward squeegeeing.

制御部4は、例えばスキージ駆動部38から送信されるスキージ33の位置情報またはスキージ33の往路スキージングの開始からの経過時間といった情報に基づいて、スキージ33が往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部に到達したか否かを判定する。なお、スキージ33が往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部に到達したか否かを制御部4が判定する方法は、限定されない。 The control unit 4 controls the progress of the squeegee 33 in the outward squeegeeing based on information such as the position information of the squeegee 33 transmitted from the squeegee drive unit 38 or the elapsed time from the start of the outward squeegeeing of the squeegee 33, for example. It is determined whether the end of the base plate 31 in the direction has been reached. Note that the method by which the control unit 4 determines whether or not the squeegee 33 has reached the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 during outward squeegeeing is not limited.

往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了していないと判定された場合は、ステップS160においてNoとなり、ステップS150に戻る。往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したと判定された場合は、ステップS160においてYesとなり、ステップS170に進む。 If it is determined that the squeegeeing has not been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the result in step S160 is No, and the process returns to step S150. If it is determined that the squeegeeing has been completed up to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the answer is Yes in step S160, and the process proceeds to step S170.

ステップS170では、屈曲部33bが、ベースプレート31の面内方向において予め決められた復路スキージング用の設定角度の位置に配置される。具体的に、制御部4が、ベースプレート31の面内方向において、屈曲部33bの傾斜角αを、予め決められた往路スキージング用の第2傾斜角θ’に設定する。 In step S170, the bent portion 33b is placed at a predetermined set angle for return squeezing in the in-plane direction of the base plate 31. Specifically, the control unit 4 sets the inclination angle α of the bent portion 33b in the in-plane direction of the base plate 31 to a predetermined second inclination angle θ′ for outward squeezing.

制御部4は、屈曲部33bを復路スキージング用の第2傾斜角θ’の位置に配置するための制御信号を、角度調整部42に送信する。角度調整部42は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従って屈曲部33bを予め決められた復路スキージング用の第2傾斜角θ’の位置に移動させる。これにより、屈曲部33bが、ベースプレート31の面内方向において予め決められた復路スキージング用の第2傾斜角θ’の位置に配置され、屈曲部33bの傾斜角αが第2傾斜角θ’に設定される。 The control unit 4 transmits a control signal to the angle adjustment unit 42 for arranging the bending portion 33b at the position of the second inclination angle θ' for return squeezing. The angle adjustment section 42 receives the control signal transmitted from the control section 4, and moves the bending section 33b to a predetermined position of a second inclination angle θ' for homeward squeezing according to the control signal. As a result, the bent portion 33b is arranged at a predetermined second inclination angle θ' for return squeezing in the in-plane direction of the base plate 31, and the inclination angle α of the bent portion 33b is set to the second inclination angle θ'. is set to

したがって、制御部4は、スキージング処理を往路スキージングから復路スキージングに切り替える際に、屈曲部33bの傾斜角αを第1傾斜角θから第2傾斜角θ’に変更する。その後、ステップS180に進む。 Therefore, when switching the squeezing process from outward squeezing to return squeezing, the control unit 4 changes the inclination angle α of the bent portion 33b from the first inclination angle θ to the second inclination angle θ'. After that, the process advances to step S180.

すなわち、ステップS170では、スキージング工程の前に角度調整用アクチュエータが屈曲部33bをスキージ本体部31aに対して回転させることにより、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bの先端部が予め決められたスキージの進行方向における下流側に屈曲したU形状とされる。 That is, in step S170, the angle adjustment actuator rotates the bending part 33b with respect to the squeegee body part 31a before the squeegeeing step, so that the tip of the bending part 33b is predetermined in the in-plane direction of the base plate 31. It has a U-shape bent downstream in the direction in which the squeegee moves.

ステップS180では、スキージ33による復路スキージングが、開始される。具体的に、制御部4が、スキージ33の動作を制御してスキージ33による復路スキージングを開始させる。制御部4は、スキージ33の動作を開始させてスキージ33による復路スキージングを開始させるための制御信号を、スキージ駆動部38に送信する。スキージ駆動部38は、制御部4から送信された制御信号を受信し、当該制御信号に従ってスキージ33の動作を制御して、スキージ33による復路スキージングを開始させる。これにより、スキージ33による復路スキージングが、開始される。ここで、スキージ33による復路スキージングでは、スキージ33は、屈曲部33bが第2傾斜角θ’の位置に配置された状態を維持している。その後、ステップS190に進む。 In step S180, return squeegeeing by the squeegee 33 is started. Specifically, the control unit 4 controls the operation of the squeegee 33 to start return squeegeeing by the squeegee 33. The control unit 4 transmits a control signal to the squeegee drive unit 38 to start the operation of the squeegee 33 and start return squeegeeing by the squeegee 33. The squeegee drive section 38 receives the control signal transmitted from the control section 4, controls the operation of the squeegee 33 in accordance with the control signal, and starts return squeegeeing by the squeegee 33. As a result, return squeegeeing by the squeegee 33 is started. Here, in the return squeegeeing by the squeegee 33, the squeegee 33 maintains a state in which the bent portion 33b is located at the second inclination angle θ'. After that, the process advances to step S190.

すなわち、復路スキージングは、ベースプレート31の上方においてスキージ33がベースプレート31の面内方向における予め決められた進行方向に移動することにより、ベースプレート31上に供給された造形用粉末Aを敷き均す、スキージング工程といえる。 That is, the return squeegee spreads the modeling powder A supplied on the base plate 31 by moving the squeegee 33 above the base plate 31 in a predetermined advancing direction in the in-plane direction of the base plate 31. It can be called a squeegeeing process.

ステップS190では、造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であるか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であるか否かを判定する。ステップS190は、上述したステップS150と同様にして行われる。 In step S190, it is determined whether the flow resistance value received from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value. Specifically, the control unit 4 determines whether the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value. Step S190 is performed in the same manner as step S150 described above.

造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値より大であると判定された場合は、ステップS190においてNoとなり、ステップS270に進む。造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であると判定された場合は、ステップS190においてYesとなり、ステップS200に進む。 If it is determined that the flow resistance value received from the modeling powder A is greater than a predetermined reference value, the answer is No in step S190, and the process proceeds to step S270. If it is determined that the flow resistance value received from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value, the answer is Yes in step S190, and the process proceeds to step S200.

ステップS200では、復路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、復路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したか否かを判定する。ステップS200は、上述したステップS160と同様にして行われる。この場合、ステップS160の説明における往路スキージングは、復路スキージングと読み替えられる。 In step S200, it is determined whether the return squeegeeing has been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33. Specifically, the control unit 4 determines whether squeegeeing has been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 during the return squeegeeing. Step S200 is performed in the same manner as step S160 described above. In this case, outward squeezing in the description of step S160 can be read as return squeezing.

復路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了していないと判定された場合は、ステップS200においてNoとなり、ステップS190に戻る。復路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したと判定された場合は、ステップS200においてYesとなり、ステップS210に進む。 If it is determined that the return squeegeeing has not been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33, the answer is No in step S200, and the process returns to step S190. If it is determined that the return squeegeeing has been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33, the answer is Yes in step S200, and the process proceeds to step S210.

ステップS210では、必要なスキージングが完了したか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、必要なスキージングが完了したか否かを判定する。制御部は、予め決められたスキージングの処理回数である設定処理回数のスキージング処理が行われたか否か、すなわち予め決められた回数の往路スキージングおよび復路スキージングが行われたか否かを判定して、必要なスキージングが完了したか否かを判定する。 In step S210, it is determined whether the necessary squeezing has been completed. Specifically, the control unit 4 determines whether the necessary squeezing has been completed. The control unit determines whether or not the squeezing process has been performed a set number of times, which is a predetermined number of times the squeezing process has been performed, that is, whether or not the outbound and return route squeezing processes have been performed a predetermined number of times. to determine whether the necessary squeezing has been completed.

設定処理回数の情報は、予め制御部に記憶されている。また、制御部4は、往路スキージングおよび復路スキージングが終了するたびに、終了した往路スキージングおよび復路スキージングの回数、すなわち終了したスキージングの回数の情報を記憶する。制御部4は、記憶している終了したスキージングの回数の情報と、設定処理回数の情報とを比較することにより、必要なスキージングが完了したか否かを判定する。 Information on the number of times of setting processing is stored in advance in the control unit. Moreover, the control unit 4 stores information on the number of times of outgoing and returning squeezing, that is, the number of times of completed squeezing, each time outgoing and returning squeezing is completed. The control unit 4 determines whether or not the necessary squeezing has been completed by comparing the stored information on the number of times of completed squeezing with the information on the number of set processing times.

必要なスキージングが完了していないと判定された場合は、ステップS210においてNoとなり、ステップS260に進む。必要なスキージングが完了したと判定された場合は、ステップS210においてYesとなり、ステップS220に進む。 If it is determined that the necessary squeezing has not been completed, the answer is No in step S210, and the process proceeds to step S260. If it is determined that the necessary squeezing has been completed, the answer is Yes in step S210, and the process proceeds to step S220.

ステップS260では、スキージングにおける異常であるスキージング異常が発生しているか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、スキージング異常が発生しているか否かを判定する。制御部4は、例えばスキージ駆動部38または角度調整部42といった構成部から以上の通知を受信している場合に、スキージング異常が発生していると判定する。制御部4は、例えばスキージ駆動部38または角度調整部42といった構成部から以上の通知を受信していない場合に、スキージング異常が発生していないと判定する。 In step S260, it is determined whether a squeezing abnormality, which is an abnormality in squeezing, has occurred. Specifically, the control unit 4 determines whether or not a squeezing abnormality has occurred. When the control unit 4 receives the above notification from a component such as the squeegee drive unit 38 or the angle adjustment unit 42, the control unit 4 determines that a squeegee abnormality has occurred. If the control unit 4 has not received the above notification from the component such as the squeegee drive unit 38 or the angle adjustment unit 42, the control unit 4 determines that no squeegee abnormality has occurred.

スキージング異常が発生していないと判定された場合は、ステップS260においてNoとなり、ステップS120に戻る。スキージング異常が発生していると判定された場合は、ステップS260においてYesとなり、ステップS270に進む。 If it is determined that no squeezing abnormality has occurred, the answer is No in step S260, and the process returns to step S120. If it is determined that a squeezing abnormality has occurred, the answer is Yes in step S260, and the process proceeds to step S270.

ステップS220では、ベースプレート31上の造形用粉末層41の造形用粉末Aに対して、造形用粉末Aを予備加熱するための余熱用の電子ビームBが、照射される。具体的に、制御部4が、ベースプレート31上の造形用粉末層41の造形用粉末Aに対して、余熱用の電子ビームBを照射する制御を行う。すなわち、三次元造形物Oの造形を行う前に電子ビーム出射部2が、ベースプレート31上の照射領域37に配置された造形用粉末Aに対して余熱用の電子ビームBを照射し、照射領域37に配置された造形用粉末Aの表面をあらかじめ決められた温度に昇温させる造形用粉末Aの予備的な加熱である予備加熱を行う。 In step S220, the modeling powder A of the modeling powder layer 41 on the base plate 31 is irradiated with a preheating electron beam B for preheating the modeling powder A. Specifically, the control unit 4 performs control to irradiate the modeling powder A of the modeling powder layer 41 on the base plate 31 with the electron beam B for residual heat. That is, before modeling the three-dimensional object O, the electron beam emitting unit 2 irradiates the modeling powder A placed in the irradiation area 37 on the base plate 31 with the electron beam B for preheating, and Preheating, which is preliminary heating of the modeling powder A, is performed to raise the temperature of the surface of the modeling powder A placed at 37 to a predetermined temperature.

ステップS210において必要なスキージングが完了したと判定された場合は、スキージ33によるスキージングによって、照射領域37および照射領域37の周辺を含むベースプレート31上に造形用粉末Aが敷き均されて、所望の状態の造形用粉末層41が形成されている。制御部4は、余熱用の電子ビームBの出射制御として、電子銃部21に制御信号を送信する。制御部4から電子銃部21に送信された制御信号に基づいて、電子銃部21から余熱用の電子ビームBが照射領域37に出射される。その後、ステップS230に進む。 If it is determined in step S210 that the necessary squeegeeing has been completed, the modeling powder A is spread evenly on the base plate 31 including the irradiation area 37 and the periphery of the irradiation area 37 by squeezing with the squeegee 33, and The modeling powder layer 41 in the state shown in FIG. The control unit 4 transmits a control signal to the electron gun unit 21 to control the emission of the electron beam B for residual heat. Based on a control signal transmitted from the control section 4 to the electron gun section 21 , the electron beam B for residual heat is emitted from the electron gun section 21 to the irradiation region 37 . After that, the process advances to step S230.

ステップS230では、ステップS220による余熱後のベースプレート31上の造形用粉末層41の造形用粉末Aに対して、造形用粉末Aを溶融凝固させるための溶融用の電子ビームBが、照射される。具体的に、制御部4が、ステップS220による余熱後のベースプレート31上の造形用粉末層41の造形用粉末Aに対して溶融用の電子ビームBを照射する制御を行う。制御部4は、溶融用の電子ビームBの出射制御として、電子銃部21に制御信号を送信する。制御部4から電子銃部21に送信された制御信号に基づいて、電子銃部21から溶融用の電子ビームBが造形用粉末層41の照射領域37に出射される。その後、ステップS240に進む。 In step S230, the modeling powder A of the modeling powder layer 41 on the base plate 31 after being preheated in step S220 is irradiated with a melting electron beam B for melting and solidifying the modeling powder A. Specifically, the control unit 4 performs control to irradiate the modeling powder A of the modeling powder layer 41 on the base plate 31 after the preheating in step S220 with the melting electron beam B. The control unit 4 transmits a control signal to the electron gun unit 21 to control the emission of the electron beam B for melting. Based on a control signal transmitted from the control unit 4 to the electron gun unit 21, the electron beam B for melting is emitted from the electron gun unit 21 to the irradiation area 37 of the modeling powder layer 41. After that, the process advances to step S240.

ステップS240では、造形すべき三次元造形物Oの全ての層の造形が完了したか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、造形すべき三次元造形物Oの全ての層の造形が完了したか否かを判定する。 In step S240, it is determined whether all layers of the three-dimensional structure O to be modeled have been completed. Specifically, the control unit 4 determines whether modeling of all layers of the three-dimensional structure O to be modeled has been completed.

造形すべき三次元造形物Oの全ての層の造形が完了していないと判定された場合は、ステップS240においてNoとなり、ステップS250に進む。造形すべき三次元造形物Oの全ての層の造形が完了したと判定された場合は、ステップS240においてYesとなり、制御部4は、一連の三次元造形物Oの造形の制御処理を終了する。 If it is determined that all the layers of the three-dimensional structure O to be modeled have not been completed, the answer is No in step S240, and the process proceeds to step S250. If it is determined that the modeling of all the layers of the three-dimensional structure O to be modeled is completed, the answer is Yes in step S240, and the control unit 4 ends the series of control processing for modeling the three-dimensional structure O. .

ステップS250では、造形が行われた造形用粉末層41の次に形成される造形用粉末層41の厚さの分だけ、昇降ステージ35が降下する。具体的に、制御部4が、造形が行われた造形用粉末層41の次に形成される造形用粉末層41の厚さの分だけ、昇降ステージ35を降下させる。その後、ステップS110に戻る。 In step S250, the elevating stage 35 is lowered by the thickness of the modeling powder layer 41 that is formed next to the modeling powder layer 41 that has been modeled. Specifically, the control unit 4 lowers the elevating stage 35 by the thickness of the modeling powder layer 41 that is formed next to the modeling powder layer 41 that has been modeled. After that, the process returns to step S110.

つぎに、屈曲部33bの第1傾斜角θの初期値の角度設定方法について説明する。図23は、実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aにおける屈曲部33bの第1傾斜角θの初期値の設定方法の手順を示すフローチャートである。以下では、上述した図22に示したフローチャートと同じステップについては説明を省略し、図22に示したフローチャートと異なるステップについて説明する。 Next, a method of setting the initial value of the first inclination angle θ of the bent portion 33b will be described. FIG. 23 is a flowchart showing a procedure for setting the initial value of the first inclination angle θ of the bent portion 33b in the three-dimensional printing apparatus 1A according to the first embodiment. In the following, description of steps that are the same as those in the flowchart shown in FIG. 22 described above will be omitted, and steps that are different from the flowchart shown in FIG. 22 will be described.

ステップS310では、ベースプレート31の面内方向においてスキージ33の屈曲部33bを変位させることにより、屈曲部33bの第1傾斜角θが、任意の初期値の角度に設定される。具体的に、制御部4が、ベースプレート31の面内方向においてスキージ33の屈曲部33bを変位させることにより、屈曲部33bの第1傾斜角θを任意の初期値の角度に設定する。その後、ステップS320に進む。 In step S310, by displacing the bent portion 33b of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31, the first inclination angle θ of the bent portion 33b is set to an arbitrary initial value. Specifically, the control unit 4 displaces the bent portion 33b of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31, thereby setting the first inclination angle θ of the bent portion 33b to an arbitrary initial value. After that, the process advances to step S320.

ステップS320では、スキージ33による往路スキージングが、開始される。具体的に、制御部4が、スキージ33の動作を制御してスキージ33による往路スキージングを開始させる。その後、ステップS150およびステップS160が行われる。 In step S320, outward squeegeeing by the squeegee 33 is started. Specifically, the control unit 4 controls the operation of the squeegee 33 to start forward squeegeeing by the squeegee 33. After that, step S150 and step S160 are performed.

ステップS160において、往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了していないと判定された場合は、ステップS160においてNoとなり、ステップS150に戻る。往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したと判定された場合は、ステップS160においてYesとなり、ステップS330に進む。 If it is determined in step S160 that the squeegeeing has not been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the result in step S160 is No, and the process returns to step S150. If it is determined that the squeegeeing has been completed up to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the answer is Yes in step S160, and the process proceeds to step S330.

ステップS330では、屈曲部33bの角度変更が必要であるか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、屈曲部33bの第1傾斜角θの角度変更が必要であるか否かを判定する。 In step S330, it is determined whether or not it is necessary to change the angle of the bent portion 33b. Specifically, the control unit 4 determines whether or not it is necessary to change the first inclination angle θ of the bent portion 33b.

制御部4は、往路スキージング中のステップS150において、スキージ33が受ける負荷である、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値を間接的に計測している。制御部4は、スキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータから送信されるスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の情報に基づいて、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値を間接的に計測する。 The control unit 4 indirectly measures the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A, which is the load that the squeegee 33 receives in step S150 during the outward squeegeeing. The control unit 4 controls the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A based on the information on the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 that is transmitted from the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38. Measure indirectly.

そして、制御部4は、スキージ駆動用アクチュエータから取得した駆動電流値の情報を予め決められた基準値である第2基準値と比較し、現在の屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度が妥当であるか否かを判定する。第2基準値は、過去の実験結果に基づく複数の情報に基づいて決められる。複数の情報は、例えばスキージ33が破損した場合にスキージ駆動用アクチュエータから送信されたスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の情報、および三次元造形物Oが破損した場合にスキージ駆動用アクチュエータから送信されたスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の情報、スキージ33の高さの情報、ホッパ34からベースプレート31上に供給された造形用粉末Aの粉末供給量の情報などの各種の情報が挙げられる。なお、第2基準値は、上述したステップS150における第1基準値と同じ値であってよい。 Then, the control unit 4 compares the information on the drive current value acquired from the squeegee drive actuator with a second reference value that is a predetermined reference value, and determines the current setting angle of the first inclination angle θ of the bending portion 33b. Determine whether or not it is valid. The second reference value is determined based on a plurality of pieces of information based on past experimental results. The plural pieces of information include, for example, information on the drive current value of the squeegee drive actuator that is sent from the squeegee drive actuator when the squeegee 33 is damaged, and information that is sent from the squeegee drive actuator when the three-dimensional object O is damaged. Various types of information are included, such as information on the drive current value of the squeegee drive actuator, information on the height of the squeegee 33, and information on the powder supply amount of the modeling powder A supplied from the hopper 34 onto the base plate 31. Note that the second reference value may be the same value as the first reference value in step S150 described above.

制御部4は、造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下である場合に、屈曲部33bの角度変更が必要ないと判定する。制御部4は、造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値より大である場合に、屈曲部33bの角度変更が必要であると判定する。 The control unit 4 determines that there is no need to change the angle of the bent portion 33b when the flow resistance value received from the modeling powder A is equal to or less than a predetermined reference value. The control unit 4 determines that it is necessary to change the angle of the bent portion 33b when the flow resistance value received from the modeling powder A is greater than a predetermined reference value.

屈曲部33bの角度変更が必要ないと判定された場合は、ステップS330においてNoとなり、ステップS380に進む。屈曲部33bの角度変更が必要であると判定された場合は、ステップS330においてYesとなり、ステップS340に進む。 If it is determined that there is no need to change the angle of the bent portion 33b, the answer is No in step S330, and the process proceeds to step S380. If it is determined that the angle of the bent portion 33b needs to be changed, the answer is Yes in step S330, and the process proceeds to step S340.

ステップS380では、現在の屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度が、制御部4に登録あるいは更新されて、記憶される。具体的に、制御部4が、現在の屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度を制御部4に登録して記憶する。また、現在の屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度がすでに制御部4に登録されている場合には、制御部4は、当該第1傾斜角θの設定角度の更新を行って、記憶する。そして、制御部4は、一連の屈曲部33bの第1傾斜角θの初期値の設定処理を終了する。 In step S380, the current set angle of the first inclination angle θ of the bent portion 33b is registered or updated in the control unit 4 and stored. Specifically, the control unit 4 registers and stores the current setting angle of the first inclination angle θ of the bent portion 33b in the control unit 4. Further, if the current setting angle of the first inclination angle θ of the bending portion 33b is already registered in the control unit 4, the control unit 4 updates the setting angle of the first inclination angle θ, Remember. Then, the control unit 4 ends the process of setting the initial value of the first inclination angle θ of the series of bent portions 33b.

ステップS340では、ステップS150で取得したスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の大きさに基づいて、屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度が、変更される。具体的に、制御部4が、ステップS150で取得したスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の大きさに基づいて、屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度を変更する。制御部4は、過去の実験結果に基づく複数の情報に基づいて、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が小さくなるように、すなわちスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値が小さくなるように、屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度を変更する。その後、ステップS350に進む。 In step S340, the setting angle of the first inclination angle θ of the bending portion 33b is changed based on the magnitude of the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 obtained in step S150. Specifically, the control unit 4 changes the setting angle of the first inclination angle θ of the bending portion 33b based on the magnitude of the drive current value of the squeegee drive actuator acquired in step S150. The control unit 4 controls the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A based on a plurality of pieces of information based on past experimental results, that is, so that the drive current value of the squeegee drive actuator becomes small. , the setting angle of the first inclination angle θ of the bent portion 33b is changed. After that, the process advances to step S350.

ステップS350では、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要であるか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要であるか否かを判定する。制御部4は、スキージング時にスキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が極端に小さい場合は、ベースプレート31上への造形用粉末Aの供給量が少ないと判定し、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要であると判定する。具体的に、制御部4は、上述したステップS150で取得したスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値を予め決められた下限基準値と比較して、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要であるか否かを判定する。 In step S350, it is determined whether it is necessary to additionally supply the modeling powder A onto the base plate 31. Specifically, the control unit 4 determines whether or not it is necessary to additionally supply the modeling powder A onto the base plate 31. If the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A during squeegeeing is extremely small, the control unit 4 determines that the amount of modeling powder A supplied onto the base plate 31 is small, and controls the amount of modeling powder A supplied onto the base plate 31. It is determined that additional supply of modeling powder A is necessary. Specifically, the control unit 4 compares the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 acquired in step S150 with a predetermined lower limit reference value, and controls the amount of the modeling powder onto the base plate 31. Determine whether additional supply of A is necessary.

下限基準値は、スキージ33がベースプレート31上の造形用粉末Aを敷き均して造形用粉末層41を形成する際にスキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値の下限値である。スキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値が下限基準値以下である場合は、ベースプレート31上の造形用粉末Aを敷き均して所望の厚さの造形用粉末層41を形成するために必要な、ベースプレート31上における造形用粉末Aの供給量が不足している状態である。 The lower limit reference value is the lower limit value of the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A when the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the base plate 31 to form the modeling powder layer 41. If the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 is below the lower limit reference value, the modeling powder A on the base plate 31 is spread evenly to form the modeling powder layer 41 with the desired thickness. The amount of modeling powder A needed to be supplied on the base plate 31 is insufficient.

制御部4は、ステップS150で取得したスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値が下限基準値未満である場合に、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要であると判定する。制御部4は、ステップS150で取得したスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値が下限基準値以上である場合に、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要ないと判定する。 When the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 obtained in step S150 is less than the lower limit reference value, the control unit 4 determines that it is necessary to additionally supply the modeling powder A onto the base plate 31. judge. When the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 obtained in step S150 is equal to or higher than the lower limit reference value, the control unit 4 determines that additional supply of the modeling powder A onto the base plate 31 is not necessary. do.

ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給が必要ないと判定された場合は、ステップS350においてNoとなり、ステップS320に戻り、ステップS340で変更された屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度で往路スキージングが開始される。この場合、ステップS120と同様にして、スキージ33が、予め決められたスキージング開始位置に配置され、往路スキージングが開始される。屈曲部33bの角度変更が必要であると判定された場合は、ステップS350においてYesとなり、ステップS360に進む。 If it is determined that it is not necessary to additionally supply the modeling powder A onto the base plate 31, the result is No in step S350, and the process returns to step S320, where the first inclination angle θ of the bent portion 33b changed in step S340 is set. Outbound squeezing starts at the angle. In this case, similarly to step S120, the squeegee 33 is placed at a predetermined squeegee start position, and outward squeegeeing is started. If it is determined that the angle of the bent portion 33b needs to be changed, the answer is Yes in step S350, and the process proceeds to step S360.

ステップS360では、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給量が、算出される。具体的に、制御部4が、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給量を算出する。その後、ステップS370に進む。 In step S360, the additional amount of modeling powder A to be supplied onto the base plate 31 is calculated. Specifically, the control unit 4 calculates the additional supply amount of the modeling powder A onto the base plate 31. After that, the process advances to step S370.

ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給量は、造形エリアの面積と、造形が行われた後の昇降ステージ35の下降量とに基づいて算出される。造形エリアの面積は、角筒状の造形ボックス36の開口面積、すなわち角筒状の軸方向と垂直な面における造形ボックス36の内部空間の断面積である。造形が行われた後の昇降ステージ35の下降量は、造形が行われた造形用粉末層41の次に形成される造形用粉末層41の一層の厚さである。そして、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給量は、スキージ33がベースプレート31上の造形用粉末Aを敷き均して造形用粉末層41を形成する際にスキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値と、ベースプレート31上への造形用粉末Aの粉末供給量の実験データと、に基づいて算出される。 The additional supply amount of the modeling powder A onto the base plate 31 is calculated based on the area of the modeling area and the amount of descent of the elevating stage 35 after modeling is performed. The area of the modeling area is the opening area of the rectangular tubular modeling box 36, that is, the cross-sectional area of the internal space of the modeling box 36 in a plane perpendicular to the axial direction of the rectangular tubular shape. The amount of descent of the elevating stage 35 after modeling is performed is the thickness of one layer of the modeling powder layer 41 formed next to the modeling powder layer 41 where modeling was performed. The additional supply amount of the modeling powder A onto the base plate 31 is such that when the squeegee 33 spreads the modeling powder A on the base plate 31 to form the modeling powder layer 41, the squeegee 33 supplies the modeling powder A to the base plate 31. It is calculated based on the flow resistance value received from the base plate 31 and experimental data on the powder supply amount of the modeling powder A onto the base plate 31.

また、ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給量の算出方法は、限定されない。ベースプレート31上への造形用粉末Aの追加供給量は、例えば、造形エリアにおいて造形用粉末Aが不足している面積に基づいて算出されてもよい。この場合、カメラといった撮像装置を用いて造形エリアを上部からモニタして造形エリアの色の濃淡を判定することで、造形エリアにおいて造形用粉末Aが不足している面積を算出することができる。 Further, the method for calculating the additional supply amount of the modeling powder A onto the base plate 31 is not limited. The amount of additional supply of the modeling powder A onto the base plate 31 may be calculated, for example, based on the area in which the modeling powder A is insufficient in the modeling area. In this case, by monitoring the modeling area from above using an imaging device such as a camera and determining the shading of the color of the modeling area, it is possible to calculate the area in which the modeling powder A is insufficient in the modeling area.

ステップS370では、造形用粉末Aが、ホッパ34からベースプレート31上に追加供給される。制御部4が、造形用粉末Aをホッパ34からベースプレート31上に追加供給する制御を行う。その後、ステップS320に戻り、ステップS340で変更された屈曲部33bの第1傾斜角θの設定角度で往路スキージングが開始される。この場合、ステップS120と同様にして、スキージ33が、予め決められたスキージング開始位置に配置され、往路スキージングが開始される。 In step S370, modeling powder A is additionally supplied onto the base plate 31 from the hopper 34. The control unit 4 controls the additional supply of the modeling powder A from the hopper 34 onto the base plate 31. Thereafter, the process returns to step S320, and outward squeezing is started at the set angle of the first inclination angle θ of the bent portion 33b that was changed in step S340. In this case, similarly to step S120, the squeegee 33 is placed at a predetermined squeegee start position, and outward squeegeeing is started.

したがって、実施の形態1によれば、三次元造形物が造形される造形ボックスと、造形ボックスの内部に設けられて造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、昇降ステージの上方に設けられて三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、ベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均すスキージと、を備え、ベースプレートにおける電子ビームの照射領域に供給された造形用粉末を電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置における三次元造形物の製造方法が実現される。当該三次元造形物の製造方法は、ベースプレートの上方においてスキージがベースプレートの面内方向における予め決められた進行方向に移動することにより、ベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均すスキージング工程を含む。また、スキージが、ベースプレートの面内方向において進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、ベースプレートの面内方向においてスキージ本体部の端部から延在して進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、を備える。そして、スキージが、ベースプレートの面内方向において屈曲部の先端部が進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態でベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均す。 Therefore, according to the first embodiment, there is a building box in which a three-dimensional object is built, a lifting stage provided inside the building box and movable in the height direction of the building box, and a lifting stage provided above the lifting stage. a base plate to which modeling powder is supplied for modeling a three-dimensional object; and a squeegee for leveling the modeling powder supplied onto the base plate; A method for manufacturing a three-dimensional object in a three-dimensional modeling apparatus that forms a three-dimensional object by repeating a process of selectively solidifying the powder by electron beam irradiation is realized. The method for producing a three-dimensional structure includes a squeegeeing process in which a squeegee is moved above the base plate in a predetermined advancing direction in the in-plane direction of the base plate, thereby spreading the modeling powder supplied on the base plate. including. In addition, the squeegee includes a squeegee main body that is linearly provided along a direction perpendicular to the traveling direction in the in-plane direction of the base plate, and a squeegee that extends from an end of the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate in the traveling direction. and a bending portion that is bendably provided on the downstream side of. Then, the squeegee spreads the modeling powder supplied onto the base plate in a U-shape in which the tip of the bent portion is bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate.

また、実施の形態1によれば、電子ビームの照射領域に供給された造形用粉末を電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、三次元造形物が造形される造形ボックスと、造形ボックスの内部に設けられて造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、昇降ステージの上方に設けられて三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、ベースプレートの上方に設けられてベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均すスキージと、を備える三次元造形装置が実現される。当該三次元造形装置は、スキージが、ベースプレートの面内方向において予め決められたスキージの進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、ベースプレートの面内方向においてスキージ本体部の端部から延在して進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、を備える。そして、スキージが、ベースプレートの面内方向において屈曲部の先端部が進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態で進行方向に移動することにより、ベースプレート上に供給された造形用粉末を敷き均す。 Further, according to the first embodiment, the three-dimensional modeling apparatus is a three-dimensional modeling apparatus that creates a three-dimensional object by repeating a process of selectively solidifying modeling powder supplied to an electron beam irradiation area by electron beam irradiation. There is a building box in which a three-dimensional object is built, a lifting stage provided inside the building box and movable in the height direction of the building box, and a lifting stage provided above the lifting stage to build a three-dimensional object. A three-dimensional modeling apparatus is realized that includes a base plate to which modeling powder to be modeled is supplied, and a squeegee that is provided above the base plate and spreads out the modeling powder supplied onto the base plate. The three-dimensional modeling apparatus has a squeegee that includes a squeegee main body that is linearly provided along a direction perpendicular to a predetermined traveling direction of the squeegee in the in-plane direction of the base plate, and a squeegee main body that is provided in a straight line in the in-plane direction of the base plate along a direction orthogonal to a predetermined advancing direction of the squeegee. and a bending part that extends from the end of the part and is provided so as to be bendable toward the downstream side in the traveling direction. Then, the squeegee moves in the direction of travel with the tip of the bent part bent downstream in the direction of travel in a U-shape in the in-plane direction of the base plate, thereby removing the modeling powder supplied onto the base plate. Spread it evenly.

上述したように、本実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aにおいては、スキージ本体部33aにおけるスキージ本体部33aの長手方向33aLの両端部に屈曲部33bを設けられている。すなわち、スキージ33は、スキージングにおけるスキージ33の進行方向に直交する方向の両端部にスキージ33の角度を調整する角度調整機構を備える。これにより、三次元造形装置1Aは、スキージ33を用いたスキージングにおいて、ベースプレート31上のスキージ33の進行方向に沿った端部からの造形用粉末Aの流出を防止することができ、またベースプレート31上のスキージ33の進行方向に沿った端部側の造形用粉末Aをベースプレート31上に集めることができる。 As described above, in the three-dimensional modeling apparatus 1A according to the first embodiment, the bent portions 33b are provided at both ends of the squeegee main body 33a in the longitudinal direction 33aL. That is, the squeegee 33 includes angle adjustment mechanisms for adjusting the angle of the squeegee 33 at both ends in a direction perpendicular to the direction in which the squeegee 33 moves during squeegeeing. Thereby, the three-dimensional modeling apparatus 1A can prevent the modeling powder A from flowing out from the end along the advancing direction of the squeegee 33 on the base plate 31 during squeezing using the squeegee 33, and The modeling powder A on the end side along the traveling direction of the squeegee 33 on the base plate 31 can be collected on the base plate 31.

すなわち、三次元造形装置1Aにおいては、スキージ33を用いてスキージングを行う際に、ベースプレート31の面内方向において、ベースプレート31の中央部からスキージ33の進行方向に沿ったベースプレート31の端部の領域に造形用粉末Aが移動し、さらに当該端部の領域からスキージ33が通過する範囲外の領域に造形用粉末Aが移動することを防止できる。これにより、三次元造形装置1Aでは、ベースプレート31の端部の領域において造形用粉末Aが適切に充填されない状態発生することが無い。 That is, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, when performing squeezing using the squeegee 33, in the in-plane direction of the base plate 31, from the center of the base plate 31 to the end of the base plate 31 along the advancing direction of the squeegee 33. It is possible to prevent the modeling powder A from moving to the region and further from moving from the end region to the region outside the range through which the squeegee 33 passes. As a result, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, a situation in which the modeling powder A is not appropriately filled in the end region of the base plate 31 does not occur.

また、三次元造形装置1Aでは、ベースプレート31の面内方向においてベースプレート31の中央部からスキージ33の進行方向に沿ったベースプレート31の端部の領域に移動した造形用粉末Aをベースプレート31の中央部側に戻してベースプレート31上に集めることができる。すなわち、三次元造形装置1Aでは、造形用粉末層41に対してスキージングを行う際に、造形用粉末層41として供給された造形用粉末Aをベースプレート31上に集めながら造形用粉末Aを敷き詰めることができる。これにより、三次元造形装置1Aでは、造形用粉末層41に対してスキージングを行う際に、造形用粉末層41に必要な量の造形用粉末Aを供給すればよく、必要以上の造形用粉末Aを投入する必要が無く、造形用粉末Aを効率良く敷設することができる。 In addition, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, the modeling powder A that has been moved from the center of the base plate 31 in the in-plane direction of the base plate 31 to the end region of the base plate 31 along the advancing direction of the squeegee 33 is transferred to the center of the base plate 31. It can be returned to the side and collected on the base plate 31. That is, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, when squeezing the modeling powder layer 41, the modeling powder A is spread while collecting the modeling powder A supplied as the modeling powder layer 41 on the base plate 31. be able to. As a result, in the three-dimensional modeling apparatus 1A, when squeezing the modeling powder layer 41, it is only necessary to supply the required amount of the modeling powder A to the modeling powder layer 41, and the amount of modeling powder A that is more than necessary is There is no need to throw in the powder A, and the modeling powder A can be laid down efficiently.

したがって、本実施の形態1にかかる三次元造形物の製造方法および三次元造形装置1Aによれば、三次元造形物Oの造形に用いられる造形用粉末層41の造形用粉末Aをベースプレート31上において適切に敷設することが可能である、という効果を奏する。 Therefore, according to the method for manufacturing a three-dimensional structure and the three-dimensional structure apparatus 1A according to the first embodiment, the powder for modeling A of the powder layer for modeling 41 used for modeling the three-dimensional structure O is applied onto the base plate 31. This has the effect that it is possible to properly install it in the area.

実施の形態2.
図24は、実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法が行われる三次元造形装置1Bの構成の一例を示す模式図である。図24は、図1に対応する図である。図24においては、図1に示した実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aと共通する構成部については同じ符号を付している。実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bが実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aと異なる点は、加振部44を備える点である。
Embodiment 2.
FIG. 24 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a three-dimensional modeling apparatus 1B in which the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment is performed. FIG. 24 is a diagram corresponding to FIG. 1. In FIG. 24, the same reference numerals are given to the same components as those of the three-dimensional printing apparatus 1A according to the first embodiment shown in FIG. The three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment differs from the three-dimensional printing apparatus 1A according to the first embodiment in that it includes a vibrating section 44.

加振部44は、造形用粉末Aに加振する。すなわち、加振部44は、スキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、スキージ33に振動を与えることにより、造形用粉末Aに振動を与える。実施の形態2では、加振部44は、スキージ33が締結されたガイド43に設けられている。したがって、加振部44は、スキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、振動を発生し、ガイド43およびスキージ33を介して、造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに当該振動を与える。 The vibrator 44 vibrates the modeling powder A. That is, the vibrating section 44 applies vibration to the modeling powder A by applying vibration to the squeegee 33 when spreading the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 with the squeegee 33 . In the second embodiment, the vibrating section 44 is provided on a guide 43 to which the squeegee 33 is fastened. Therefore, the vibrating section 44 generates vibration when spreading the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 with the squeegee 33, and vibrates through the guide 43 and the squeegee 33 to spread the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41. The vibration is applied to the modeling powder A.

上述したように、スキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならすことにより、造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度を高める効果が得られる。そして、スキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、造形用粉末Aに加振することにより、すなわち加振部44で発生した振動を造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに与えることにより、さらに造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度をさらに高めることが可能となる。 As described above, by spreading the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 with the squeegee 33, the effect of increasing the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 can be obtained. When the modeling powder A is spread on the surface of the modeling powder layer 41 with the squeegee 33, the modeling powder A is vibrated, that is, the vibration generated in the vibrating part 44 is applied to the modeling powder layer 41. By applying it to the modeling powder A on the surface, it becomes possible to further increase the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41.

加振部44の稼働および停止は、制御部4により制御される。加振部44による造形用粉末Aへの加振量、すなわち加振部44で発生させて造形用粉末Aに与える振動量は、制御部4により制御される。加振部44は、小型モータなどの不図示の加振アクチュエータを備え、当該加振アクチュエータによって振動を発生する。なお、加振部44に用いられる加振アクチュエータは、モータに限定されない。加振部44は、制御部4と電気的に接続されている。加振部44は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて加振条件を変化させて加振アクチュエータにより加振を行う。 The operation and stopping of the vibrating section 44 is controlled by the control section 4. The amount of vibration applied to the modeling powder A by the vibration part 44, that is, the amount of vibration generated by the vibration part 44 and applied to the modeling powder A, is controlled by the control part 4. The vibration section 44 includes a vibration actuator (not shown) such as a small motor, and generates vibrations by the vibration actuator. Note that the vibration actuator used in the vibration section 44 is not limited to a motor. The vibrating section 44 is electrically connected to the control section 4. The vibration unit 44 receives a control signal transmitted from the control unit 4, changes vibration conditions based on the received control signal, and performs vibration using a vibration actuator.

スキージ33は、ベースプレート31の面内方向において屈曲部33bがスキージ本体部33aに対して傾斜角αだけ傾斜した状態で、且つ加振部44から加振された状態で、ベースプレート31上に形成された造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。 The squeegee 33 is formed on the base plate 31 in a state in which the bent portion 33b is inclined at an inclination angle α with respect to the squeegee main body portion 33a in the in-plane direction of the base plate 31, and in a state in which the squeegee 33 is excited by the vibrating portion 44. The modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 is spread evenly on the base plate 31.

ここで、実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bの動作の概要について説明する。図25は、実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第1の模式平面図である。図26は、実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第1の模式断面図である。図25および図26においては、スキージ33の往復動作のうちの往路である往路スキージングを行う場合について示している。 Here, an overview of the operation of the three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment will be explained. FIG. 25 is a first schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment. FIG. 26 is a first schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment. 25 and 26 show a case where outward squeegeeing, which is the outward path of the reciprocating movement of the squeegee 33, is performed.

図27は、実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第2の模式平面図である。図28は、実施の形態2にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第2の模式断面図である。図27および図28においては、スキージ33の往復動作のうちの復路である復路スキージングを行う場合について示している。 FIG. 27 is a second schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment. FIG. 28 is a second schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment. FIG. 27 and FIG. 28 show a case where return squeegeeing, which is the return trip of the reciprocating operation of the squeegee 33, is performed.

実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bにおいて往路スキージングで造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均すには、まず図25に示すように、スキージ33の屈曲部33bの第1傾斜角θが予め決められた任意の角度に設定される。この場合、屈曲部33bは、屈曲部33bの先端部が、スキージ33の往路での進行方向における下流側に屈曲した状態とされる。 In order to spread the modeling powder A on the base plate 31 by forward squeegeeing in the three-dimensional modeling apparatus 1B according to the second embodiment, first, as shown in FIG. θ is set to a predetermined arbitrary angle. In this case, the bent portion 33b is in a state in which the distal end portion of the bent portion 33b is bent toward the downstream side in the traveling direction of the squeegee 33 on its outward path.

そして、スキージ駆動部38によってガイド43を2本のガイドレール43aの延在方向においてR方向に移動させることにより、図26に示すように、ガイド43に締結されたスキージ33がガイドレール43aの延在方向においてR方向に移動する。スキージ33は、ベースプレート31上をR方向に移動することで、ベースプレート31上に形成された造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。スキージ33の屈曲部33bの第1傾斜角θは、スキージ33がR方向に移動している間、維持される。 Then, by moving the guide 43 in the R direction in the extending direction of the two guide rails 43a by the squeegee drive unit 38, as shown in FIG. Move in the R direction in the current direction. The squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 formed on the base plate 31 on the base plate 31 by moving in the R direction on the base plate 31 . The first inclination angle θ of the bent portion 33b of the squeegee 33 is maintained while the squeegee 33 is moving in the R direction.

ここで、往路スキージングでスキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、加振部44は、振動を発生させ、ガイド43およびスキージ33を介して造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに当該振動を与える。すなわち、スキージ33は、屈曲部33bが第1傾斜角θを有した状態で、且つ造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aが加振部44によって加振された状態でR方向に移動して、造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。 Here, when spreading the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 with the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the vibrating section 44 generates vibrations and sends the modeling powder through the guide 43 and the squeegee 33. The vibration is applied to the modeling powder A on the surface of the layer 41. That is, the squeegee 33 moves in the R direction with the bent portion 33b having the first inclination angle θ and with the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 being vibrated by the vibrator 44. Then, the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 is spread evenly on the base plate 31.

その後、スキージ33は、R方向に移動を続け、ベースプレート31の面内方向において、スキージ33の進行方向における造形ボックス36の内側の端部に到達する。すなわち、スキージ33は、往路方向であるR方向において、ベースプレート31の外部の領域に到達する。そして、スキージ33が造形ボックス36の内側の端部に到達した時点で、ガイド43の移動を停止させることにより、スキージ33が停止する。 Thereafter, the squeegee 33 continues to move in the R direction and reaches the inner end of the modeling box 36 in the direction of movement of the squeegee 33 in the in-plane direction of the base plate 31. That is, the squeegee 33 reaches an area outside the base plate 31 in the R direction, which is the forward direction. Then, when the squeegee 33 reaches the inner end of the modeling box 36, the movement of the guide 43 is stopped, thereby stopping the squeegee 33.

つぎに、スキージング処理を往路スキージングから復路スキージングに切り替えるために、屈曲部33bの傾斜角αが第1傾斜角θから第2傾斜角θ’に変更される。ここで、スキージ33の屈曲部33bの第2傾斜角θ’が予め決められた角度に設定される前に、屈曲部33bの角度変化を妨げないように、加振部44の動作が一旦停止する。すなわち、制御部4は、屈曲部33bの傾斜角αを第1傾斜角θから第2傾斜角θ’に変更する前に、加振部44の動作を一旦停止させる。 Next, in order to switch the squeezing process from outward squeezing to return squeezing, the inclination angle α of the bent portion 33b is changed from the first inclination angle θ to the second inclination angle θ'. Here, before the second inclination angle θ' of the bent portion 33b of the squeegee 33 is set to a predetermined angle, the operation of the vibrating portion 44 is temporarily stopped so as not to hinder the angle change of the bent portion 33b. do. That is, the control unit 4 temporarily stops the operation of the vibrating unit 44 before changing the inclination angle α of the bending part 33b from the first inclination angle θ to the second inclination angle θ'.

つぎに、図27および図28に示すように、スキージ33の屈曲部33bの第2傾斜角θ’が予め決められた任意の角度に設定される。この場合、屈曲部33bは、屈曲部33bの先端部が、復路スキージングでの進行方向における下流側に屈曲した状態とされる。 Next, as shown in FIGS. 27 and 28, the second inclination angle θ' of the bent portion 33b of the squeegee 33 is set to a predetermined arbitrary angle. In this case, the bent portion 33b is bent toward the downstream side in the traveling direction during return squeezing.

つぎに、スキージ駆動部38によってガイド43を2本のガイドレール43aの延在方向においてL方向に移動させることにより、ガイド43に締結されたスキージ33がガイドレール43aの延在方向においてL方向に移動する。スキージ33は、ベースプレート31上をL方向に移動することで、ベースプレート31上に形成された造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。スキージ33の屈曲部33bの第2傾斜角θ’は、スキージ33がL方向に移動している間、維持される。 Next, by moving the guide 43 in the L direction in the extending direction of the two guide rails 43a by the squeegee drive unit 38, the squeegee 33 fastened to the guide 43 is moved in the L direction in the extending direction of the guide rails 43a. Moving. The squeegee 33 spreads the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 formed on the base plate 31 on the base plate 31 by moving in the L direction on the base plate 31 . The second inclination angle θ' of the bent portion 33b of the squeegee 33 is maintained while the squeegee 33 is moving in the L direction.

ここで、復路スキージングでスキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、加振部44は、振動を発生させ、をガイド43およびスキージ33を介して造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに当該振動を与える。すなわち、スキージ33は、屈曲部33bが第2傾斜角θ’を有した状態で、且つ造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aが加振部44によって加振された状態でL方向に移動して、造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。 Here, when the modeling powder A is spread on the surface of the modeling powder layer 41 by the squeegee 33 during return squeegeeing, the vibrating section 44 generates vibrations and sends the modeling powder through the guide 43 and the squeegee 33. The vibration is applied to the modeling powder A on the surface of the powder layer 41. That is, the squeegee 33 is moved in the L direction with the bent portion 33b having the second inclination angle θ' and with the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 being excited by the vibration part 44. The molding powder A on the surface of the molding powder layer 41 is spread evenly on the base plate 31 by moving.

つぎに、上述した構成を有する実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bを用いた三次元造形物Oの製造方法について説明する。図29は、実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bの動作の手順を示すフローチャートである。以下では、上述した図22に示したフローチャートと同じステップについては説明を省略し、図22に示したフローチャートと異なるステップについて説明する。 Next, a method for manufacturing a three-dimensional structure O using the three-dimensional structure device 1B according to the second embodiment having the above-described configuration will be described. FIG. 29 is a flowchart showing the operation procedure of the three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment. In the following, description of steps that are the same as those in the flowchart shown in FIG. 22 described above will be omitted, and steps that are different from the flowchart shown in FIG. 22 will be described.

ステップS410では、加振条件が、加振部44に設定される。具体的に、制御部4が、加振条件を加振部44に設定する。制御部4は、予め決められて制御部4に記憶されている加振条件を読み込み、当該加振条件を指示する制御信号を加振部44に送信する。加振部44は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号を記憶する。これにより、加振条件が、加振部44に設定される。加振条件の決定方法については、後述する。その後、ステップS420に進む。 In step S410, vibration conditions are set for the vibration section 44. Specifically, the control unit 4 sets the vibration conditions to the vibration unit 44 . The control unit 4 reads excitation conditions determined in advance and stored in the control unit 4, and transmits a control signal instructing the excitation conditions to the excitation unit 44. The vibration unit 44 receives a control signal transmitted from the control unit 4 and stores the received control signal. Thereby, the vibration conditions are set for the vibration part 44. A method for determining the excitation conditions will be described later. After that, the process advances to step S420.

ステップS420では、加振部44による加振が、開始される。具体的に、制御部4が、加振部44による加振を開始させる制御を行う。加振部44は、制御部4から送信される制御信号に示される加振条件に従って加振アクチュエータが振動を発生させ、ガイド43およびスキージ33を介して造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに当該振動を与える。その後、ステップS140に進む。 In step S420, vibration by the vibration excitation unit 44 is started. Specifically, the control unit 4 performs control to cause the vibration excitation unit 44 to start excitation. In the vibrating unit 44, a vibrating actuator generates vibration according to the vibration conditions indicated by the control signal transmitted from the control unit 4, and the modeling powder on the surface of the modeling powder layer 41 is generated via the guide 43 and the squeegee 33. Apply the vibration to A. After that, the process advances to step S140.

実施の形態2では、ステップS140では、スキージ33は、屈曲部33bが第1傾斜角θを有した状態で、且つ加振部44によって加振された状態で移動して、ベースプレート31の上方に配された造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す。 In the second embodiment, in step S140, the squeegee 33 moves above the base plate 31 with the bent portion 33b having the first inclination angle θ and being vibrated by the vibrating portion 44. The disposed modeling powder A is spread evenly on the base plate 31.

ステップS160において、往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了していないと判定された場合は、ステップS160においてNoとなり、ステップS150に戻る。往路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したと判定された場合は、ステップS160においてYesとなり、ステップS430に進む。 If it is determined in step S160 that the squeegeeing has not been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the result in step S160 is No, and the process returns to step S150. If it is determined that the squeegeeing has been completed up to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33 in the outward squeegeeing, the answer is Yes in step S160, and the process proceeds to step S430.

ステップS430では、屈曲部33bの角度を変更する前に、加振部44による加振が、一旦中断される。具体的に、制御部4が、加振部44による加振を一旦中断させる制御を行う。加振部44は、制御部4の制御に従って振動の発生を一旦停止する。その後、ステップS170に進み、ステップS440に進む。 In step S430, the vibration by the vibration part 44 is temporarily interrupted before changing the angle of the bending part 33b. Specifically, the control unit 4 performs control to temporarily interrupt the vibration by the vibration excitation unit 44. The vibrator 44 temporarily stops generating vibrations under the control of the controller 4. Thereafter, the process advances to step S170, and then to step S440.

ステップS440では、加振部44による加振が、再開される。具体的に、制御部4が、加振部44による加振を再開させる制御を行う。加振部44は、制御部4の制御に従って振動を再度発生させ、当該振動をガイド43およびスキージ33を介して造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに振動を与える。その後、ステップS180に進む。 In step S440, the vibration by the vibration unit 44 is restarted. Specifically, the control unit 4 performs control to restart the vibration by the vibration excitation unit 44. The vibrating unit 44 generates vibration again under the control of the control unit 4, and applies the vibration to the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 via the guide 43 and the squeegee 33. After that, the process advances to step S180.

ステップS200において、復路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了していないと判定された場合は、ステップS200においてNoとなり、ステップS190に戻る。復路スキージングでのスキージ33の進行方向におけるベースプレート31の端部までスキージングが完了したと判定された場合は、ステップS200においてYesとなり、ステップS450に進む。 If it is determined in step S200 that the return squeegeeing has not been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33, the result in step S200 is No, and the process returns to step S190. If it is determined that the return squeegeeing has been completed to the end of the base plate 31 in the advancing direction of the squeegee 33, the answer is Yes in step S200, and the process proceeds to step S450.

ステップS450では、加振部44による加振が、停止される。具体的に、制御部4が、加振部44による加振を停止させる制御を行う。加振部44は、制御部4の制御に従って振動の発生を停止する。その後、ステップS210に進む。以降のステップは、図22に示したフローチャートの場合と同様である。 In step S450, the vibration by the vibration unit 44 is stopped. Specifically, the control unit 4 performs control to stop the vibration by the vibration excitation unit 44. The vibrator 44 stops generating vibrations under the control of the controller 4. After that, the process advances to step S210. The subsequent steps are the same as in the flowchart shown in FIG. 22.

つぎに、加振部44の加振条件の設定方法について説明する。図30は、実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bにおける加振条件の設定方法の手順を示すフローチャートである。以下では、上述した図22および図23に示したフローチャートと同じステップについては説明を省略し、図22および図23に示したフローチャートと異なるステップについて説明する。 Next, a method of setting vibration conditions for the vibration section 44 will be explained. FIG. 30 is a flowchart showing the procedure of a method of setting vibration conditions in the three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment. In the following, descriptions of steps that are the same as those in the flowcharts shown in FIGS. 22 and 23 will be omitted, and steps that are different from those in the flowcharts shown in FIGS. 22 and 23 will be described.

ステップS510では、屈曲部33bの角度条件の設定が完了しているか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、屈曲部33bの設定角度の角度条件の設定が完了しているか否かを判定する。すなわち、制御部4は、屈曲部33bの第1傾斜角θが制御部4に登録設定されて記憶されているか否かを判定する。 In step S510, it is determined whether the setting of the angle conditions for the bent portion 33b has been completed. Specifically, the control unit 4 determines whether the setting of the angle conditions for the set angle of the bending portion 33b has been completed. That is, the control unit 4 determines whether the first inclination angle θ of the bent portion 33b is registered and set in the control unit 4 and stored.

屈曲部33bの角度条件の設定が完了していないと判定された場合は、ステップS510においてNoとなり、ステップS560に進む。屈曲部33bの角度条件の設定が完了していると判定された場合は、ステップS510においてYesとなり、ステップS120およびステップS130に進み、さらにステップS520に進む。 If it is determined that the setting of the angle condition for the bent portion 33b is not completed, the answer is No in step S510, and the process proceeds to step S560. If it is determined that the setting of the angle conditions for the bending portion 33b has been completed, the answer is Yes in step S510, and the process proceeds to step S120 and step S130, and further proceeds to step S520.

ステップS560では、屈曲部33bの角度条件設定が、行われる。具体的に、制御部4が、屈曲部33bの角度条件設定処理を制御する。屈曲部33bの角度条件設定処理は、上述した図23のフローチャートに示した処理である。そして、制御部4は、一連の加振条件の設定処理を終了する。 In step S560, angle condition setting for the bending portion 33b is performed. Specifically, the control section 4 controls the angle condition setting process for the bending section 33b. The angle condition setting process for the bent portion 33b is the process shown in the flowchart of FIG. 23 mentioned above. Then, the control unit 4 ends the series of vibration condition setting processing.

ステップS520では、加振条件の初期値が、加振部44に設定される。具体的に、制御部4が、加振条件の初期値を加振部44に設定する。加振条件の初期値は、過去の実験結果に基づき、造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度を高めることができた加振条件に決定される。その後、ステップS140に進み、さらにステップS150に進む。 In step S520, initial values of the vibration conditions are set in the vibration section 44. Specifically, the control unit 4 sets the initial value of the vibration condition to the vibration unit 44 . The initial values of the vibration conditions are determined to be vibration conditions that can increase the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 based on past experimental results. Thereafter, the process advances to step S140, and then to step S150.

ステップS150において、造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値より大であると判定された場合は、ステップS150においてNoとなり、制御部4は、一連の加振条件の設定処理を終了する。造形用粉末Aから受ける流動抵抗値が予め決められた基準値以下であると判定された場合は、ステップS150においてYesとなり、ステップS530に進む。 If it is determined in step S150 that the flow resistance value received from the modeling powder A is greater than a predetermined reference value, the result is No in step S150, and the control unit 4 performs a series of vibration condition setting processes. end. If it is determined that the flow resistance value received from the modeling powder A is less than or equal to a predetermined reference value, the answer is Yes in step S150, and the process proceeds to step S530.

ステップS530では、加振条件が妥当であるか否かが、判定される。具体的に、制御部4が、加振条件が妥当であるか否かを判定する。 In step S530, it is determined whether the excitation conditions are appropriate. Specifically, the control unit 4 determines whether the vibration conditions are appropriate.

制御部4は、往路スキージング中のステップS150において、スキージ33が受ける負荷である、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値を間接的に計測している。制御部4は、スキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータから送信されるスキージ駆動部38のスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の情報に基づいて、スキージ33が造形用粉末Aから受ける流動抵抗値を間接的に計測する。 The control unit 4 indirectly measures the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A, which is the load that the squeegee 33 receives in step S150 during the outward squeegeeing. The control unit 4 controls the flow resistance value that the squeegee 33 receives from the modeling powder A based on the information on the drive current value of the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38 that is transmitted from the squeegee drive actuator of the squeegee drive unit 38. Measure indirectly.

そして、制御部4は、スキージ駆動用アクチュエータから取得した駆動電流値の情報を予め決められた第3基準値と比較し、現在の加振条件が妥当であるか否かを判定する。第3基準値は、過去の実験結果に基づく複数の情報に基づいて決められる。複数の情報は、例えば造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度を高めることができた加振条件の情報、および造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度を低下させた加振条件の情報が挙げられる。 The control unit 4 then compares the information on the drive current value acquired from the squeegee drive actuator with a predetermined third reference value, and determines whether the current excitation conditions are appropriate. The third reference value is determined based on a plurality of pieces of information based on past experimental results. The plural pieces of information include, for example, information on excitation conditions that can increase the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41, and information on vibration conditions that can reduce the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41. Information on shaking conditions is included.

加振条件が妥当であると判定された場合は、ステップS530においてYesとなり、ステップS550に進む。加振条件が妥当でないと判定された場合は、ステップS530においてNoとなり、ステップS540に進む。 If it is determined that the vibration conditions are appropriate, the answer is Yes in step S530, and the process proceeds to step S550. If it is determined that the vibration conditions are not appropriate, the result is No in step S530, and the process proceeds to step S540.

ステップS550では、現在の加振条件が、制御部4に登録あるいは更新されて、記憶される。具体的に、制御部4が、現在の加振条件を制御部4に登録して記憶する。また、現在の加振条件がすでに制御部4に登録されている場合には、制御部4は、当該加振条件の更新を行って、記憶する。 In step S550, the current excitation conditions are registered or updated in the control unit 4 and stored. Specifically, the control unit 4 registers and stores the current excitation conditions in the control unit 4. Further, if the current excitation condition is already registered in the control unit 4, the control unit 4 updates and stores the excitation condition.

ステップS540では、ステップS530で用いたスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の大きさに基づいて、加振条件が、変更される。具体的に、制御部4が、ステップS530で用いたスキージ駆動用アクチュエータの駆動電流値の大きさに基づいて、加振条件を変更する。制御部4は、過去の実験結果に基づく複数の情報に基づいて、造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度を高めることができると推定される条件に、加振条件を変更する。その後、ステップS350に進む。以降のステップは、図23に示したフローチャートの場合と同様である。 In step S540, the excitation conditions are changed based on the magnitude of the drive current value of the squeegee drive actuator used in step S530. Specifically, the control unit 4 changes the vibration conditions based on the magnitude of the drive current value of the squeegee drive actuator used in step S530. The control unit 4 changes the vibration conditions to conditions that are estimated to be able to increase the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 based on a plurality of pieces of information based on past experimental results. After that, the process advances to step S350. The subsequent steps are the same as in the flowchart shown in FIG. 23.

上述した本実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bは、上述した実施の形態2にかかる三次元造形装置1Aと同様の効果を有する。 The three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment described above has the same effects as the three-dimensional printing apparatus 1A according to the second embodiment described above.

また、三次元造形装置1Bは、振動を発生させる加振部44をスキージ33が締結されたガイド43に備え、スキージング工程においてスキージが造形用粉末を敷き均す際に加振部44から造形用粉末Aに振動を与える。三次元造形装置1Bは、スキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならすことにより、造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度を高める効果が得られる。そして、三次元造形装置1Bでは、スキージ33により造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aを敷きならす際に、造形用粉末Aに加振することにより、すなわち加振部44で発生した振動を造形用粉末層41の表面の造形用粉末Aに与えることにより、さらに造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度をさらに高めることが可能となる。 In addition, the three-dimensional modeling apparatus 1B is equipped with a guide 43 to which the squeegee 33 is fastened, and includes an excitation part 44 that generates vibrations, and when the squeegee spreads the modeling powder in the squeegeeing process, the vibration part 44 causes the vibration to form. Apply vibration to powder A. The three-dimensional modeling apparatus 1B has the effect of increasing the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 by spreading the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41 using the squeegee 33. In the three-dimensional modeling apparatus 1B, when the modeling powder A is spread on the surface of the modeling powder layer 41 using the squeegee 33, the modeling powder A is vibrated, that is, the vibration generated in the vibrating part 44 is generated. By applying this to the modeling powder A on the surface of the modeling powder layer 41, it becomes possible to further increase the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41.

造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度の低下は、三次元造形物Oの内部欠陥につながるため、可能な限り、造形用粉末層41の造形用粉末Aの敷設時に造形用粉末Aの密度を高める必要がある。三次元造形装置1Bは、造形用粉末層41における造形用粉末Aの充填密度をより高めることが可能であり、三次元造形物Oの内部欠陥の発生を防止できる。 A decrease in the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 leads to internal defects in the three-dimensional structure O, so as much as possible, when laying the modeling powder A in the modeling powder layer 41, It is necessary to increase the density of The three-dimensional modeling apparatus 1B can further increase the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41, and can prevent the occurrence of internal defects in the three-dimensional model O.

また、造形用粉末Aを敷設する方法として、例えばローラを造形用粉末Aに接触させて加圧しながら造形用粉末Aを敷設する方法が考えられる。しかしながら、ローラを造形用粉末Aに接触させて造形用粉末Aに加圧する場合には、加圧力が低いと造形用粉末Aの充填密度を高める効果が低く、加圧力が高いと造形中の三次元造形物Oを損傷させるおそれがある。 Further, as a method of laying the modeling powder A, for example, a method of laying the modeling powder A while bringing a roller into contact with the modeling powder A and applying pressure can be considered. However, when applying pressure to the modeling powder A by bringing the roller into contact with the modeling powder A, if the pressing force is low, the effect of increasing the packing density of the modeling powder A is low, and if the pressing force is high, the tertiary There is a risk of damaging the original object O.

しかしながら、三次元造形装置1Bでは、加振部44は造形用粉末Aに直接接触することなく造形用粉末層41の造形用粉末Aに加振するため、加振条件を調整することにより造形用粉末Aに対して適切に加振することができ、また造形中の三次元造形物Oの損傷が発生しない。 However, in the three-dimensional modeling apparatus 1B, since the vibrating section 44 vibrates the modeling powder A of the modeling powder layer 41 without directly contacting the modeling powder A, by adjusting the excitation conditions, the The powder A can be appropriately vibrated, and the three-dimensional structure O is not damaged during modeling.

実施の形態3.
図31は、実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法が行われる三次元造形装置1Cの構成の一例を示す模式図である。図31は、図1および図24に対応する図である。図31においては、図1に示した実施の形態1にかかる三次元造形装置1Aおよび図24に示した実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bと共通する構成部については同じ符号を付している。
Embodiment 3.
FIG. 31 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a three-dimensional modeling apparatus 1C in which the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the third embodiment is performed. FIG. 31 is a diagram corresponding to FIGS. 1 and 24. In FIG. 31, components common to the three-dimensional printing apparatus 1A according to the first embodiment shown in FIG. 1 and the three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment shown in FIG. 24 are given the same reference numerals. ing.

図32は、実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第1の模式平面図である。図33は、実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第1の模式断面図である。図32および図33においては、スキージ33の往復動作のうちの往路である往路スキージングを行う場合について示している。図32および図33は、図25および図26に対応する図である。 FIG. 32 is a first schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the third embodiment. FIG. 33 is a first schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the third embodiment. 32 and 33 show a case where outward squeegeeing, which is the outward path of the reciprocating movement of the squeegee 33, is performed. 32 and 33 are diagrams corresponding to FIGS. 25 and 26.

図34は、実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第2の模式平面図である。図35は、実施の形態3にかかる三次元造形物の製造方法における造形用粉末Aをベースプレート31上において敷き均す手順を示す第2の模式断面図である。図34および図35においては、スキージ33の往復動作のうちの復路である復路スキージングを行う場合について示している。図34および図35は、図27および図28に対応する図である。 FIG. 34 is a second schematic plan view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the third embodiment. FIG. 35 is a second schematic cross-sectional view showing a procedure for leveling the modeling powder A on the base plate 31 in the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the third embodiment. FIGS. 34 and 35 show a case in which return squeegeeing, which is the return trip of the reciprocating movement of the squeegee 33, is performed. 34 and 35 are diagrams corresponding to FIGS. 27 and 28.

本実施の形態3にかかる三次元造形装置1Cは、上述した実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bと同様に加振部44を備えるため、実施の形態2にかかる三次元造形装置1Aと同様の効果を有する。 Since the three-dimensional printing apparatus 1C according to the third embodiment includes the vibrating section 44 similarly to the three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment described above, it is different from the three-dimensional printing apparatus 1A according to the second embodiment. Has a similar effect.

実施の形態3にかかる三次元造形装置1Cが実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bと異なる点は、加振部44がスキージ33上に設けられている点である。三次元造形装置1Cは、振動を発生させる加振部44をスキージ33上に備え、スキージング工程においてスキージが造形用粉末を敷き均す際に加振部44から造形用粉末Aに振動を与える。三次元造形装置1Cは、加振部44をスキージ33上に設けることで、実施の形態2にかかる三次元造形装置1Bに比べて、より直接的に造形用粉末Aに加振することができ、造形用粉末層41の造形用粉末Aの充填密度をより向上させる効果が得られる。 The three-dimensional printing apparatus 1C according to the third embodiment differs from the three-dimensional printing apparatus 1B according to the second embodiment in that the vibrating section 44 is provided on the squeegee 33. The three-dimensional modeling apparatus 1C includes a vibrating part 44 that generates vibrations on the squeegee 33, and applies vibration to the modeling powder A from the vibrating part 44 when the squeegee spreads the modeling powder in the squeezing process. . By providing the vibrator 44 on the squeegee 33, the three-dimensional printer 1C can vibrate the modeling powder A more directly than the three-dimensional printer 1B according to the second embodiment. , the effect of further improving the packing density of the modeling powder A in the modeling powder layer 41 can be obtained.

次に、実施の形態1から実施の形態3にかかる三次元造形装置1A,1B,1Cが有する制御部4を実現するハードウェアについて説明する。制御部4は、図36または図37に示す構成のハードウェアで実現することが可能である。 Next, hardware that realizes the control unit 4 included in the three-dimensional modeling apparatuses 1A, 1B, and 1C according to Embodiments 1 to 3 will be described. The control unit 4 can be realized by hardware having the configuration shown in FIG. 36 or 37.

図36は、実施の形態1から実施の形態3にかかる三次元造形装置1A,1B,1Cが有する制御部4を実現するハードウェアの第1の構成例を示す図である。図37は、制御部4の機能を専用のハードウェアである処理回路101で実現する場合の構成を示す。処理回路101は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせた回路である。なお、図36に示す例では、制御部4の機能を単一の処理回路101で実現するものとしたがこれに限定されない。ハードウェアが複数の処理回路101を備え、制御部4の機能をそれぞれ異なる処理回路101で実現してもよい。 FIG. 36 is a diagram showing a first configuration example of hardware that implements the control unit 4 included in the three-dimensional modeling apparatuses 1A, 1B, and 1C according to the first to third embodiments. FIG. 37 shows a configuration in which the functions of the control unit 4 are realized by a processing circuit 101, which is dedicated hardware. The processing circuit 101 is, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof. Note that in the example shown in FIG. 36, the functions of the control unit 4 are realized by a single processing circuit 101, but the present invention is not limited to this. The hardware may include a plurality of processing circuits 101, and the functions of the control unit 4 may be realized by different processing circuits 101.

入力部102は、制御部4に対する入力信号を制御部4の外部から受信する回路である。入力部102は、三次元造形物Oの設計データであるCADデータを受信する。出力部103は、制御部4で生成した信号を制御部4の外部へ出力する。出力部103は、電子銃部21、昇降ステージ35の各々へ制御信号を出力する。 The input section 102 is a circuit that receives an input signal to the control section 4 from outside the control section 4 . The input unit 102 receives CAD data that is design data of the three-dimensional structure O. The output unit 103 outputs the signal generated by the control unit 4 to the outside of the control unit 4. The output section 103 outputs a control signal to each of the electron gun section 21 and the elevating stage 35.

図37は、実施の形態1から実施の形態3にかかる三次元造形装置1A,1B,1Cが有する制御部4を実現するハードウェアの第2の構成例を示す図である。図37は、図37に示す処理回路101の機能を、プロセッサ105とメモリ106とを有する処理回路104によって実現する場合の構成を示す。プロセッサ105は、CPUである。プロセッサ105は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)でもよい。メモリ106は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性のメモリである。 FIG. 37 is a diagram showing a second configuration example of hardware that implements the control unit 4 included in the three-dimensional modeling apparatuses 1A, 1B, and 1C according to the first to third embodiments. FIG. 37 shows a configuration in which the functions of the processing circuit 101 shown in FIG. 37 are realized by a processing circuit 104 having a processor 105 and a memory 106. Processor 105 is a CPU. The processor 105 may be a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The memory 106 may be, for example, RAM, ROM, flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). This is non-volatile or volatile memory, such as memory.

制御部4の機能をプロセッサ105とメモリ106とで実現する場合、制御部4の処理が記述されたプログラムをプロセッサ105が実行する。かかるプログラムは、メモリ106にあらかじめ格納されている。プロセッサ105は、メモリ106に格納されているプログラムを読み出して実行することによって、制御部4の処理を実行する。なお、制御部4の機能のうちの一部をプロセッサ105とメモリ106とで実現し、残りを図36に示す処理回路101と同様の専用のハードウェアで実現してもよい。 When the functions of the control unit 4 are implemented by the processor 105 and the memory 106, the processor 105 executes a program in which the processing of the control unit 4 is written. Such a program is stored in memory 106 in advance. The processor 105 executes the processing of the control unit 4 by reading and executing a program stored in the memory 106. Note that part of the functions of the control unit 4 may be realized by the processor 105 and the memory 106, and the rest may be realized by dedicated hardware similar to the processing circuit 101 shown in FIG.

なお、プロセッサ105が実行するプログラムは、メモリ106にあらかじめ格納されているものに限定されない。プロセッサ105が実行するプログラムは、コンピュータシステムによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたプログラムでもよい。記憶媒体に記憶されたプログラムがメモリ106へ格納されてもよい。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリでもよい。プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して制御部4へインストールされてもよい。 Note that the programs executed by processor 105 are not limited to those stored in advance in memory 106. The program executed by processor 105 may be a program stored in a storage medium readable by a computer system. A program stored in a storage medium may be stored in memory 106. The storage medium may be a portable storage medium such as a flexible disk, or a flash memory such as semiconductor memory. The program may be installed into the control unit 4 from another computer or server device via a communication network.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Hereinafter, various aspects of the present disclosure will be collectively described as supplementary notes.

(付記1)
三次元造形物が造形される造形ボックスと、前記造形ボックスの内部に設けられて前記造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、前記昇降ステージの上方に設けられて前記三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すスキージと、を備え、前記ベースプレートにおける電子ビームの照射領域に供給された前記造形用粉末を前記電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置における三次元造形物の製造方法であって、
前記ベースプレートの上方において前記スキージが前記ベースプレートの面内方向における予め決められた進行方向に移動することにより、前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すスキージング工程を含み、
前記スキージが、
前記ベースプレートの面内方向において前記進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記スキージ本体部の端部から延在して前記進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、
を備え、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態で前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すこと、
を特徴とする三次元造形物の製造方法。
(付記2)
前記スキージは、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部を前記スキージ本体部に対して回転可能に接続する回転接続部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記回転接続部を中心として前記スキージ本体部に対する前記屈曲部の姿勢を変更させることにより前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させる角度調整用アクチュエータと、
を備え、
前記スキージング工程の前に前記角度調整用アクチュエータが前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させることにより、前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされること、
を特徴とする付記1に記載の三次元造形物の製造方法。
(付記3)
前記スキージは、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の長手方向の中心位置が前記進行方向と直交する方向における前記ベースプレートの中心位置と同じ位置とされ、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の両端部の位置が、前記ベースプレートの端部と同じ位置または前記ベースプレートの端部よりも内側の位置とされること、
を特徴とする付記1または2に記載の三次元造形物の製造方法。
(付記4)
振動を発生させる加振部を備え、
前記スキージング工程において前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする付記1から3のいずれか1つに記載の三次元造形物の製造方法。
(付記5)
前記加振部を前記スキージが締結されたガイドに備え、
前記スキージング工程において前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする付記4に記載の三次元造形物の製造方法。
(付記6)
前記加振部を前記スキージに備え、
前記スキージング工程において前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする付記4に記載の三次元造形物の製造方法。
(付記7)
電子ビームの照射領域に供給された造形用粉末を前記電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
前記三次元造形物が造形される造形ボックスと、
前記造形ボックスの内部に設けられて前記造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、
前記昇降ステージの上方に設けられて前記三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、
前記ベースプレートの上方に設けられて前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すスキージと、
を備え、
前記スキージが、
前記ベースプレートの面内方向において予め決められた前記スキージの進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記スキージ本体部の端部から延在して前記進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、
を備え、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態で前記進行方向に移動することにより、前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すこと、
を特徴とする三次元造形装置。
(付記8)
前記スキージは、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部を前記スキージ本体部に対して回転可能に接続する回転接続部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記回転接続部を中心として前記スキージ本体部に対する前記屈曲部の姿勢を変更させることにより前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させる角度調整用アクチュエータと、
を備え、
前記角度調整用アクチュエータが前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させることにより、前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされること、
を特徴とする付記7に記載の三次元造形装置。
(付記9)
前記スキージは、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の長手方向の中心位置が前記進行方向と直交する方向における前記ベースプレートの中心位置と同じ位置とされ、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の両端部の位置が、前記ベースプレートの端部と同じ位置または前記ベースプレートの端部よりも内側の位置とされること、
を特徴とする付記7または8に記載の三次元造形装置。
(付記10)
振動を発生させる加振部を備え、
前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする付記7から9のいずれか1つに記載の三次元造形装置。
(付記11)
前記加振部を前記スキージが締結されたガイドに備え、
前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする付記10に記載の三次元造形装置。
(付記12)
前記加振部を前記スキージに備え、
前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする付記10に記載の三次元造形装置。
(Additional note 1)
a building box in which a three-dimensional object is formed; a lifting stage provided inside the building box and movable in the height direction of the building box; and a lifting stage provided above the lifting stage to form the three-dimensional object. a base plate to which modeling powder is supplied for modeling, and a squeegee for leveling the modeling powder supplied on the base plate, the modeling powder supplied to an electron beam irradiation area on the base plate. A method for manufacturing a three-dimensional object using a three-dimensional printing apparatus, which forms a three-dimensional object by repeating a process of selectively solidifying the object by irradiation with the electron beam, the method comprising:
A squeegeeing step of spreading the modeling powder supplied on the base plate by moving the squeegee in a predetermined advancing direction in the in-plane direction of the base plate above the base plate,
The squeegee is
a squeegee main body provided in a straight line along a direction perpendicular to the traveling direction in the in-plane direction of the base plate;
a bending part that extends from an end of the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate and is provided so as to be bendable toward the downstream side in the traveling direction;
Equipped with
Spreading the modeling powder supplied on the base plate in a state in which the tip of the bent part is bent downstream in the traveling direction in a U-shape in the in-plane direction of the base plate;
A method for manufacturing a three-dimensional object, characterized by:
(Additional note 2)
The squeegee is
a rotational connection portion that rotatably connects the bent portion to the squeegee body in an in-plane direction of the base plate;
an angle adjustment actuator that rotates the bent portion relative to the squeegee main body by changing the attitude of the bent portion relative to the squeegee main body about the rotational connection portion in an in-plane direction of the base plate;
Equipped with
Before the squeezing step, the angle adjustment actuator rotates the bent portion with respect to the squeegee main body, so that the tip of the bent portion is bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate. be U-shaped,
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to Supplementary Note 1, characterized by:
(Additional note 3)
The squeegee is
In a direction perpendicular to the direction of travel, the center position of the squeegee main body in the longitudinal direction is the same as the center position of the base plate in the direction perpendicular to the direction of travel,
In a direction perpendicular to the traveling direction, both ends of the squeegee main body are located at the same position as the end of the base plate or inside the end of the base plate;
The method for producing a three-dimensional structure according to Supplementary Note 1 or 2, characterized in that:
(Additional note 4)
Equipped with an excitation part that generates vibrations,
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section when the squeegee spreads the modeling powder in the squeezing step;
The method for producing a three-dimensional structure according to any one of Supplementary Notes 1 to 3, characterized in that:
(Appendix 5)
the vibrating section is provided on a guide to which the squeegee is fastened;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder in the squeegeeing step;
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to appendix 4, characterized in that:
(Appendix 6)
the squeegee includes the vibrating section;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder in the squeegeeing step;
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to appendix 4, characterized in that:
(Appendix 7)
A three-dimensional modeling apparatus that forms a three-dimensional object by repeating a process of selectively solidifying modeling powder supplied to an electron beam irradiation area by the electron beam irradiation,
a modeling box in which the three-dimensional object is created;
an elevating stage provided inside the modeling box and movable in the height direction of the modeling box;
a base plate provided above the elevating stage and supplied with modeling powder for modeling the three-dimensional structure;
a squeegee provided above the base plate for leveling the modeling powder supplied onto the base plate;
Equipped with
The squeegee is
a squeegee main body provided linearly along a direction perpendicular to a predetermined traveling direction of the squeegee in the in-plane direction of the base plate;
a bending part that extends from an end of the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate and is provided so as to be bendable toward the downstream side in the traveling direction;
Equipped with
The modeling powder is supplied onto the base plate by moving in the traveling direction in a state in which the tip of the bent portion is bent downstream in the traveling direction in a U-shape in the in-plane direction of the base plate. to level out the
A three-dimensional printing device featuring:
(Appendix 8)
The squeegee is
a rotational connection portion that rotatably connects the bent portion to the squeegee body in an in-plane direction of the base plate;
an angle adjustment actuator that rotates the bent portion relative to the squeegee main body by changing the attitude of the bent portion relative to the squeegee main body about the rotational connection portion in an in-plane direction of the base plate;
Equipped with
The angle adjusting actuator rotates the bent portion with respect to the squeegee main body, so that the tip of the bent portion has a U shape bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate. ,
The three-dimensional printing apparatus according to appendix 7, characterized by:
(Appendix 9)
The squeegee is
In a direction perpendicular to the direction of travel, the center position of the squeegee main body in the longitudinal direction is the same as the center position of the base plate in the direction perpendicular to the direction of travel,
In a direction perpendicular to the traveling direction, both ends of the squeegee main body are located at the same position as the end of the base plate or inside the end of the base plate;
The three-dimensional printing apparatus according to appendix 7 or 8, characterized by:
(Appendix 10)
Equipped with an excitation part that generates vibrations,
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section when the squeegee spreads the modeling powder;
The three-dimensional printing apparatus according to any one of Supplementary Notes 7 to 9, characterized in that:
(Appendix 11)
the vibrating section is provided on a guide to which the squeegee is fastened;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder;
The three-dimensional printing apparatus according to appendix 10, characterized by:
(Appendix 12)
the squeegee includes the vibrating section;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder;
The three-dimensional printing apparatus according to appendix 10, characterized by:

1A,1B,1C 三次元造形装置、2 電子ビーム出射部、3 造形部、4 制御部、21 電子銃部、22 収束コイル、23 偏向コイル、24 コラム、30 チャンバ、31 ベースプレート、32 昇降機、33 スキージ、33a スキージ本体部、33aL,33bL 長手方向、33b 屈曲部、34 ホッパ、35 昇降ステージ、36 造形ボックス、37 照射領域、38 スキージ駆動部、39 支持用粉末層、40 シャッター、41 造形用粉末層、42 角度調整部、43 ガイド、43a ガイドレール、44 加振部、101 処理回路、102 入力部、103 出力部、104 処理回路、105 プロセッサ、106 メモリ、341 粉末収納部、342 排出口、A 造形用粉末、B 電子ビーム、O 三次元造形物、α 傾斜角、θ 第1傾斜角、θ’ 第2傾斜角。 1A, 1B, 1C three-dimensional modeling device, 2 electron beam emission section, 3 modeling section, 4 control section, 21 electron gun section, 22 converging coil, 23 deflection coil, 24 column, 30 chamber, 31 base plate, 32 elevator, 33 squeegee, 33a squeegee main body, 33aL, 33bL longitudinal direction, 33b bending section, 34 hopper, 35 elevating stage, 36 modeling box, 37 irradiation area, 38 squeegee drive section, 39 support powder layer, 40 shutter, 41 modeling powder layer, 42 angle adjustment section, 43 guide, 43a guide rail, 44 vibration excitation section, 101 processing circuit, 102 input section, 103 output section, 104 processing circuit, 105 processor, 106 memory, 341 powder storage section, 342 discharge port, A modeling powder, B electron beam, O three-dimensional object, α tilt angle, θ first tilt angle, θ' second tilt angle.

Claims (12)

三次元造形物が造形される造形ボックスと、前記造形ボックスの内部に設けられて前記造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、前記昇降ステージの上方に設けられて前記三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すスキージと、を備え、前記ベースプレートにおける電子ビームの照射領域に供給された前記造形用粉末を前記電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置における三次元造形物の製造方法であって、
前記ベースプレートの上方において前記スキージが前記ベースプレートの面内方向における予め決められた進行方向に移動することにより、前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すスキージング工程を含み、
前記スキージが、
前記ベースプレートの面内方向において前記進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記スキージ本体部の端部から延在して前記進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、
を備え、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態で前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すこと、
を特徴とする三次元造形物の製造方法。
a building box in which a three-dimensional object is formed; a lifting stage provided inside the building box and movable in the height direction of the building box; and a lifting stage provided above the lifting stage to form the three-dimensional object. a base plate to which modeling powder is supplied for modeling, and a squeegee for leveling the modeling powder supplied on the base plate, the modeling powder supplied to an electron beam irradiation area on the base plate. A method for manufacturing a three-dimensional object using a three-dimensional printing apparatus, which forms a three-dimensional object by repeating a process of selectively solidifying the object by irradiation with the electron beam, the method comprising:
A squeegeeing step of spreading the modeling powder supplied on the base plate by moving the squeegee in a predetermined advancing direction in the in-plane direction of the base plate above the base plate,
The squeegee is
a squeegee main body provided in a straight line along a direction perpendicular to the traveling direction in the in-plane direction of the base plate;
a bending part that extends from an end of the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate and is provided so as to be bendable toward the downstream side in the traveling direction;
Equipped with
Spreading the modeling powder supplied on the base plate in a state in which the tip of the bent part is bent downstream in the traveling direction in a U-shape in the in-plane direction of the base plate;
A method for manufacturing a three-dimensional object, characterized by:
前記スキージは、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部を前記スキージ本体部に対して回転可能に接続する回転接続部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記回転接続部を中心として前記スキージ本体部に対する前記屈曲部の姿勢を変更させることにより前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させる角度調整用アクチュエータと、
を備え、
前記スキージング工程の前に前記角度調整用アクチュエータが前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させることにより、前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされること、
を特徴とする請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。
The squeegee is
a rotational connection portion that rotatably connects the bent portion to the squeegee body in an in-plane direction of the base plate;
an angle adjustment actuator that rotates the bent portion relative to the squeegee main body by changing the attitude of the bent portion relative to the squeegee main body about the rotational connection portion in an in-plane direction of the base plate;
Equipped with
Before the squeezing step, the angle adjustment actuator rotates the bent portion with respect to the squeegee main body, so that the tip of the bent portion is bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate. be U-shaped,
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 1, characterized in that:
前記スキージは、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の長手方向の中心位置が前記進行方向と直交する方向における前記ベースプレートの中心位置と同じ位置とされ、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の両端部の位置が、前記ベースプレートの端部と同じ位置または前記ベースプレートの端部よりも内側の位置とされること、
を特徴とする請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。
The squeegee is
In a direction perpendicular to the direction of travel, the center position of the squeegee main body in the longitudinal direction is the same as the center position of the base plate in the direction perpendicular to the direction of travel,
In a direction perpendicular to the traveling direction, both ends of the squeegee main body are located at the same position as the end of the base plate or inside the end of the base plate;
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 1, characterized in that:
振動を発生させる加振部を備え、
前記スキージング工程において前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の三次元造形物の製造方法。
Equipped with an excitation part that generates vibrations,
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section when the squeegee spreads the modeling powder in the squeezing step;
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記加振部を前記スキージが締結されたガイドに備え、
前記スキージング工程において前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする請求項4に記載の三次元造形物の製造方法。
the vibrating section is provided on a guide to which the squeegee is fastened;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder in the squeegeeing step;
5. The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 4.
前記加振部を前記スキージに備え、
前記スキージング工程において前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする請求項4に記載の三次元造形物の製造方法。
the squeegee includes the vibrating section;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder in the squeegeeing step;
5. The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 4.
電子ビームの照射領域に供給された造形用粉末を前記電子ビームの照射によって選択的に固化させる処理を繰り返すことにより三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
前記三次元造形物が造形される造形ボックスと、
前記造形ボックスの内部に設けられて前記造形ボックスの高さ方向に移動可能な昇降ステージと、
前記昇降ステージの上方に設けられて前記三次元造形物を造形する造形用粉末が供給されるベースプレートと、
前記ベースプレートの上方に設けられて前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すスキージと、
を備え、
前記スキージが、
前記ベースプレートの面内方向において予め決められた前記スキージの進行方向と直交する方向に沿って直線状に設けられたスキージ本体部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記スキージ本体部の端部から延在して前記進行方向における下流側に屈曲可能に設けられた屈曲部と、
を備え、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされた状態で前記進行方向に移動することにより、前記ベースプレート上に供給された前記造形用粉末を敷き均すこと、
を特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus that forms a three-dimensional object by repeating a process of selectively solidifying modeling powder supplied to an electron beam irradiation area by the electron beam irradiation,
a modeling box in which the three-dimensional object is created;
an elevating stage provided inside the modeling box and movable in the height direction of the modeling box;
a base plate provided above the elevating stage and supplied with modeling powder for modeling the three-dimensional structure;
a squeegee provided above the base plate for leveling the modeling powder supplied onto the base plate;
Equipped with
The squeegee is
a squeegee main body provided linearly along a direction perpendicular to a predetermined traveling direction of the squeegee in the in-plane direction of the base plate;
a bending part that extends from an end of the squeegee main body in the in-plane direction of the base plate and is provided so as to be bendable toward the downstream side in the traveling direction;
Equipped with
The modeling powder is supplied onto the base plate by moving in the traveling direction in a state in which the tip of the bent portion is bent downstream in the traveling direction in a U-shape in the in-plane direction of the base plate. to level out the
A three-dimensional printing device featuring:
前記スキージは、
前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部を前記スキージ本体部に対して回転可能に接続する回転接続部と、
前記ベースプレートの面内方向において前記回転接続部を中心として前記スキージ本体部に対する前記屈曲部の姿勢を変更させることにより前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させる角度調整用アクチュエータと、
を備え、
前記角度調整用アクチュエータが前記屈曲部をスキージ本体部に対して回転させることにより、前記ベースプレートの面内方向において前記屈曲部の先端部が前記進行方向における下流側に屈曲したU形状とされること、
を特徴とする請求項7に記載の三次元造形装置。
The squeegee is
a rotational connection portion that rotatably connects the bent portion to the squeegee body in an in-plane direction of the base plate;
an angle adjustment actuator that rotates the bent portion relative to the squeegee main body by changing the attitude of the bent portion relative to the squeegee main body about the rotational connection portion in an in-plane direction of the base plate;
Equipped with
The angle adjusting actuator rotates the bent portion with respect to the squeegee main body, so that the tip of the bent portion has a U shape bent downstream in the traveling direction in the in-plane direction of the base plate. ,
The three-dimensional printing apparatus according to claim 7, characterized by:
前記スキージは、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の長手方向の中心位置が前記進行方向と直交する方向における前記ベースプレートの中心位置と同じ位置とされ、
前記進行方向と直交する方向において、前記スキージ本体部の両端部の位置が、前記ベースプレートの端部と同じ位置または前記ベースプレートの端部よりも内側の位置とされること、
を特徴とする請求項7に記載の三次元造形装置。
The squeegee is
In a direction perpendicular to the direction of travel, the center position of the squeegee main body in the longitudinal direction is the same as the center position of the base plate in the direction perpendicular to the direction of travel,
In a direction perpendicular to the traveling direction, both ends of the squeegee main body are located at the same position as the end of the base plate or inside the end of the base plate;
The three-dimensional printing apparatus according to claim 7, characterized by:
振動を発生させる加振部を備え、
前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする請求項7から9のいずれか1つに記載の三次元造形装置。
Equipped with an excitation part that generates vibrations,
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section when the squeegee spreads the modeling powder;
The three-dimensional printing apparatus according to any one of claims 7 to 9, characterized by:
前記加振部を前記スキージが締結されたガイドに備え、
前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする請求項10に記載の三次元造形装置。
the vibrating section is provided on a guide to which the squeegee is fastened;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder;
The three-dimensional printing apparatus according to claim 10.
前記加振部を前記スキージに備え、
前記スキージが前記造形用粉末を敷き均す際に前記スキージを介して前記加振部から前記造形用粉末に前記振動を与えること、
を特徴とする請求項10に記載の三次元造形装置。
the squeegee includes the vibrating section;
applying the vibration to the modeling powder from the vibrating section via the squeegee when the squeegee spreads the modeling powder;
The three-dimensional printing apparatus according to claim 10.
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