JP6834431B2 - 造形装置、造形制御プログラム及び造形方法 - Google Patents
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Description
次に、本実施形態に係るヘッド100の構成について、図2を用いて説明する。ヘッド100は、フィラメント700の押出口であるノズル101と、フィラメント700を溶解させる加熱部を構成するヒーター102と、冷却器103と、移動路の一部を形成し、チューブ400とヘッド100との接合部であるジョイント104と、を備える。
次に、本実施形態に係るセンサ200について図3を用いて説明する。センサ200は、第一センサ210と、第二センサ220と、を含む。例えば、第一センサ210が弛みセンサであって、第二センサ220が突っ張りセンサである。
次に、本実施形態に係るモーター300について、図4を用いて説明する。モーター300は、例えば、電動モーターであって、軸部302にギア301が取り付けられて構成されている。軸部302は、電動モーターに電源を接続することで所定の方向に回転する。チューブ400の一部には孔が形成されていて、この孔からギア301がチューブ400の内部空間に進入した状態で保持される。ギア301は、軸部302の回転に基づいて回転する。ギア301は、フィラメント700の外壁に接する回転部材であって、その歯先はフィラメント700の周面に直に接触するようになっている。
造形材として用いるフィラメント700は、主に樹脂を素材とするものである。例えば、ABS樹脂、PC(ポリカーボネート:polycarbonate)、PC/ABS、PPSU(ポリフェニルスルホン)、PLA(ポリ乳酸)などである。
次に、本実施形態に係るFDM1の全体の動作を制御する制御部110のハードウェア構成について説明する。図6に示すように、本実施形態に係る制御部110は、CPU(Central Processing Unit)111、ROM(Read Only Memory)112、RAM(Random Access Memory)113、XY駆動I/F(InterFace)114、Z駆動I/F115、センサI/F116、ヒーターI/F117及びモーターI/F118が、バス119を介して接続され構成されている。
次に、本発明に係る造形制御プログラムにおいて実現される機能構成について説明する。図6は、本実施形態に係る制御プログラム10の構成を示す機能ブロック図である。図6に示す様に、制御プログラム10は、移動制御部11と、移動状態判定部12と、加熱制御部13と、XY駆動制御部14と、Z駆動制御部15と、を含む。
次に、本発明に係る造形方法の実施形態について説明する。まず、ヒーター102の温度を所定の設定温度に上昇させる初期設定処理が実行される(S701)。S701の詳細は後述する。次に、S701において設定された温度においてフィラメント700を移動した場合に弛みが生ずるか否かを判定する初期状態判定処理が実行される(S702)。S702の処理の詳細は後述する。次に、S702において、初期状態における弛みが生じていなければ、フィラメント700をノズル101まで移動したときの移動状態を正常状態にするための微調整処理が実行される(S703)。S703の処理の詳細は後述する。
次に、S701における初期設定処理の詳細について、図8のフローチャートを用いて説明する。フィラメントリール500をFDM1にセットして動作を開始させることにより、加熱制御部13によってヒーター102の加熱処理が開始される(S801)。ヒーター102の設定温度は予め指定してあり、当該設定温度にヒーター102の温度が達するまで、加熱処理を継続させる(SS802/NO)。
次に、S702における初期状態判定処理の詳細について、図9のフローチャートを用いて説明する。ヒーター102が設定温度(例えば、150℃)に達している状態において、移動制御部11がモーター300の駆動を制御して、フィラメント700をヒーター102の位置に移動する第一移動処理を実行する(S901)。
次に、S703における微調整処理の詳細について、図10のフローチャートを用いて説明する。初期設定においてフィラメント700の弛みが解消した状態で、移動制御部11がモーター300の駆動を制御して、フィラメント700をヒーター102からノズル101の位置にまで移動する第二移動処理を実行する(S1001)。
以上説明をした本実施形態によれば、造形材であるフィラメント700をセッティングした後、造形処理を開始できる状態にするまでの設定処理を自動的に行うことができる。本実施形態に係る造形方法によれば、フィラメント700のセッティングに際し、二段階に分けた移動処理と、これに伴う温度設定の調整を行うことができる。これによって、従来は、利用者がフィラメント700の材質に合わせて、ヒーター102の温度設定と造形の試行を繰り返していた手間を省くことができる。これによって、FDM装置1を用いた造形処理の効率化を図ることができる。
10 制御プログラム
11 移動制御部
12 移動状態判定部
13 加熱制御部
14 XY駆動制御部
15 Z駆動制御部
70 制御手段
100 ヘッド
101 ノズル
102 ヒーター
103 冷却器
104 ジョイント
110 制御部
111 CPU
112 ROM
113 RAM
114 XY駆動I/F
115 Z駆動I/F
116 センサI/F
117 ヒーターI/F
118 モーターI/F
119 バス
200 センサ
210 第一センサ
220 第二センサ
300 モーター
301 ギア
302 軸部
400 チューブ
500 フィラメントリール
600 造形ステージ
700 フィラメント
Claims (13)
- 造形材を加熱する加熱部と、
加熱された前記造形材を造形ステージに押し出す押出口を備える押出部と、
前記造形材を前記加熱部および前記押出部に対し移動させる移動部と、
前記押出部に対する前記造形材の移動方向における上流側に、前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の弛みの状態を検知する弛みセンサ及び前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の突っ張りの状態を検知する突っ張りセンサを備える移動状態検知部と、
前記移動状態検知部において検知される前記造形材の弛み又は突っ張りの状態に応じて、前記移動部における前記造形材の移動方向と前記加熱部における前記造形材への加熱を制御する制御部と、を備えることを特徴とする造形装置。 - 前記造形材を前記押出部に移動させる移動経路を形成する部材であって、前記造形材を挿通させて保持する管状部材、を備える、
請求項1に記載の造形装置。 - 前記移動部は、前記造形材の外壁に接する回転部材を備える電動モーターであって、前記回転部材の回転方向に応じて前記造形材を移動させる、
請求項1または2に記載の造形装置。 - 前記加熱部は、電気ヒーターである、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の造形装置。 - 前記弛みセンサと、前記突っ張りセンサは、前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の位置を検知するフォトインタラプタである、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の造形装置。 - 前記制御部は、前記移動部における前記造形材の移動を二段階に分けて制御し、
第一移動段階において、前記造形材の先端部分を前記加熱部に移動させ、
第二移動段階において、前記造形材の先端部分を前記押出口に移動させる、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の造形装置。 - 前記制御部は、前記第一移動段階において前記造形材の状態が弛み状態であるとき、前記加熱部の温度を高める、
請求項6に記載の造形装置。 - 前記制御部は、前記第一移動段階において前記造形材の状態が弛み状態であるとき、前記加熱部の温度を高め、かつ、前記造形材の先端を前記押出口から前記加熱部に移動させるように前記移動部を動作させる、
ことを特徴とする請求項6に記載の造形装置。 - 前記制御部は、前記第二移動段階において前記造形材の状態が弛み状態であるとき、前記加熱部の温度を高める、
請求項6乃至8のいずれか一項に記載の造形装置。 - 前記制御部は、前記第二移動段階における前記造形材の状態が弛み状態でないとき、前記造形材の先端を前記押出口から前記加熱部に移動させるように前記移動部を動作させ、
当該造形材の先端が前記押出口から前記加熱部に移動するときの前記造形材の状態が突っ張り状態であるとき、前記加熱部の温度を高める、
請求項6乃至8のいずれか一項に記載の造形装置。 - 前記制御部は、前記第二移動段階における前記造形材の状態が弛み状態でなく、突っ張り状態でもないことを、前記移動状態検知部が複数回検知したとき、前記第二移動段階を終了する、
請求項6乃至8のいずれか一項に記載の造形装置。 - 造形材を加熱する加熱部と、加熱された前記造形材を造形ステージに押し出す押出口を備える押出部と、前記造形材を前記加熱部に対し移動させる移動部と、前記押出部に対する前記造形材の移動方向における上流側に、前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の弛みの状態を検知する弛みセンサ及び前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の突っ張りの状態を検知する突っ張りセンサを備える移動状態検知部と、前記移動状態検知部において検知される前記造形材の弛み又は突っ張りの状態に応じて、前記移動部における前記造形材の移動方向と前記加熱部における前記造形材への加熱を制御する制御部と、を備える造形装置において、
前記加熱部において前記造形材を加熱するステップと、
加熱された前記造形材を前記造形ステージにむけて押し出すステップと、
前記造形材が前記造形ステージから押し出されるまでの移動中における当該造形材の弛みや突っ張りの状態を検知する移動状態検知ステップと、
検知された前記造形材の弛み又は突っ張りの状態に応じて、前記移動部における前記造形材の移動方向と前記加熱部における前記造形材への加熱を制御する制御ステップと、を実行させることを特徴とする造形制御プログラム。 - 造形材を加熱する加熱部と、加熱された前記造形材を造形ステージに押し出す押出口を備える押出部と、前記造形材を前記加熱部および前記押出部に対し移動させる移動部と、前記押出部に対する前記造形材の移動方向における上流側に、前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の弛みの状態を検知する弛みセンサ及び前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の突っ張りの状態を検知する突っ張りセンサを備える移動状態検知部と、前記移動状態検知部において検知される前記造形材の弛み又は突っ張りの状態に応じて、前記移動部における前記造形材の移動方向と前記加熱部における前記造形材への加熱を制御する制御部と、を備える造形装置を用いた造形方法であって、
前記造形材を加熱し、
加熱された前記造形材を造形ステージに押し出すように、当該造形材を前記加熱部および前記押出部に対し移動させ、
前記押出部に対する移動の途中における前記造形材の弛み又は突っ張りの状態を検知し、
検知された前記造形材の弛み又は突っ張りの状態に応じて、前記造形材の移動方向と前記加熱部における前記造形材への加熱を制御する、ことを特徴とする造形方法。
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