JP7172564B2 - 三次元造形システムおよび三次元造形物の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態における三次元造形装置100の概略構成を示す説明図である。図1には、互いに直交するX,Y,Z方向に沿った矢印が表されている。X方向およびY方向は、水平方向に沿った方向であり、Z方向は、鉛直方向に沿った方向である。他の図においても、X,Y,Z方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図1におけるX,Y,Z方向と、他の図におけるX,Y,Z方向とは、同じ方向を表している。
<熱可塑性樹脂材料の例>
ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリアミド樹脂(PA)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、ポリ乳酸樹脂(PLA)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのエンジニアリングプラスチック。
<金属材料の例>
マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)やクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)の単一の金属、もしくはこれらの金属を1つ以上含む合金。
<合金の例>
マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
<溶剤の例>
水;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸iso-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸iso-ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル-n-ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;テトラアルキルアンモニウムアセテート類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;ピリジン、γ-ピコリン、2,6-ルチジン等のピリジン系溶剤;テトラアルキルアンモニウムアセテート(例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等);ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。
<バインダーの例>
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂又はPLA(ポリ乳酸)、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)或いはその他の熱可塑性樹脂。
図10は、第2実施形態における三次元造形装置100bの概略構成を示す説明図である。第2実施形態の三次元造形装置100bは、吐出ユニット200bに造形材料の種類を識別する材料識別部700を備え、材料データ取得部620は、材料識別部700によって識別された造形材料の種類を表す材料データを取得することが第1実施形態と異なる。その他の構成は、特に説明しない限り、図1に示した第1実施形態と同じである。
(C1)図11は、他の形態としての三次元造形システム10の概略構成を示す説明図である。三次元造形システム10は、三次元造形装置100cと、データ処理装置15とを備えている。三次元造形システム10における三次元造形装置100cの構成は、第1実施形態の三次元造形装置100からデータ処理部600を除いた構成と同じである。データ処理装置15は、造形データ取得部610cと、材料データ取得部620cと、データ生成部630cと、造形データ送信部640とを有している。造形データ取得部610cと、材料データ取得部620cと、データ生成部630cとは、第1実施形態のデータ処理部600における、造形データ取得部610と、材料データ取得部620と、データ生成部630と同じ機能を有している。造形データ送信部640は、三次元造形装置100cと、有線または無線によって通信可能に構成されており、データ生成部630cによって生成された第2造形データを三次元造形装置100cに送信する。本実施形態では、データ処理装置15は、1以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。データ処理装置15は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。また、三次元造形装置100cは、第2実施形態の三次元造形装置100bからデータ処理部600を除いた構成であってもよく、データ処理装置15は、第2実施形態のデータ処理部600と同じ機能を有し、かつ、上述した造形データ送信部640を有する構成であってもよい。尚、三次元造形システム10における三次元造形装置100cの構成が、第1実施形態の三次元造形装置100からデータ処理部600と材料指定部115とを除いた構成と同じで、材料指定部115の機能がデータ処理装置15によって実現されてもよい。
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
この形態の三次元造形装置によれば、造形材料の種類を表す形状を含む三次元造形物が造形される。そのため、三次元造形物から、その造形に用いられた材料の種類を容易に識別できる。
この形態の三次元造形装置によれば、材料指定部を用いて造形材料の種類を指定できるため、簡便に材料データを設定できる。
この形態の三次元造形装置によれば、ユーザーが造形材料の種類を指定する手間を省略できるため、より簡便に材料データを設定できる。
この形態の三次元造形装置によれば、造形材料の種類を表す形状が文字や記号によって形成された形態に比べて、より多くの情報を付加できる。
この形態の三次元造形装置によれば、造形材料の種類を表す形状が三次元造形物の面に凸状に設けられた形態に比べて、造形材料の種類を表す形状を摩滅しにくくできる。
この形態の三次元造形システムによれば、造形材料の種類を表す形状を含む三次元造形物が造形される。そのため、造形に用いられた材料の種類を、三次元造形物から容易に識別することができる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、造形材料の種類を表す形状を含む三次元造形物が造形される。そのため、造形に用いられた材料の種類を、三次元造形物から容易に識別することができる。
Claims (6)
- 三次元造形システムであって、
ノズルを有し、前記ノズルから造形材料を吐出する吐出部と、
前記ノズルから吐出された前記造形材料が積層される造形ステージと、
前記吐出部と前記造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、
前記ノズルの移動経路を表すデータを含む第1造形データであって、三次元造形物を造形するための第1造形データを取得する造形データ取得部と、
前記造形材料の種類を表す材料データを取得する材料データ取得部と、
前記ノズルの移動経路を表すデータを含む第2造形データであって、前記造形材料の種類を表す形状を有する三次元造形物を造形するための第2造形データを生成するデータ生成部と、
前記第2造形データに従って、前記吐出部および前記移動機構を制御することによって、前記造形材料の種類を表す形状を有する三次元造形物を造形する制御部と、
を備え、
前記データ生成部は、
前記材料データを用いて、前記ノズルの移動経路を表すデータを含む材料パスデータであって、前記造形材料の種類を表す形状を造形するための材料パスデータを生成し、
前記第1造形データに前記材料パスデータを追加することにより、または、前記材料パスデータを用いて前記第1造形データを編集することにより、前記第2造形データを生成する、三次元造形システム。 - 請求項1に記載の三次元造形システムであって、
さらに、前記造形材料の種類を指定するための材料指定部を備え、
前記材料データ取得部は、前記材料指定部によって指定された前記造形材料の種類を表す前記材料データを取得する、三次元造形システム。 - 請求項1に記載の三次元造形システムであって、
さらに、前記造形材料の成分を分析することによって前記造形材料の種類を識別する材料識別部を備え、
前記材料データ取得部は、前記材料識別部によって識別された前記造形材料の種類を表す前記材料データを取得する、三次元造形システム。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の三次元造形システムであって、
前記データ生成部は、前記造形材料の種類を表す形状として、バーコードまたは二次元コードの形状を造形するための前記材料パスデータを生成する、三次元造形システム。 - 請求項1に記載の三次元造形システムであって、
前記造形材料を収容するカートリッジであって、前記材料データを記憶しているチップを有するカートリッジを備え、
前記吐出部は、前記カートリッジから供給された前記造形材料を前記ノズルから吐出し、
前記材料データ取得部は、前記チップから前記材料データを取得する、三次元造形システム。 - 三次元造形物の製造方法であって、
造形材料を吐出するノズルの移動経路を表すデータを含む第1造形データであって、三次元造形物を造形するための第1造形データを取得する工程と、
前記造形材料の種類を表す材料データを取得する工程と、
前記材料データを用いて、前記ノズルの移動経路を表すデータを含む材料パスデータであって、前記造形材料の種類を表す形状を造形するための材料パスデータを生成する工程と、
前記第1造形データに前記材料パスデータを追加することにより、または、前記材料パスデータを用いて前記第1造形データを編集することにより、前記ノズルの移動経路を表すデータを含む第2造形データであって、前記造形材料の種類を表す形状を有する三次元造形物を造形するための第2造形データを生成する工程と、
前記第2造形データに従って、前記造形材料の種類を表す形状を有する三次元造形物を造形する工程と、
を有する、三次元造形物の製造方法。
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