JP7085854B2 - Modeling equipment - Google Patents

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Description

本発明は、造形装置に関する。 The present invention relates to a modeling apparatus.

金型などを用いずに造形物を作製する装置として、3Dプリンタが普及しつつある。熱溶解積層法(FFF(Fused Filament Fabrication))を用いた3Dプリンタは、コンシューマ向けにも浸透している。また、複数の造形材料層を積層することで形成された造形物の、積層方向の強度向上を図る技術が知られている。 A 3D printer is becoming widespread as a device for producing a modeled object without using a mold or the like. 3D printers using the Fused Fused Fabrication (FFF) method have become widespread for consumers. Further, there is known a technique for improving the strength of a modeled object formed by laminating a plurality of modeling material layers in the laminating direction.

特許文献1には、粗面化された造形材料層上に次の造形材料層を形成することで、造形材料層間の密着力を向上させる技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for improving the adhesion between the modeling material layers by forming the next modeling material layer on the roughened modeling material layer.

しかし従来技術では、造形材料を吐出した後にローラを用いて平滑化した後に硬化させ、硬化した造形材料層を粗面化した上で、次の造形材料層を形成していた。このため、従来では、平滑化により造形材料層の端部の形状が崩れ、結果的に、形成される造形物が目的とする形状とは異なるものとなる場合があった。すなわち、従来では、積層方向の強度低下の抑制された、目的とする形状の造形物を作製する事は困難であった。 However, in the prior art, the modeling material is discharged, smoothed using a roller, and then cured to roughen the cured modeling material layer, and then the next modeling material layer is formed. For this reason, in the past, smoothing may cause the shape of the end portion of the modeling material layer to collapse, and as a result, the formed model may differ from the desired shape. That is, conventionally, it has been difficult to produce a modeled object having a desired shape in which a decrease in strength in the stacking direction is suppressed.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、積層方向の強度低下の抑制された目的とする形状の造形物を提供する事を目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a modeled object having a desired shape in which a decrease in strength in the stacking direction is suppressed.

上述した課題を解決するために、造形装置は、造形データに基づいて造形材料を積層することにより目的造形物を造形する造形装置であって、形成された造形材料層に溶融した造形材料を吐出して前記造形材料層を積層させる吐出部と、前記造形材料層の積層体の表面の少なくとも一部を切削する切削部と、を備える。前記切削部は、前記積層体の造形中、前記造形材料層がその積層後に変形し、前記目的造形物の形状とは異なる変形が生じた領域を切削することにより、前記目的造形物を切り出す。 In order to solve the above-mentioned problems, the modeling device is a modeling device that forms a target modeled object by laminating the modeling materials based on the modeling data, and discharges the molten modeling material into the formed modeling material layer. A discharge portion for laminating the modeling material layer and a cutting portion for cutting at least a part of the surface of the laminated body of the modeling material layer are provided. The cutting portion cuts out the target model by cutting a region where the modeling material layer is deformed after the lamination during the modeling of the laminated body and the deformation different from the shape of the target model is generated . ..

本発明によれば、積層方向の強度低下の抑制された目的とする形状の造形物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a modeled object having a desired shape in which a decrease in strength in the stacking direction is suppressed.

図1は、造形装置の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a modeling device. 図2は、吐出部の断面模式図の一例である。FIG. 2 is an example of a schematic cross-sectional view of the discharge portion. 図3は、加熱部および回転ステージを拡大して示した模式図である。FIG. 3 is an enlarged schematic view of a heating unit and a rotating stage. 図4は、造形装置のハードウェア構成図の一例である。FIG. 4 is an example of a hardware configuration diagram of a modeling device. 図5は、造形材料層の積層の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of laminating the modeling material layer. 図6は、造形材料層の積層の詳細例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a detailed example of laminating the modeling material layer. 図7は、側面冷却部による冷却の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of cooling by the side cooling unit. 図8は、加熱部による再加熱の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of reheating by the heating unit. 図9は、造形物の切削の一例を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing an example of cutting a modeled object. 図10は、目的造形物の一例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the target model. 図11は、造形処理の手順の一例を示す、フローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of the procedure of the modeling process. 図12は、造形装置の一例を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic view showing an example of a modeling device. 図13は、造形装置の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic view showing an example of a modeling device. 図14は、造形装置の一例を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a modeling device. 図15は、造形装置の一例を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic view showing an example of a modeling device. 図16は、制御部のハードウェア構成の一例を示す模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the hardware configuration of the control unit.

以下、添付図面を参照しながら、本実施の形態の造形装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書において、同じ構成および機能を示す部分には、同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the modeling apparatus of this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same reference numerals may be given to parts showing the same configuration and function, and detailed description may be omitted.

なお、本実施の形態では、熱溶解積層法(FFF)により造形物を造形する造形装置を、一例として説明する。なお、造形装置は、三次元の造形物を造形する装置であればよく、造形方法は熱溶解積層法(FFF)に限定されない。 In this embodiment, a modeling apparatus for modeling a modeled object by the Fused Deposition Modeling Method (FFF) will be described as an example. The modeling device may be any device that models a three-dimensional model, and the modeling method is not limited to the Fused Deposition Modeling Method (FFF).

(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態の造形装置1の一例を示す模式図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the modeling apparatus 1 of the present embodiment.

造形装置1の筐体2の内部には、造形テーブル3が設けられている。造形テーブル3は、造形物Mを保持する。すなわち、造形テーブル3上に、造形物Mが造形される。 A modeling table 3 is provided inside the housing 2 of the modeling device 1. The modeling table 3 holds the modeling object M. That is, the modeled object M is modeled on the modeling table 3.

造形物Mの造形には、造形材料が用いられる。本実施の形態では、造形材料として、フィラメントFを用いる。フィラメントFは、造形材料を細長いワイヤー形状にした固体材料である。造形材料は、熱可塑性樹脂である。 A modeling material is used for modeling the modeled object M. In this embodiment, the filament F is used as the modeling material. The filament F is a solid material in which the modeling material is formed into an elongated wire shape. The modeling material is a thermoplastic resin.

フィラメントFは、巻き回された状態で造形装置1における筐体2の外部のリール4にセットされている。リール4は、フィラメントFの駆動手段であるエクストルーダ11の回転に引っ張られることで、大きく抵抗力を働かせることなく自転する。 The filament F is set on a reel 4 outside the housing 2 in the modeling apparatus 1 in a wound state. The reel 4 rotates by being pulled by the rotation of the extruder 11, which is the driving means of the filament F, without exerting a large resistance force.

また、筐体2内には、吐出部10が設けられている。吐出部10は、溶融した造形材料を吐出して造形材料層を積層させ、造形材料層の積層体である造形物Mを形成する。 Further, a discharge unit 10 is provided in the housing 2. The discharge unit 10 discharges the molten modeling material and laminates the modeling material layers to form a modeled object M which is a laminated body of the modeling material layers.

図2は、吐出部10の断面模式図の一例である。吐出部10は、エクストルーダ11、冷却ブロック12、フィラメントガイド14、加熱ブロック15、吐出ノズル18、撮像モジュール101、ねじり回転機構102、およびその他の部品によってモジュール化されている。フィラメントFは、エクストルーダ11によって引き込まれることで、吐出部10へ供給される。 FIG. 2 is an example of a schematic cross-sectional view of the discharge unit 10. The discharge unit 10 is modularized by an extruder 11, a cooling block 12, a filament guide 14, a heating block 15, a discharge nozzle 18, an image pickup module 101, a torsion rotation mechanism 102, and other parts. The filament F is supplied to the discharge unit 10 by being drawn by the extruder 11.

撮像モジュール101は、吐出部10に引き込まれたフィラメントFの360°像、すなわち、フィラメントFにおけるある部分の全方位の画像を撮影する。図2には、吐出部10が2つの撮像モジュール101を備えた構成を、一例として示した。なお、吐出部10に設けられる撮像モジュール101の数は、2つに限定されない。例えば、反射板を備えた構成とすることで、1つの撮像モジュール101により、フィラメントFの360°像を撮影してもよい。 The image pickup module 101 captures a 360 ° image of the filament F drawn into the ejection portion 10, that is, an omnidirectional image of a portion of the filament F. FIG. 2 shows, as an example, a configuration in which the ejection unit 10 includes two image pickup modules 101. The number of image pickup modules 101 provided in the discharge unit 10 is not limited to two. For example, a 360 ° image of the filament F may be captured by one imaging module 101 by providing a reflector.

撮像モジュール101は、例えば、レンズなどの結像光学系と、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子と、を備えたカメラである。 The image pickup module 101 is a camera including, for example, an image pickup optical system such as a lens and an image pickup element such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Sensor) sensor.

ねじり回転機構102は、フィラメントFを延伸方向に対して直交する方向に回転させることで、フィラメントFの方向を規制する。径測定部103は、撮像モジュール101によって撮影されたフィラメントFの画像から、X軸、Y軸の2方向におけるフィラメントのエッジ間の幅を、それぞれ径として測定する。X軸およびY軸は、互いに直交する2軸である。また、X軸およびY軸は、Z軸に対して直交する。Z軸は、鉛直方向および造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に一致する。 The torsional rotation mechanism 102 regulates the direction of the filament F by rotating the filament F in a direction orthogonal to the stretching direction. The diameter measuring unit 103 measures the width between the edges of the filaments in the two directions of the X-axis and the Y-axis as the diameter from the image of the filament F taken by the image pickup module 101. The X-axis and the Y-axis are two axes orthogonal to each other. Further, the X-axis and the Y-axis are orthogonal to the Z-axis. The Z-axis coincides with the vertical direction and the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML.

径測定部103は、予め定めた規格外の径を検出した場合、エラー情報を出力する。エラー情報の出力先は、ディスプレイであってもよいし、スピーカであってもよいし、他の装置であってもよい。径測定部103は、回路であってもよいし、CPU(Central Processing Unit)の処理によって実現される機能であってもよい。 When the diameter measuring unit 103 detects a diameter outside the predetermined standard, the diameter measuring unit 103 outputs error information. The output destination of the error information may be a display, a speaker, or another device. The diameter measuring unit 103 may be a circuit or a function realized by processing of a CPU (Central Processing Unit).

加熱ブロック15は、ヒータなどの熱源16と、ヒータの温度を制御するための熱電対17と、を有する。加熱ブロック15は、フィラメントFを加熱溶融し、溶融したフィラメントFである溶融フィラメントFMを、吐出ノズル18へ供給する。以下では、なお、溶融とは、加熱ブロック15による加熱前に比べて、固相に対する液相の比率が高くなった状態を意味する。すなわち、溶融には、フィラメントFの溶け始めから溶けて液状となるまでの状態が含まれ、半溶融状態および溶融状態の双方が含まれる。 The heating block 15 has a heat source 16 such as a heater and a thermocouple 17 for controlling the temperature of the heater. The heating block 15 heats and melts the filament F, and supplies the melted filament FM, which is the melted filament F, to the discharge nozzle 18. In the following, the melting means a state in which the ratio of the liquid phase to the solid phase is higher than that before heating by the heating block 15. That is, the melting includes a state from the beginning of melting of the filament F to a state of melting and becoming a liquid, and includes both a semi-melting state and a melting state.

冷却ブロック12は、加熱ブロック15とエクストルーダ11との間に設けられている。冷却ブロック12は、冷却源13を有し、フィラメントFを冷却する。冷却ブロック12は、加熱ブロック15からの溶融フィラメントFMの逆流、フィラメントFの押出抵抗の増大、および溶融フィラメントFMの固化による詰まり、などを防ぐ。エクストルーダ11によって冷却ブロック12側へ押し出されたフィラメントFは、フィラメントガイド14を介して加熱ブロック15へ供給される。 The cooling block 12 is provided between the heating block 15 and the extruder 11. The cooling block 12 has a cooling source 13 and cools the filament F. The cooling block 12 prevents backflow of the molten filament FM from the heating block 15, an increase in the extrusion resistance of the filament F, and clogging due to solidification of the molten filament FM. The filament F extruded toward the cooling block 12 by the extruder 11 is supplied to the heating block 15 via the filament guide 14.

加熱ブロック15における、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)の下流側端面には、吐出ノズル18が設けられている。加熱ブロック15へ供給されたフィラメントFは、加熱ブロック15によって溶融される。そして、溶融されたフィラメントFである溶融フィラメントFMは、吐出ノズル18から吐出される。 A discharge nozzle 18 is provided on the downstream end surface of the heating block 15 in the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML. The filament F supplied to the heating block 15 is melted by the heating block 15. Then, the molten filament FM, which is the molten filament F, is ejected from the ejection nozzle 18.

本実施の形態では、吐出ノズル18は、造形テーブル3上に、溶融フィラメントFMを線状に押し出すようにして吐出する。吐出された溶融フィラメントFMが冷却によって固化することで、造形テーブル3上には、造形材料層MLが形成される。また、吐出ノズル18は、形成した造形材料層ML上に、溶融フィラメントFMを、線状に押し出すようにして吐出する操作を繰り返す。この繰返しの吐出により、造形材料層ML上に新たな造形材料層MLが順次積層され、造形材料層MLの積層体である造形物Mが形成される。 In the present embodiment, the discharge nozzle 18 discharges the molten filament FM onto the modeling table 3 so as to linearly extrude the molten filament FM. The discharged molten filament FM is solidified by cooling, so that the modeling material layer ML is formed on the modeling table 3. Further, the ejection nozzle 18 repeats the operation of ejecting the molten filament FM onto the formed modeling material layer ML so as to linearly extrude the molten filament FM. By this repeated ejection, a new modeling material layer ML is sequentially laminated on the modeling material layer ML, and a modeled object M which is a laminated body of the modeling material layer ML is formed.

図1に戻り説明を続ける。本実施の形態では、吐出部10は、2つの吐出ノズルを有していてもよい。2つの吐出ノズルを、第1の吐出ノズル、第2の吐出ノズル、と称して説明する。 Return to FIG. 1 and continue the explanation. In the present embodiment, the discharge unit 10 may have two discharge nozzles. The two discharge nozzles will be referred to as a first discharge nozzle and a second discharge nozzle.

第1の吐出ノズルは、上述した吐出ノズル18であり、造形物Mを構成する造形材料であるフィラメントFを溶融して吐出する。 The first discharge nozzle is the discharge nozzle 18 described above, and melts and discharges the filament F, which is a modeling material constituting the modeled object M.

第2の吐出ノズルは、サポート材のフィラメントを溶融して吐出する。なお、図1に示す例では、第1の吐出ノズルである吐出ノズル18の奥側に、第2の吐出ノズルが配置されている。なお、吐出部10に設けられる吐出ノズルの数は2個に限らず任意である。 The second ejection nozzle melts and ejects the filament of the support material. In the example shown in FIG. 1, the second discharge nozzle is arranged behind the discharge nozzle 18 which is the first discharge nozzle. The number of discharge nozzles provided in the discharge unit 10 is not limited to two and is arbitrary.

サポート材は、熱可塑性を有する材料で構成されていればよく、構成材料は限定されない。例えば、サポート材は、造形材料と同じ熱可塑性樹脂で構成されていてもよいし、異なる熱可塑性樹脂で構成されていてもよい。 The support material may be made of a material having thermoplasticity, and the constituent material is not limited. For example, the support material may be made of the same thermoplastic resin as the modeling material, or may be made of a different thermoplastic resin.

サポート材の吐出によって形成されるサポート部は、最終的には、形成された造形物Mから除去される。 The support portion formed by discharging the support material is finally removed from the formed model M.

サポート材のフィラメント(以下、サポートフィラメントSFと称する場合がある)、および造形材料のフィラメントFは、加熱ブロック15によって各々溶融され、各々に対応する第2の吐出ノズルおよび吐出ノズル18(第1の吐出ノズル)から吐出される。 The filament of the support material (hereinafter, may be referred to as the support filament SF) and the filament F of the modeling material are each melted by the heating block 15, and the second discharge nozzle and the discharge nozzle 18 (first) corresponding to each are melted. Discharge from the discharge nozzle).

また、造形装置1には、加熱部20Aが設けられている。加熱部20Aは、加熱部20の一例である。なお、造形装置1は、1つの加熱部20Aを備えていてもよいし、複数の加熱部20Aを備えていてもよい。 Further, the modeling apparatus 1 is provided with a heating unit 20A. The heating unit 20A is an example of the heating unit 20. The modeling device 1 may be provided with one heating unit 20A, or may be provided with a plurality of heating units 20A.

加熱部20Aは、加熱対象領域Rを加熱する。加熱対象領域Rは、加熱部20Aが加熱する対象の領域である。 The heating unit 20A heats the heating target region R. The heating target region R is a region to be heated by the heating unit 20A.

本実施の形態では、加熱対象領域Rは、造形テーブル3上に形成された造形材料層ML上の少なくとも一部の領域である。例えば、加熱対象領域Rは、直前に形成された造形材料層ML上の全領域が、加熱対象領域Rである。全領域とは、直前に形成された1層の造形材料層MLにおける、吐出ノズル18によって次の溶融フィラメントFMの供給される側(すなわち、反鉛直方向側)の端面の全領域を示す。言い換えると、加熱対象領域Rは、直前に形成された1層の造形材料層MLにおける、造形材料層MLの積層体である造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)の両端面の内、吐出ノズル18に対向する側の端面(対向面)を示す。なお、本実施の形態では、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)は、鉛直方向に一致するものとする。 In the present embodiment, the heating target region R is at least a part of the region on the modeling material layer ML formed on the modeling table 3. For example, in the heating target region R, the entire region on the modeling material layer ML formed immediately before is the heating target region R. The entire region refers to the entire region of the end face of the one layer of the modeling material layer ML formed immediately before, on the side (that is, the anti-vertical direction side) to which the next molten filament FM is supplied by the discharge nozzle 18. In other words, the heating target region R is located on both end faces in the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML, which is a laminated body of the modeling material layer ML, in the one-layer modeling material layer ML formed immediately before. An end surface (opposing surface) on the side facing the discharge nozzle 18 is shown. In this embodiment, the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML is assumed to coincide with the vertical direction.

加熱部20Aは、回転ステージ19によって支持されている。回転ステージ19は、搬送部の一例である。 The heating unit 20A is supported by the rotary stage 19. The rotary stage 19 is an example of a transport unit.

図3は、加熱部20Aおよび回転ステージ19を拡大して示した模式図である。回転ステージ19は、異なる複数の方向から加熱対象領域Rを加熱するように、加熱部20Aを搬送する。本実施の形態では、加熱部20Aは、吐出ノズル18を中心に回転する。加熱部20Aは、回転ステージRSの回転に伴い回転移動する。 FIG. 3 is an enlarged schematic view of the heating unit 20A and the rotary stage 19. The rotary stage 19 conveys the heating unit 20A so as to heat the heating target region R from a plurality of different directions. In the present embodiment, the heating unit 20A rotates about the discharge nozzle 18. The heating unit 20A rotates and moves with the rotation of the rotary stage RS.

これにより、加熱部20Aは、異なる複数の方向から加熱対象領域Rを加熱することができる。 As a result, the heating unit 20A can heat the heating target region R from a plurality of different directions.

また、加熱部20Aは、吐出ノズル18の移動方向に常に追従して、吐出ノズル18によって溶融フィラメントFMの吐出される直前の加熱対象領域Rを加熱することができる。すなわち、加熱部20Aは、吐出ノズル18の移動方向が変わっても、吐出ノズル18による吐出に先回りして、吐出対象領域を加熱対象領域Rとして加熱することが可能である。 Further, the heating unit 20A can always follow the moving direction of the discharge nozzle 18 and heat the heating target region R immediately before the molten filament FM is discharged by the discharge nozzle 18. That is, even if the moving direction of the discharge nozzle 18 changes, the heating unit 20A can heat the discharge target region as the heat target region R prior to the discharge by the discharge nozzle 18.

また、加熱部20Aを、加熱対象領域Rを中心に回転させることで、加熱対象領域Rを連続して加熱することが可能となる。具体的には加熱部20Aを吐出ノズル18を中心に回転させることで、吐出ノズル18による造形物Mの形成時には、溶融フィラメントFMを吐出される直前の造形材料層MLを、常に加熱することが可能となる。 Further, by rotating the heating unit 20A around the heating target region R, the heating target region R can be continuously heated. Specifically, by rotating the heating unit 20A around the discharge nozzle 18, when the model M is formed by the discharge nozzle 18, the model material layer ML immediately before the molten filament FM is discharged can always be heated. It will be possible.

図1に戻り説明を続ける。本実施の形態では、加熱部20Aは、加熱源21として、レーザ光源21Aを備える。レーザ光源21Aは、レーザ光を照射する。レーザ光は、例えば、半導体レーザである。レーザ光の照射波長は、例えば、445nmである。 Return to FIG. 1 and continue the explanation. In the present embodiment, the heating unit 20A includes a laser light source 21A as the heating source 21. The laser light source 21A irradiates the laser beam. The laser beam is, for example, a semiconductor laser. The irradiation wavelength of the laser beam is, for example, 445 nm.

すなわち、本実施の形態では、加熱部20Aは、レーザ光の照射によって、加熱対象領域Rを加熱する。例えば、レーザ光源21Aは、造形テーブル3上に形成された造形材料層ML上における、次に溶融フィラメントFMの吐出される加熱対象領域Rに、レーザ光を照射する。このため、本実施の形態では、加熱部20Aは、非接触で且つ局所的に、遠方から加熱対象領域Rを加熱することができる。 That is, in the present embodiment, the heating unit 20A heats the heating target region R by irradiating the laser beam. For example, the laser light source 21A irradiates the heating target region R on which the molten filament FM is discharged next on the modeling material layer ML formed on the modeling table 3 with the laser beam. Therefore, in the present embodiment, the heating unit 20A can heat the heating target region R from a distance in a non-contact manner and locally.

また、本実施の形態では、造形装置1は、切削部7を備える。切削部7は、造形テーブル3上に形成された、造形材料層MLの積層体である造形物Mの表面の、少なくとも一部を切削する。 Further, in the present embodiment, the modeling device 1 includes a cutting portion 7. The cutting portion 7 cuts at least a part of the surface of the modeled object M, which is a laminated body of the modeled material layer ML formed on the modeling table 3.

本実施の形態では、切削部7は、伸縮アーム部7Aと、ドリル7Bと、駆動部7Cと、を備える。ドリル7Bは、造形物Mの表面を切削するための切削工具である。伸縮アーム部7Aは、ドリル7Bの位置を調整可能に支持する。駆動部7Cは、ドリル7Bの回転およびドリル7Bの位置を調整するための駆動機構である。 In the present embodiment, the cutting portion 7 includes a telescopic arm portion 7A, a drill 7B, and a driving portion 7C. The drill 7B is a cutting tool for cutting the surface of the modeled object M. The telescopic arm portion 7A supports the position of the drill 7B in an adjustable manner. The drive unit 7C is a drive mechanism for adjusting the rotation of the drill 7B and the position of the drill 7B.

例えば、駆動部7Cの駆動によって、伸縮アーム部7Aによって支持されたドリル7Bは、造形テーブル3上に形成された造形物Mの表面を切削する(詳細後述)。 For example, the drill 7B supported by the telescopic arm portion 7A by the drive of the drive portion 7C cuts the surface of the modeled object M formed on the modeling table 3 (details will be described later).

なお、切削部7は、造形テーブル3上に形成された、造形材料層MLの積層体である造形物Mを切削可能な機構および構成であればよく、その機構および構成は、上記形態に限定されない。 The cutting portion 7 may have a mechanism and a configuration capable of cutting a modeled object M formed on the modeling table 3 which is a laminated body of the modeling material layer ML, and the mechanism and the configuration are limited to the above-mentioned form. Not done.

吐出部10、加熱部20A、および切削部7は、X軸駆動軸31によって、X軸方向(矢印X方向)にスライド移動可能に保持されている。X軸駆動軸31は、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に対して直交する平面における一方向(矢印X軸方向)に長い駆動軸である。X軸駆動軸31には、X軸駆動モータ32が設けられている。吐出部10、加熱部20A、および切削部7は、X軸駆動モータ32の駆動力により、X軸方向へ移動する。 The discharge unit 10, the heating unit 20A, and the cutting unit 7 are held by the X-axis drive shaft 31 so as to be slidable in the X-axis direction (arrow X direction). The X-axis drive shaft 31 is a drive shaft long in one direction (arrow X-axis direction) in a plane orthogonal to the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML. The X-axis drive shaft 31 is provided with an X-axis drive motor 32. The discharge unit 10, the heating unit 20A, and the cutting unit 7 move in the X-axis direction by the driving force of the X-axis drive motor 32.

X軸駆動モータ32は、Y軸駆動軸33Aに沿ってスライド移動可能に保持されている。Y軸駆動軸33Aは、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に対して直交する平面における、X軸方向に直交する方向(矢印Y方向)に長い駆動軸である。Y軸駆動軸33Aには、Y軸駆動モータ33が設けられている。吐出部10、加熱部20A、切削部7、およびX軸駆動モータ32は、Y軸駆動モータ33の駆動力により、Y軸方向へ移動する。 The X-axis drive motor 32 is held so as to be slidable along the Y-axis drive shaft 33A. The Y-axis drive shaft 33A is a long drive shaft in a direction orthogonal to the X-axis direction (arrow Y direction) in a plane orthogonal to the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML. The Y-axis drive shaft 33A is provided with a Y-axis drive motor 33. The discharge unit 10, the heating unit 20A, the cutting unit 7, and the X-axis drive motor 32 move in the Y-axis direction by the driving force of the Y-axis drive motor 33.

造形テーブル3は、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に長いZ軸駆動軸34、および、ガイド軸35に通され、造形材料層MLの積層方向に沿って移動可能に保持されている。Z軸駆動軸34には、Z軸駆動モータ36が設けられている。造形テーブル3は、Z軸駆動モータ36の駆動力により、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)へ移動する。造形テーブル3には、積載された造形物Mを加熱するための加熱機構が設けられていてもよい。 The modeling table 3 is passed through a Z-axis drive shaft 34 and a guide shaft 35 that are long in the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML, and is movably held along the stacking direction of the modeling material layer ML. There is. The Z-axis drive shaft 34 is provided with a Z-axis drive motor 36. The modeling table 3 moves in the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML by the driving force of the Z-axis drive motor 36. The modeling table 3 may be provided with a heating mechanism for heating the loaded modeled object M.

このため、造形装置1は、造形テーブル3上に形成された造形材料層ML上の任意の領域を、加熱部20Aによって加熱可能な構成となっている。また、造形装置1は、造形テーブル3上の任意の領域に、溶融フィラメントFMや溶融サポート材を吐出可能な構成となっている。また、造形装置1は、造形テーブル3上に形成された複数の造形材料層MLの積層体である造形物Mの任意の箇所および領域を、切削部7によって切削可能な構成となっている。 Therefore, the modeling apparatus 1 has a configuration in which an arbitrary region on the modeling material layer ML formed on the modeling table 3 can be heated by the heating unit 20A. Further, the modeling apparatus 1 is configured to be capable of discharging the molten filament FM and the molten support material into an arbitrary region on the modeling table 3. Further, the modeling apparatus 1 has a configuration in which an arbitrary portion and region of the modeled object M, which is a laminated body of a plurality of modeling material layers ML formed on the modeling table 3, can be cut by the cutting portion 7.

また、造形装置1は、クリーニングブラシ37およびダストボックス38を備える。クリーニングブラシ37は、吐出ノズル18の先端周辺をクリーニングする。例えば、クリーニングブラシ37は、吐出ノズル18の周辺に飛散した造形材料などによる粉塵を、ダストボックス38へ集積させる。 Further, the modeling device 1 includes a cleaning brush 37 and a dust box 38. The cleaning brush 37 cleans the vicinity of the tip of the discharge nozzle 18. For example, the cleaning brush 37 collects dust from the modeling material or the like scattered around the discharge nozzle 18 in the dust box 38.

図4は、造形装置1のハードウェア構成図の一例である。造形装置1は、制御部100を有する。制御部100は、CPUあるいは回路などによって構築されている。制御部100は、造形装置1に設けられた各部と電気的に接続されている。 FIG. 4 is an example of a hardware configuration diagram of the modeling apparatus 1. The modeling device 1 has a control unit 100. The control unit 100 is constructed by a CPU, a circuit, or the like. The control unit 100 is electrically connected to each unit provided in the modeling device 1.

造形装置1は、X軸座標検知機構105Aと、Y軸座標検知機構105Bと、Z軸座標検知機構K105Cと、を備える。 The modeling device 1 includes an X-axis coordinate detection mechanism 105A, a Y-axis coordinate detection mechanism 105B, and a Z-axis coordinate detection mechanism K105C.

X軸座標検知機構105Aは、吐出部10、加熱部20A、および切削部7のX軸方向位置を検知する。X軸座標検知機構105Aは、X軸方向検知結果を制御部100へ送信する。制御部100は、X軸方向検知結果に基づいてX軸駆動モータ32の駆動を制御することで、吐出部10、加熱部20A、および切削部7を目標のX軸方向位置へ移動させる。 The X-axis coordinate detection mechanism 105A detects the positions of the discharge unit 10, the heating unit 20A, and the cutting unit 7 in the X-axis direction. The X-axis coordinate detection mechanism 105A transmits the X-axis direction detection result to the control unit 100. The control unit 100 controls the drive of the X-axis drive motor 32 based on the X-axis direction detection result, thereby moving the discharge unit 10, the heating unit 20A, and the cutting unit 7 to the target X-axis direction position.

Y軸座標検知機構105Bは、吐出部10、加熱部20A、および切削部7のY軸方向位置を検知する。Y軸座標検知機構105Bは、Y軸方向検知結果を、制御部100へ送信する。制御部100は、Y軸方向検知結果に基づいてY軸駆動モータ33の駆動を制御することで、吐出部10、加熱部20A、および切削部7を目標のY軸方向位置へ移動させる。 The Y-axis coordinate detection mechanism 105B detects the positions of the discharge unit 10, the heating unit 20A, and the cutting unit 7 in the Y-axis direction. The Y-axis coordinate detection mechanism 105B transmits the Y-axis direction detection result to the control unit 100. The control unit 100 controls the drive of the Y-axis drive motor 33 based on the Y-axis direction detection result, thereby moving the discharge unit 10, the heating unit 20A, and the cutting unit 7 to the target Y-axis direction position.

Z軸座標検知機構105Cは、造形テーブル3のZ軸方向位置を検知する。Z軸座標検知機構105Cは、Z軸方向検知結果を、制御部100へ送信する。制御部100は、Z軸方向検知結果に基づいてZ軸駆動モータ36の駆動を制御することで、造形テーブル3を目標のZ軸方向位置へ移動させる。 The Z-axis coordinate detection mechanism 105C detects the position of the modeling table 3 in the Z-axis direction. The Z-axis coordinate detection mechanism 105C transmits the Z-axis direction detection result to the control unit 100. The control unit 100 moves the modeling table 3 to the target Z-axis direction position by controlling the drive of the Z-axis drive motor 36 based on the Z-axis direction detection result.

このように、制御部100は、吐出部10、加熱部20A、切削部7、および造形テーブル3の移動を制御することにより、吐出部10、加熱部20A、切削部7、および造形テーブル3の相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に移動させる。 In this way, the control unit 100 controls the movement of the discharge unit 10, the heating unit 20A, the cutting unit 7, and the modeling table 3 to control the movement of the discharge unit 10, the heating unit 20A, the cutting unit 7, and the modeling table 3. Move the relative 3D position to the target 3D position.

さらに、制御部100は、エクストルーダ11、冷却ブロック12、加熱ブロック15、吐出ノズル18、レーザ光源21A、クリーニングブラシ37、回転ステージRS、撮像モジュール101、ねじり回転機構102、径測定部103、温度センサ104、および切削部7の駆動部7Cに制御信号を送信することで、これらの駆動を制御する。 Further, the control unit 100 includes an extruder 11, a cooling block 12, a heating block 15, a discharge nozzle 18, a laser light source 21A, a cleaning brush 37, a rotation stage RS, an image pickup module 101, a torsion rotation mechanism 102, a diameter measurement unit 103, and a temperature sensor. These drives are controlled by transmitting control signals to 104 and the drive unit 7C of the cutting unit 7.

温度センサ104は、加熱対象領域Rの温度を測定する(詳細後述)。側面冷却部39は、造形物Mの側面を冷却する(詳細後述)。 The temperature sensor 104 measures the temperature of the heating target region R (details will be described later). The side cooling unit 39 cools the side surface of the modeled object M (details will be described later).

次に、造形装置1による造形材料層MLの積層の一例を説明する。図5は、造形材料層MLの積層の一例を示す説明図である。 Next, an example of laminating the modeling material layer ML by the modeling device 1 will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of laminating the modeling material layer ML.

本実施の形態では、加熱部20Aは、レーザ光源21Aから照射されるレーザ光Lを用いて、造形材料層MLにおける加熱対象領域Rを加熱する。吐出部10は、加熱された造形材料層ML上に溶融フィラメントFMを吐出する。 In the present embodiment, the heating unit 20A heats the heating target region R in the modeling material layer ML by using the laser light L emitted from the laser light source 21A. The discharge unit 10 discharges the molten filament FM onto the heated modeling material layer ML.

詳細には、加熱部20Aのレーザ光源21Aは、形成された造形3材料層ML上における、溶融フィラメントFMが次に吐出される加熱対象領域Rにレーザ光Lを照射する。この照射により、加熱部20Aは、造形材料層ML上における加熱対象領域Rを、再加熱する。再加熱とは、溶融フィラメントFMが冷却されて固化した後に、再度加熱することを表す。再加熱の温度は特に限定されないが、形成済の造形材料層MLの融点以上の温度であることが好ましい。 Specifically, the laser light source 21A of the heating unit 20A irradiates the laser light L on the formed modeling 3 material layer ML to the heating target region R to which the molten filament FM is next discharged. By this irradiation, the heating unit 20A reheats the heating target region R on the modeling material layer ML. Reheating means that the molten filament FM is cooled and solidified, and then heated again. The temperature of reheating is not particularly limited, but is preferably a temperature equal to or higher than the melting point of the formed modeling material layer ML.

加熱対象領域Rの温度は、温度センサ104によって測定される(図4参照)。温度センサ104は、測定部の一例である。本実施形態では、温度センサ104は、レーザ光源21Aの近傍に配置されている。温度センサ104は、温度測定結果を、制御部100へ出力する。制御部100は、温度測定結果に基づいてレーザ光源21Aのレーザ出力を制御することで、加熱対象領域Rに加える熱の温度を調整する。 The temperature of the heating target region R is measured by the temperature sensor 104 (see FIG. 4). The temperature sensor 104 is an example of a measuring unit. In this embodiment, the temperature sensor 104 is arranged in the vicinity of the laser light source 21A. The temperature sensor 104 outputs the temperature measurement result to the control unit 100. The control unit 100 adjusts the temperature of the heat applied to the heating target region R by controlling the laser output of the laser light source 21A based on the temperature measurement result.

すなわち、加熱部20Aは、温度センサ104によって測定された温度に基づいて、加熱対象領域Rを加熱する。このため、加熱部20Aは、目標温度となるように、加熱対象領域Rを安定して加熱することができる。 That is, the heating unit 20A heats the heating target region R based on the temperature measured by the temperature sensor 104. Therefore, the heating unit 20A can stably heat the heating target region R so as to reach the target temperature.

形成済の造形材料層MLの表面を再加熱することで、造形材料層MLにおける、再加熱された加熱対象領域Rと、該加熱対象領域Rに次に吐出された溶融フィラメントFMと、の温度差が小さくなり、これらの構成材料が混ざり合うことで、これらの層間の接着性が向上する。すなわち、複数の造形材料層MLの、積層方向(矢印Z方向)の強度が向上する。 By reheating the surface of the formed modeling material layer ML, the temperature of the reheated heating target region R and the molten filament FM next discharged to the heating target region R in the modeling material layer ML. By reducing the difference and mixing these constituent materials, the adhesiveness between these layers is improved. That is, the strength of the plurality of modeling material layers ML in the stacking direction (arrow Z direction) is improved.

図6は、造形材料層MLの積層の詳細例を示す模式図である。以下では、吐出部10による造形中の造形材料層MLを、上層Lnと表す。また、上層Lnの一つ下の層を下層Ln-1、下層Ln-1の一つ下の層を下層Ln-2と表す。また、図6中の矢印Wは、吐出部10の移動経路(ツールパス)を示す。なお、図6には、吐出部10のツールパスが分かるように、吐出された溶融フィラメントFMを、楕円柱で模式的に示した。このため、吐出された溶融フィラメントFMの間に空隙が形成されているが、実際には、空隙が形成されないように造形することが好ましい。 FIG. 6 is a schematic view showing a detailed example of laminating the modeling material layer ML. In the following, the modeling material layer ML during modeling by the discharge unit 10 is referred to as an upper layer Ln. Further, the layer immediately below the upper layer Ln is referred to as a lower layer Ln-1, and the layer immediately below the lower layer Ln-1 is referred to as a lower layer Ln-2. Further, the arrow W in FIG. 6 indicates the movement path (tool path) of the discharge unit 10. In addition, in FIG. 6, the discharged molten filament FM is schematically shown by an elliptical column so that the tool path of the discharge unit 10 can be understood. For this reason, voids are formed between the discharged molten filament FMs, but in reality, it is preferable to form the molding so that the voids are not formed.

下層Ln-1を再加熱しながら上層Lnを形成すると、下層Ln-1の造形材料層MLが溶融した状態で、上層Lnの造形材料層MLを形成できる。このように、積層された複数の造形材料層MLの間で、溶融したこれらの造形材料が混ざり合うことで、積層方向に隣接する造形材料層MLと造形材料層MLの間の接着性が向上する。このため、複数の造形材料層MLの積層体である造形物Mの、積層方向(矢印Z方向)の強度が向上する。 When the upper layer Ln is formed while reheating the lower layer Ln-1, the modeling material layer ML of the upper layer Ln can be formed in a state where the modeling material layer ML of the lower layer Ln-1 is melted. In this way, by mixing these melted modeling materials among the plurality of laminated modeling material layers ML, the adhesiveness between the modeling material layer ML and the modeling material layer ML adjacent to each other in the stacking direction is improved. do. Therefore, the strength of the modeled object M, which is a laminated body of the plurality of modeling material layers ML, in the stacking direction (arrow Z direction) is improved.

次に、側面冷却部39について説明する。図7は、側面冷却部39による冷却の説明図である。側面冷却部39は、造形物Mの側面、すなわち延長方向(図1中、矢印Z方向)に対して平行な面を冷却する。側面冷却部39は、造形物Mの側面を冷却可能な冷却源であればよい。側面冷却部39は、例えば、ファンである。 Next, the side cooling unit 39 will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram of cooling by the side cooling unit 39. The side surface cooling unit 39 cools the side surface of the modeled object M, that is, a surface parallel to the extension direction (in the direction of arrow Z in FIG. 1). The side cooling unit 39 may be any cooling source capable of cooling the side surface of the modeled object M. The side cooling unit 39 is, for example, a fan.

側面冷却部39は、吐出部10による造形材料層MLの形成時に、造形物Mの側面に冷却風を送る。造形材料層MLの形成時に、造形物Mの側面に冷却風を送ることで、造形材料層MLの形成時に、造形材料層MLの側面の外形が崩れて造形精度が劣化することを抑制することができる。 The side cooling unit 39 sends cooling air to the side surface of the modeled object M when the modeling material layer ML is formed by the discharging unit 10. By sending cooling air to the side surface of the modeled object M at the time of forming the modeling material layer ML, it is possible to prevent the outer shape of the side surface of the modeling material layer ML from collapsing and the modeling accuracy from deteriorating when the modeling material layer ML is formed. Can be done.

図1に戻り説明を続ける。次に、切削部7による、造形物Mの切削について説明する。 Return to FIG. 1 and continue the explanation. Next, the cutting of the modeled object M by the cutting portion 7 will be described.

上述したように、本実施の形態では、造形装置1は、形成済の造形材料層MLの表面を再加熱し、加熱された該造形材料層ML上に、溶融した造形材料である溶融フィラメントFMを吐出することで、造形材料層MLを積層させる。そして、この造形材料層MLの加熱と溶融フィラメントFMの吐出を繰返すことで、複数の造形材料層MLの積層体である造形物Mを作製する。 As described above, in the present embodiment, the modeling apparatus 1 reheats the surface of the formed modeling material layer ML, and the molten filament FM, which is a molten modeling material, is melted on the heated modeling material layer ML. Is discharged to stack the modeling material layer ML. Then, by repeating the heating of the modeling material layer ML and the ejection of the molten filament FM, a modeling object M which is a laminated body of a plurality of modeling material layers ML is produced.

ここで、加熱部20Aによる加熱時に造形材料層MLの端部の形状が崩れる場合がある(図6参照)。図6に示すように、造形物Mの外形面OSが変形する場合がある。 Here, the shape of the end portion of the modeling material layer ML may be deformed during heating by the heating portion 20A (see FIG. 6). As shown in FIG. 6, the outer surface OS of the modeled object M may be deformed.

吐出部10による造形材料層MLの形成時に、側面冷却部39が造形物Mの側面に冷却風を送った場合であっても、造形物Mの外形面OSの変形を十分に抑制出来ない場合もある。 When the side cooling unit 39 cannot sufficiently suppress the deformation of the outer surface OS of the modeling object M even when the side cooling unit 39 sends cooling air to the side surface of the modeling object M at the time of forming the modeling material layer ML by the discharge unit 10. There is also.

図8を用いて説明する。図8は、加熱部20Aによる再加熱の説明図である。 This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram of reheating by the heating unit 20A.

図8(A)は、造形材料層MLの加熱と溶融フィラメントFMの吐出を繰返すことで形成された造形物Mの一例を示す立体模式図である。図8(B)は、図8(A)に示す造形物Mを、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に対して直交する方向(例えば、Y方向)から視認したときの形状の一例を示す模式図である。 FIG. 8A is a three-dimensional schematic diagram showing an example of a modeled object M formed by repeatedly heating the modeling material layer ML and discharging the molten filament FM. 8 (B) shows the shape of the model M shown in FIG. 8 (A) when visually recognized from a direction (for example, the Y direction) orthogonal to the stacking direction (arrow Z direction) of the model material layer ML. It is a schematic diagram which shows an example.

図8に示すように、加熱された造形材料層ML上への溶融フィラメントFMの形成を繰返すことで造形物Mを作製すると、造形物Mの形状が、目的とする形状とは異なるものとなる場合がある。具体的には、例えば、造形物Mの端部(領域B参照)が再加熱により崩れ、目的とする形状に対して、外形が変形する場合がある。 As shown in FIG. 8, when the model M is produced by repeating the formation of the molten filament FM on the heated model material layer ML, the shape of the model M becomes different from the target shape. In some cases. Specifically, for example, the end portion (see region B) of the modeled object M may collapse due to reheating, and the outer shape may be deformed with respect to the target shape.

そこで、本実施の形態の造形装置1は、切削部7を備える。切削部7は、造形テーブル3上に形成された、造形材料層MLの積層体である造形物Mの表面の、少なくとも一部を切削する。 Therefore, the modeling device 1 of the present embodiment includes a cutting portion 7. The cutting portion 7 cuts at least a part of the surface of the modeled object M, which is a laminated body of the modeled material layer ML formed on the modeling table 3.

図9は、切削部7による造形物Mの切削の一例を示す模式図である。図9(A)は、造形材料層MLの加熱と溶融フィラメントFMの吐出を繰返すことで形成された造形物Mの一例を示す立体模式図である。図9(B)は、図8(A)に示す造形物Mを、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に対して直交する方向(例えば、Y方向)から視認したときの形状の一例を示す模式図である。 FIG. 9 is a schematic view showing an example of cutting the modeled object M by the cutting portion 7. FIG. 9A is a three-dimensional schematic diagram showing an example of a modeled object M formed by repeatedly heating the modeling material layer ML and discharging the molten filament FM. 9 (B) shows the shape of the model M shown in FIG. 8 (A) when visually recognized from a direction (for example, the Y direction) orthogonal to the stacking direction (arrow Z direction) of the model material layer ML. It is a schematic diagram which shows an example.

本実施の形態では、造形装置1の制御部100は、造形物Mの造形データを受付ける。造形データは、造形物Mを構成する造形材料層MLごとの画像データによって構成されている。以下では、造形データによって示される造形物Mを、目的造形物MBと称して説明する。 In the present embodiment, the control unit 100 of the modeling device 1 receives the modeling data of the modeling object M. The modeling data is composed of image data for each modeling material layer ML constituting the modeling object M. In the following, the modeled object M represented by the modeled data will be referred to as a target modeled object MB.

制御部100は、目的造形物MBに対してひとまわり大きい形状の積層体MAを造形するように、造形データを補正する。目的造形物MBに対してひとまわり大きい形状の積層体MAとは、目的造形物MBを覆う大きさおよび形状の積層体MAであればよい。 The control unit 100 corrects the modeling data so as to form a laminated body MA having a slightly larger shape with respect to the target modeled object MB. The laminated body MA having a shape slightly larger than that of the target modeled object MB may be a laminated body MA having a size and shape that covers the target modeled object MB.

そして、制御部100は、補正後の造形データ(以下、補正造形データと称する)を用いて、加熱された造形材料層ML上に溶融フィラメントFMを吐出する処理を繰返すことで、積層体MAを造形する。 Then, the control unit 100 repeats the process of discharging the molten filament FM onto the heated modeling material layer ML using the corrected modeling data (hereinafter referred to as corrected modeling data) to obtain the laminated body MA. Model.

そして、制御部100は、積層体MAを切削して目的造形物MBを作製するように、切削部7を制御する。この切削により、切削部7は、積層体MAにおける、変形した領域(領域B)を取り除き、目的造形物MBを作製する。 Then, the control unit 100 controls the cutting unit 7 so as to cut the laminated body MA to produce the target modeled object MB. By this cutting, the cutting portion 7 removes the deformed region (region B) in the laminated body MA to produce the target modeled object MB.

図10は、切削部7による切削後の目的造形物MBの一例を示す模式図である。図10(A)は、切削部7によって切削されることで形成された、目的造形物MBの一例を示す立体模式図である。図10(B)は、図10(A)に示す目的造形物MBを、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)に対して直交する方向(例えば、Y方向)から視認したときの形状の一例を示す模式図である。 FIG. 10 is a schematic view showing an example of the target modeled object MB after cutting by the cutting portion 7. FIG. 10A is a three-dimensional schematic diagram showing an example of the target modeled object MB formed by cutting by the cutting portion 7. FIG. 10B shows a shape when the target modeled object MB shown in FIG. 10A is visually recognized from a direction (for example, the Y direction) orthogonal to the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML. It is a schematic diagram which shows an example.

図10に示すように、切削部7によって積層体MAを切削することで、変形した領域(領域B)が取り除かれ、造形データによって示される造形物Mである目的造形物MBが得られる。 As shown in FIG. 10, by cutting the laminated body MA by the cutting portion 7, the deformed region (region B) is removed, and the target modeled object MB which is the modeled object M shown by the modeling data is obtained.

また、切削部7が切削する積層体MAは、複数の造形材料層MLの、積層方向(矢印Z方向)の強度が向上した状態の積層体MAである。このため、切削部7が積層体MAを切削することで得られる目的造形物MBは、積層方向(矢印Z方向)の強度が高く、且つ、造形データによって示される形状(すなわち目的とする形状)を示すものとなる。 Further, the laminated body MA cut by the cutting portion 7 is a laminated body MA in which the strength of the plurality of modeling material layers ML in the laminated direction (arrow Z direction) is improved. Therefore, the target model MB obtained by cutting the laminated body MA by the cutting portion 7 has high strength in the stacking direction (arrow Z direction) and has a shape (that is, a target shape) indicated by the modeling data. Will be shown.

このため、造形装置1は、積層方向の強度低下の抑制された、目的とする形状の目的造形物MBを提供することができる。 Therefore, the modeling apparatus 1 can provide the target modeled object MB having the desired shape in which the decrease in strength in the stacking direction is suppressed.

また、本実施の形態では、造形装置1は、切削部7を備える。このため、加熱部20Aによる加熱対象領域Rの範囲は、造形材料層MLの表面の全領域とすることができる。全領域とは、上述したように、形成された造形材料層MLにおける、吐出ノズル18に対向する対向面の全領域である。すなわち、切削部7によって積層体MAを切削して目的造形物MBを切出すため、加熱対象領域Rの範囲を、造形材料層MLの表面の全領域とすることができる。このため、加熱部20Aによる加熱時範囲の精密な制御の必要性が低くなり、積層方向の強度低下の抑制された、目的とする形状の目的造形物MBを、容易に作製することができる。 Further, in the present embodiment, the modeling device 1 includes a cutting portion 7. Therefore, the range of the heating target region R by the heating unit 20A can be the entire surface region of the modeling material layer ML. The entire region is the entire region of the facing surface facing the discharge nozzle 18 in the formed modeling material layer ML as described above. That is, since the laminated body MA is cut by the cutting portion 7 to cut out the target modeled object MB, the range of the heating target region R can be set to the entire surface area of the modeling material layer ML. Therefore, the need for precise control of the heating time range by the heating unit 20A is reduced, and the target modeled object MB having the desired shape can be easily produced in which the decrease in strength in the stacking direction is suppressed.

なお、造形装置1は、側面冷却部39を備えた形態に限定されない。しかし、より精度良く目的の形状の目的造形物MBを得る観点から、造形装置1は、側面冷却部39を備えた構成であることが好ましい。この場合、切削部7および側面冷却部39によって、より精度良く、目的の形状の目的造形物MBを得ることができる。 The modeling device 1 is not limited to the form provided with the side cooling unit 39. However, from the viewpoint of obtaining the target modeled object MB having the desired shape with higher accuracy, the modeling device 1 is preferably configured to include the side cooling unit 39. In this case, the cutting portion 7 and the side cooling portion 39 can obtain the target modeled object MB having a desired shape with higher accuracy.

次に、本実施の形態の造形装置1が実行する造形処理の手順を説明する。図11は、本実施の形態の造形装置1が実行する、造形処理の手順の一例を示す、フローチャートである。 Next, the procedure of the modeling process executed by the modeling apparatus 1 of the present embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an example of a procedure of modeling processing executed by the modeling apparatus 1 of the present embodiment.

まず、造形装置1の制御部100は、目的造形物MBの造形データを受付けると、目的造形物MBに対してひとまわり大きい形状の積層体MAを造形するように、造形データを補正する。そして、制御部100は、補正造形データを用いて、図11に示す処理ルーチンを実行する。補正造形データは、積層体MAを構成する造形材料層MLごとの画像データによって構成されている。 First, when the control unit 100 of the modeling device 1 receives the modeling data of the target modeled object MB, the control unit 100 corrects the modeling data so as to form a laminated body MA having a slightly larger shape than the target modeled object MB. Then, the control unit 100 executes the processing routine shown in FIG. 11 using the corrected modeling data. The corrected modeling data is composed of image data for each modeling material layer ML constituting the laminated body MA.

造形装置1の制御部100は、X軸駆動モータ32またはY軸駆動モータ33を駆動して、吐出部10をX軸またはY軸方向に移動させる。吐出部10が移動している間に、制御部100は、補正造形データのうち、最下層の画像データに基づいて、吐出ノズル18から溶融フィラメントFMを吐出する。これによって、造形装置1は、造形テーブル3上に、画像データに応じた造形材料層MLを形成する(ステップS11)。 The control unit 100 of the modeling device 1 drives the X-axis drive motor 32 or the Y-axis drive motor 33 to move the discharge unit 10 in the X-axis or Y-axis direction. While the ejection unit 10 is moving, the control unit 100 ejects the molten filament FM from the ejection nozzle 18 based on the image data of the lowermost layer in the corrected modeling data. As a result, the modeling apparatus 1 forms the modeling material layer ML corresponding to the image data on the modeling table 3 (step S11).

次に、加熱部20Aが、造形テーブル3上に直前に形成された造形材料層ML上の加熱対象領域Rへレーザ光Lを照射し、該加熱対象領域Rを加熱する(ステップS12)。ステップS12の処理によって、直前に形成された造形材料層MLにおける加熱対象領域Rが再溶融する。 Next, the heating unit 20A irradiates the heating target region R on the modeling material layer ML formed immediately before on the modeling table 3 with the laser beam L to heat the heating target region R (step S12). By the treatment in step S12, the heating target region R in the modeling material layer ML formed immediately before is remelted.

次に、制御部100は、補正造形データにおける、直前に形成した造形材料層MLの上に積層する造形材料層MLの画像データを読取る。そして、制御部100は、該画像データに基づいて、吐出ノズル18から溶融フィラメントFMを吐出する。これによって、造形装置1は、直前に形成され、加熱部20Aによって加熱された造形材料層MLに、画像データに応じた造形材料層MLを形成する(ステップS13)。 Next, the control unit 100 reads the image data of the modeling material layer ML laminated on the modeling material layer ML formed immediately before in the corrected modeling data. Then, the control unit 100 discharges the molten filament FM from the discharge nozzle 18 based on the image data. As a result, the modeling device 1 is formed immediately before, and the modeling material layer ML corresponding to the image data is formed on the modeling material layer ML heated by the heating unit 20A (step S13).

なお、制御部100は、ステップS12の処理と、ステップS13の処理と、の一部が並列で実行されるように制御してもよい。この場合、吐出部10は、例えば、直前に形成した造形材料層MLにレーザ光Lを照射する処理を開始してから、加熱対象領域Rの範囲全体へのレーザの照射が完了する前に、次の造形材料層ML用の溶融フィラメントFMの吐出を開始する。 The control unit 100 may control so that a part of the process of step S12 and the process of step S13 are executed in parallel. In this case, for example, the ejection unit 10 starts the process of irradiating the modeling material layer ML formed immediately before with the laser beam L, and before the irradiation of the entire range of the heating target region R with the laser is completed. Discharge of the molten filament FM for the next modeling material layer ML is started.

次に、側面冷却部39が、ステップS13の処理によって形成された造形材料層MLの側面を冷却する(ステップS14)。 Next, the side surface cooling unit 39 cools the side surface of the modeling material layer ML formed by the treatment of step S13 (step S14).

次に、制御部100は、補正造形データにおける、最表層の造形材料層MLを形成したか否かを判断する(ステップS15)。ステップS15で否定判断すると(ステップS15:No)、上記ステップS12へ戻る。ステップS15で肯定判断すると(ステップS15:Yes)、ステップS16へ進む。 Next, the control unit 100 determines whether or not the outermost modeling material layer ML is formed in the corrected modeling data (step S15). If a negative determination is made in step S15 (step S15: No), the process returns to step S12. If an affirmative judgment is made in step S15 (step S15: Yes), the process proceeds to step S16.

次に、制御部100は、造形テーブル3上に形成された積層体MAが目的造形物MBとなるまで、積層体MAを切削するように、切削部7を制御する(ステップS16)。例えば、制御部100は、補正造形データと、補正前の造形データと、を用いて、切削範囲を特定し、該切削範囲を切削するように切削部7を制御することで、ステップS16の処理を行う。そして、本ルーチンを終了する。 Next, the control unit 100 controls the cutting unit 7 so as to cut the laminated body MA until the laminated body MA formed on the modeling table 3 becomes the target modeled object MB (step S16). For example, the control unit 100 specifies a cutting range using the corrected modeling data and the modeling data before correction, and controls the cutting unit 7 so as to cut the cutting range, thereby processing the step S16. I do. Then, this routine is terminated.

以上説明したように、本実施の形態の造形装置1は、加熱部20Aと、吐出部10と、切削部7と、を備える。加熱部20Aは、形成された造形材料層MLを加熱する。吐出部10は、加熱された造形材料層MLに溶融フィラメントFM(溶融した造形材料)を吐出して造形材料層MLを積層させる。切削部7は、造形材料層MLの積層体MA(造形物M)の表面の少なくとも一部を切削する。 As described above, the modeling apparatus 1 of the present embodiment includes a heating unit 20A, a discharge unit 10, and a cutting unit 7. The heating unit 20A heats the formed modeling material layer ML. The discharge unit 10 discharges the molten filament FM (melted modeling material) onto the heated modeling material layer ML to laminate the modeling material layer ML. The cutting portion 7 cuts at least a part of the surface of the laminated body MA (modeled object M) of the modeling material layer ML.

このように、本実施の形態の造形装置1は、吐出された溶融フィラメントFMによって形成された造形材料層MLを加熱部20Aによって加熱し、加熱された造形材料層ML上に、溶融フィラメントFMを吐出して造形材料層MLを形成する。 As described above, in the modeling apparatus 1 of the present embodiment, the modeling material layer ML formed by the discharged molten filament FM is heated by the heating unit 20A, and the molten filament FM is placed on the heated modeling material layer ML. It is discharged to form a modeling material layer ML.

このように、形成済の造形材料層MLを再加熱することで、造形材料層MLにおける、再加熱された加熱対象領域Rと、該加熱対象領域Rに次に吐出された溶融フィラメントFMによる造形材料層MLと、の温度差が小さくなり、これらの構成材料が混ざり合うことで、これらの積層方向(矢印Z方向)に隣接する造形材料層MLの各層間の接着性が向上する。すなわち、複数の造形材料層MLの、積層方向(矢印Z方向)の強度が向上する。 By reheating the formed modeling material layer ML in this way, the modeling by the reheated heating target region R in the modeling material layer ML and the molten filament FM next discharged to the heating target region R is performed. The temperature difference between the material layer ML and the material layer ML becomes small, and these constituent materials are mixed with each other, so that the adhesiveness between the layers of the modeling material layer ML adjacent to the stacking direction (arrow Z direction) is improved. That is, the strength of the plurality of modeling material layers ML in the stacking direction (arrow Z direction) is improved.

このため、積層方向(矢印Z方向)の強度低下の抑制された積層体MA(造形物M)が得られる。 Therefore, a laminated body MA (modeled object M) in which the decrease in strength in the laminating direction (arrow Z direction) is suppressed can be obtained.

また、本実施の形態の造形装置1では、切削部7が、積層体MA(造形物M)の表面の少なくとも一部を切削する。すなわち、切削部7は、積層方向の強度が向上された状態の積層体MAの表面の少なくとも一部を切削する。 Further, in the modeling apparatus 1 of the present embodiment, the cutting portion 7 cuts at least a part of the surface of the laminated body MA (modeled object M). That is, the cutting portion 7 cuts at least a part of the surface of the laminated body MA in a state where the strength in the laminating direction is improved.

このため、切削部7が、目的とする目的造形物MBの形状となるように積層体MAを切削することで、積層方向の強度低下の抑制された、目的とする形状の目的造形物MB(造形物M)を作製することができる。 Therefore, by cutting the laminated body MA so that the cutting portion 7 has the shape of the target modeled object MB (the target modeled object MB having the desired shape, the decrease in strength in the stacking direction is suppressed). The model M) can be produced.

従って、本実施の形態の造形装置1は、積層方向(矢印Z方向)の強度低下の抑制された、目的とする形状の目的造形物MB(造形物M)を提供することができる。 Therefore, the modeling apparatus 1 of the present embodiment can provide the target modeled object MB (modeled object M) having the desired shape in which the decrease in strength in the stacking direction (arrow Z direction) is suppressed.

また、搬送部(回転ステージRS)は、異なる複数の方向から加熱対象領域Rを加熱するように、加熱部20Aを搬送する。 Further, the transport unit (rotary stage RS) transports the heating unit 20A so as to heat the heating target region R from a plurality of different directions.

温度センサ104(測定部)は、加熱部20Aの加熱対象領域Rの温度を測定する。加熱部20Aは、温度センサ104によって測定された温度に基づいて、加熱対象領域Rを加熱する。加熱部20Aは、レーザ光Lを照射する。 The temperature sensor 104 (measurement unit) measures the temperature of the heating target region R of the heating unit 20A. The heating unit 20A heats the heating target region R based on the temperature measured by the temperature sensor 104. The heating unit 20A irradiates the laser beam L.

また、本実施の形態の造形装置1は、複数の加熱部20Aを備えていてもよい。複数の加熱部20Aを備えることで、加熱部20Aによる加熱時間が短縮され、造形物Mの造形時間の短縮を図ることができる。 Further, the modeling apparatus 1 of the present embodiment may include a plurality of heating units 20A. By providing the plurality of heating units 20A, the heating time by the heating units 20A can be shortened, and the modeling time of the modeled object M can be shortened.

(変形例1)
上記実施の形態では、加熱部20として、レーザ光を照射する加熱部20Aを用いた形態を説明した。しかし、加熱部20は、レーザ光を照射することで加熱対象領域Rを加熱する形態に限定されない。
(Modification 1)
In the above embodiment, a mode in which the heating unit 20A that irradiates the laser beam is used as the heating unit 20 has been described. However, the heating unit 20 is not limited to the form in which the heating target region R is heated by irradiating the laser beam.

例えば、加熱部20は、加熱した空気を送風する機構であってもよい。図12は、造形装置1Bの一例を示す模式図である。造形装置1Bは、加熱部20Aに代えて加熱部20Bを備えた点以外は、上記実施の形態の造形装置1と同様である(図1も参照)。 For example, the heating unit 20 may be a mechanism for blowing heated air. FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the modeling apparatus 1B. The modeling device 1B is the same as the modeling device 1 of the above-described embodiment except that the heating unit 20B is provided in place of the heating unit 20A (see also FIG. 1).

加熱部20Bは、温風源21Bを備える。温風源21Bは、温風を加熱対象領域Rに向かって送風する。温風源21Bは、加熱対象領域Rの構成材料の融点以上の温度の風を送風可能な機構であればよい。温風源21Bは、例えば、ヒータやファンである。 The heating unit 20B includes a warm air source 21B. The warm air source 21B blows warm air toward the heating target region R. The warm air source 21B may be a mechanism capable of blowing air having a temperature equal to or higher than the melting point of the constituent material of the heating target region R. The warm air source 21B is, for example, a heater or a fan.

このため、本実施の形態では、加熱部20Bは、非接触で遠方から加熱対象領域Rを加熱することができる。 Therefore, in the present embodiment, the heating unit 20B can heat the heating target region R from a distance without contact.

このように、加熱部20は、加熱した空気を送風する加熱部20Bであってもよい。 As described above, the heating unit 20 may be the heating unit 20B that blows the heated air.

(変形例2)
上記実施の形態および上記変形例1では、加熱部20が、加熱対象領域Rに対して非接触で該加熱対象領域Rを加熱する形態を説明した。しかし、加熱部20は、加熱対象領域Rを接触加熱する形態であってもよい。
(Modification 2)
In the above-described embodiment and the above-mentioned modification 1, the mode in which the heating unit 20 heats the heating target region R without contacting the heating target region R has been described. However, the heating unit 20 may be in the form of contact-heating the heating target region R.

図13は、本変形例2の造形装置1Cの一例を示す模式図である。造形装置1Cは、加熱部20Aに代えて加熱部20Cを備えた点以外は、上記実施の形態の造形装置1と同様である(図1も参照)。 FIG. 13 is a schematic view showing an example of the modeling apparatus 1C of the present modification 2. The modeling device 1C is the same as the modeling device 1 of the above-described embodiment except that the heating unit 20C is provided in place of the heating unit 20A (see also FIG. 1).

加熱部20Cは、冷却ブロック22と、ガイド24と、接触加熱源21Cと、を備える。接触加熱源21Cは、加熱対象領域Rを接触加熱する。 The heating unit 20C includes a cooling block 22, a guide 24, and a contact heating source 21C. The contact heating source 21C contact-heats the heating target region R.

接触加熱源21Cは、加熱ブロック25と、加熱プレート28と、を備える。加熱プレート28は、造形材料層MLに接触することで、造形材料層MLの加熱対象領域Rを加熱および加圧する。 The contact heating source 21C includes a heating block 25 and a heating plate 28. The heating plate 28 heats and pressurizes the heating target region R of the modeling material layer ML by coming into contact with the modeling material layer ML.

加熱ブロック25は、加熱プレート28を加熱する。加熱ブロック25は、ヒータなどの熱源26と、加熱プレート28の温度を制御するための熱電対27と、を備える。 The heating block 25 heats the heating plate 28. The heating block 25 includes a heat source 26 such as a heater and a thermocouple 27 for controlling the temperature of the heating plate 28.

冷却ブロック22は、加熱ブロック25からの熱伝導を防ぐための機構である。冷却ブロック22は、冷却源23を備える。加熱ブロック25と冷却ブロック22との間には、ガイド24が設けられている。 The cooling block 22 is a mechanism for preventing heat conduction from the heating block 25. The cooling block 22 includes a cooling source 23. A guide 24 is provided between the heating block 25 and the cooling block 22.

加熱部20Cは、X軸駆動軸31(図1参照)に対し、連結部材を介して、スライド移動可能に保持されている。加熱部20Cは、加熱ブロック25によって加熱されて高温になる。その熱がX軸駆動モータ32に伝わるのを低減するため、フィラメントガイド14等を含めた移送路およびガイド24は、低熱伝導性であることが好ましい。 The heating unit 20C is held so as to be slidable with respect to the X-axis drive shaft 31 (see FIG. 1) via a connecting member. The heating unit 20C is heated by the heating block 25 to a high temperature. In order to reduce the transfer of the heat to the X-axis drive motor 32, it is preferable that the transfer path including the filament guide 14 and the guide 24 have low thermal conductivity.

加熱プレート28における、造形材料層MLの積層方向(矢印Z方向)下流側端部は、吐出ノズル18の下端より、造形材料層MLの1層分、低い位置(積層方向のより下流側)に配置されている。吐出部10および加熱部20Cを、図13に示すXA方向に走査しながら、溶融フィラメントFMを吐出すると同時に、加熱プレート28は、造形中の造形材料層MLの一つ下の造形材料層MLを接触加熱により再加熱する。これにより、造形中の造形材料層MLと、一つ下の造形材料層MLとの温度差が小さくなり、層間で材料が混ざり合う。このため、造形物Mの層間強度が向上する。 The end portion of the heating plate 28 on the downstream side in the stacking direction (arrow Z direction) of the modeling material layer ML is located at a position lower than the lower end of the discharge nozzle 18 by one layer of the modeling material layer ML (downstream side in the stacking direction). Have been placed. While scanning the discharge unit 10 and the heating unit 20C in the XA direction shown in FIG. 13, the molten filament FM is discharged, and at the same time, the heating plate 28 displays the modeling material layer ML immediately below the modeling material layer ML being modeled. Reheat by contact heating. As a result, the temperature difference between the modeling material layer ML being modeled and the modeling material layer ML immediately below becomes small, and the materials are mixed between the layers. Therefore, the interlayer strength of the modeled object M is improved.

このように、加熱部20は、加熱対象領域Rを接触加熱する加熱部20Cであってもよい。 As described above, the heating unit 20 may be the heating unit 20C that contact-heats the heating target region R.

(変形例3)
加熱対象領域Rを接触加熱する形態は、変形例2に示す形態に限定されない。
(Modification 3)
The form in which the heating target region R is contact-heated is not limited to the form shown in the modification 2.

図14は、本変形例3の造形装置1Dの一例を示す模式図である。造形装置1Dは、加熱部20Aに代えて加熱部20Dを備えた点以外は、上記実施の形態の造形装置1と同様である。 FIG. 14 is a schematic view showing an example of the modeling apparatus 1D of the present modification 3. The modeling device 1D is the same as the modeling device 1 of the above-described embodiment except that the heating unit 20D is provided in place of the heating unit 20A.

加熱部20Dは、冷却ブロック22と、ガイド24と、接触加熱源21Dと、を備える。接触加熱源21Dは、加熱対象領域Rを接触加熱する。冷却ブロック22およびガイド24は、変形例2と同様である。 The heating unit 20D includes a cooling block 22, a guide 24, and a contact heating source 21D. The contact heating source 21D contact-heats the heating target region R. The cooling block 22 and the guide 24 are the same as those in the second modification.

接触加熱源21Dは、タップノズル28Dと、加熱ブロック25と、を備える。加熱ブロック25は、上記変形例2と同様である。すなわち、接触加熱源21Dは、加熱プレート28に替えてタップノズル28Dを備える点以外は、変形例2の接触加熱源21Cと同様である。 The contact heating source 21D includes a tap nozzle 28D and a heating block 25. The heating block 25 is the same as the above-mentioned modification 2. That is, the contact heating source 21D is the same as the contact heating source 21C of the second modification except that the tap nozzle 28D is provided in place of the heating plate 28.

タップノズル28Dは、加熱ブロック25によって加熱される。タップノズル28Dは、モータ等の動力により、造形物Mを、該造形材料層MLの積層方向に繰り返しタップする。このタップ動作により、タップノズル28Dは、造形材料層MLの加熱対象領域Rを加熱および加圧する。これにより、造形中の造形材料層MLと、一つ下の造形材料層MLとの温度差が小さくなり、層間で材料が混ざり合う。このため、造形物Mの層間強度が向上する。 The tap nozzle 28D is heated by the heating block 25. The tap nozzle 28D repeatedly taps the modeled object M in the stacking direction of the modeled material layer ML by the power of a motor or the like. By this tap operation, the tap nozzle 28D heats and pressurizes the heating target region R of the modeling material layer ML. As a result, the temperature difference between the modeling material layer ML being modeled and the modeling material layer ML immediately below becomes small, and the materials are mixed between the layers. Therefore, the interlayer strength of the modeled object M is improved.

また、吐出部10は、造形材料層MLにおける、タップ動作によって凹んだ加熱対象領域Rを埋めるように、溶融フィラメントFMを吐出する。このため、造形材料層MLの最表面の形状を平滑にすることができる。 Further, the discharge unit 10 discharges the molten filament FM so as to fill the heated target region R recessed by the tap operation in the modeling material layer ML. Therefore, the shape of the outermost surface of the modeling material layer ML can be smoothed.

このように、加熱部20は、加熱対象領域Rを接触加熱する加熱部20Dであってもよい。 As described above, the heating unit 20 may be the heating unit 20D that contact-heats the heating target region R.

(変形例4)
加熱対象領域Rを接触加熱する形態は、変形例2および変形例3に示す形態に限定されない。
(Modification example 4)
The form in which the heating target region R is contact-heated is not limited to the forms shown in the second and third modifications.

図15は、本変形例4の造形装置1Eの一例を示す模式図である。造形装置1Eは、加熱部20Aに代えて加熱部20Eを備えた点以外は、上記実施の形態の造形装置1と同様である。 FIG. 15 is a schematic view showing an example of the modeling apparatus 1E of the present modification 4. The modeling device 1E is the same as the modeling device 1 of the above-described embodiment except that the heating unit 20E is provided in place of the heating unit 20A.

加熱部20Eは、加熱対象領域Rを溶融および加圧する接触加熱源21Eを備える。接触加熱源21Eは、加熱源21の一例である。接触加熱源21Eには、超音波振動機構が搭載されている。接触加熱源21Eは、超音波振動機構によって発生された超音波の振動を造形材料層MLへ伝達することで、加熱対象領域Rを溶融する。造形物Mに超音波の振動が伝達されると、造形物Mにおける各造形材料層MLが溶着して接合する。 The heating unit 20E includes a contact heating source 21E that melts and pressurizes the heating target region R. The contact heating source 21E is an example of the heating source 21. The contact heating source 21E is equipped with an ultrasonic vibration mechanism. The contact heating source 21E melts the heating target region R by transmitting the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration mechanism to the modeling material layer ML. When the vibration of ultrasonic waves is transmitted to the modeled object M, each modeled material layer ML in the modeled object M is welded and joined.

なお、接触加熱源21Eの数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。複数の接触加熱源21Eを備えた構成の場合には、各々のホーンの形状は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The number of contact heating sources 21E may be one or a plurality. In the case of a configuration including a plurality of contact heating sources 21E, the shape of each horn may be the same or different.

―ハードウェア構成―
図16は、造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの各々に設けられた制御部100の、ハードウェア構成の一例を示す模式図である。
-Hardware configuration-
FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the hardware configuration of the control unit 100 provided in each of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E.

造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの各々は、CPU250と、ROM(Read Only Memory)260と、RAM(Random Access Memory)270と、HDD(Hard Disk Drive)280と、通信I/F(インターフェース)240と、を備え、バス210を介して相互に接続されている。 Each of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E includes a CPU 250, a ROM (Read Only Memory) 260, a RAM (Random Access Memory) 270, and an HDD (Hard Disk Drive). ) 280 and a communication I / F (interface) 240, which are connected to each other via a bus 210.

CPU250は、造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの動作を統括的に制御する。CPU250は、RAM270をワークエリアとし、ROM260またはHDD280などに格納されたプログラムを実行することで、造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの動作を制御する。 The CPU 250 comprehensively controls the operations of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E. The CPU 250 uses the RAM 270 as a work area and controls the operations of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E by executing a program stored in the ROM 260 or the HDD 280.

HDD280は、プログラムやデータなどを格納する。通信I/F240は、ネットワーク200を介して他の装置や機器と通信するためのインターフェースである。 The HDD 280 stores programs, data, and the like. The communication I / F 240 is an interface for communicating with other devices and devices via the network 200.

なお、上述した実施の形態および変形例における、造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの各々で実行する上記処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)、USB(Universal Serial Bus)メモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 It should be noted that the program for executing the above-mentioned processing executed by each of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E in the above-described embodiments and modifications can be installed. Record a file in a format or executable format on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versaille Disk), or USB (Universal Serial Bus) memory. It may be configured to be provided, or it may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet. Further, various programs may be configured to be provided by incorporating them into a ROM or the like in advance.

また、上述した実施の形態および変形例における、造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの各々で実行されるプログラムは、上記各機能部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしては、例えば、CPU250(プロセッサ回路)がROM260またはHDD280からプログラムを読み出して実行することにより、上述した各機能部がRAM270(主記憶)上にロードされ、上述した各機能部がRAM270(主記憶)上に生成されるようになっている。なお、造形装置1、造形装置1B、造形装置1C、造形装置1D、および造形装置1Eの一部または全部の機能を、ASIC(Application SpecI/Fic Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)などの専用のハードウェアを用いて実現することも可能である。 Further, the programs executed by each of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E in the above-described embodiments and modifications have a module configuration including the above-mentioned functional units. As the actual hardware, for example, when the CPU 250 (processor circuit) reads a program from the ROM 260 or the HDD 280 and executes it, each of the above-mentioned functional units is loaded on the RAM 270 (main memory) and described above. Each functional unit is generated on the RAM 270 (main memory). It should be noted that some or all of the functions of the modeling device 1, the modeling device 1B, the modeling device 1C, the modeling device 1D, and the modeling device 1E can be described by ASIC (Application Spec I / Fic Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), or the like. It is also possible to realize it by using the dedicated hardware of.

なお、上記には、実施の形態および変形例を説明したが、上記実施の形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施の形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施の形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments and modifications have been described above, the embodiments and modifications are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above-mentioned novel embodiments and modifications can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The above-described embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1、1B、1C、1D、1E 造形装置
7 切削部
10 吐出部
19 回転ステージ
20、20A、20B、20C、20D、20E 加熱部
104 温度センサ
1,1B, 1C, 1D, 1E Modeling device 7 Cutting part 10 Discharge part 19 Rotating stage 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E Heating part 104 Temperature sensor

特開2015-74164号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-74164

Claims (9)

造形データに基づいて造形材料を積層することにより目的造形物を造形する造形装置であって、
形成された造形材料層に溶融した造形材料を吐出して前記造形材料層を積層させる吐出部と、
前記造形材料層の積層体の表面の少なくとも一部を切削する切削部と、
を備え、
前記切削部は、前記積層体の造形中、前記造形材料層がその積層後に変形し、前記目的造形物の形状とは異なる変形が生じた領域を切削することにより、前記目的造形物を切り出す、
造形装置。
It is a modeling device that models the target model by laminating the modeling materials based on the modeling data.
A discharge section that discharges the melted modeling material onto the formed modeling material layer and laminates the modeling material layer.
A cutting portion that cuts at least a part of the surface of the laminated body of the modeling material layer, and
Equipped with
The cutting portion cuts out the target model by cutting a region where the modeling material layer is deformed after the lamination during the modeling of the laminated body and the deformation different from the shape of the target model is generated . ,
Modeling equipment.
造形データに基づいて造形材料を積層することにより造形物を造形する造形装置であって、
造形データを保持する制御部と、
形成された造形材料層に溶融した造形材料を吐出して前記造形材料層を積層させる吐出部と、
前記造形材料層の積層体の表面の少なくとも一部を切削する切削部と、
を備え、
前記制御部は、目的造形物の造形データに基づいて、前記目的造形物を覆う大きさ及び形状の積層体を積層する補正造形データを作成し、
前記切削部は、前記補正造形データを用いて積層された補正積層体の表面を、前記制御部が設定する切削範囲に基づいて切削することにより、前記目的造形物を切り出し、
前記切削範囲は、前記積層体の造形中、前記造形材料層がその積層後に変形し、前記目的造形物の形状とは異なる変形が生じた領域を含む、
造形装置。
It is a modeling device that models a modeled object by laminating modeling materials based on modeling data.
A control unit that holds modeling data and
A discharge section that discharges the melted modeling material onto the formed modeling material layer and laminates the modeling material layer.
A cutting portion that cuts at least a part of the surface of the laminated body of the modeling material layer, and
Equipped with
Based on the modeling data of the target model, the control unit creates corrected modeling data for laminating a laminate of a size and shape that covers the target model.
The cutting portion cuts out the target modeled object by cutting the surface of the corrected laminated body laminated using the corrected modeling data based on the cutting range set by the control unit .
The cutting range includes a region where the modeling material layer is deformed after the lamination during the modeling of the laminated body, and the deformation different from the shape of the target model is generated.
Modeling equipment.
形成された造形材料層を加熱する加熱部を更に備え、
前記吐出部は、加熱された造形材料層上に前記溶融した造形材料を吐出する、
請求項1又は請求項2に記載の造形装置。
Further provided with a heating section for heating the formed modeling material layer,
The discharge unit discharges the molten modeling material onto the heated modeling material layer.
The modeling apparatus according to claim 1 or 2 .
異なる複数の方向から、形成された前記造形材料層の加熱対象領域を加熱するように、前記加熱部を搬送する搬送部を備える、
請求項に記載の造形装置。
A transport unit for transporting the heating unit is provided so as to heat the heating target region of the formed material layer formed from a plurality of different directions.
The modeling apparatus according to claim 3 .
前記加熱部の加熱対象領域の温度を測定する測定部を備え、
前記加熱部は、前記測定部によって測定された温度に基づいて、加熱対象領域を加熱する、請求項に記載の造形装置。
A measuring unit for measuring the temperature of the heating target area of the heating unit is provided.
The modeling apparatus according to claim 4 , wherein the heating unit heats a heating target area based on the temperature measured by the measuring unit.
前記加熱部は、レーザ光を照射する、
請求項~請求項のいずれか1項に記載の造形装置。
The heating unit irradiates a laser beam.
The modeling apparatus according to any one of claims 3 to 5 .
前記加熱部は、
加熱した空気を送風する、
請求項~請求項の何れか1項に記載の造形装置。
The heating part is
Blow heated air,
The modeling apparatus according to any one of claims 3 to 6 .
前記加熱部は、
加熱対象領域を接触加熱する、
請求項~請求項の何れか1項に記載の造形装置。
The heating part is
Contact heating the area to be heated,
The modeling apparatus according to any one of claims 3 to 5 .
複数の前記加熱部を備える、
請求項~請求項のいずれか1項に記載の造形装置。
It is provided with a plurality of the heating portions.
The modeling apparatus according to any one of claims 3 to 8 .
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