JPH10235623A - セメント系材料を用いた立体成形方法 - Google Patents
セメント系材料を用いた立体成形方法Info
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- JPH10235623A JPH10235623A JP9037714A JP3771497A JPH10235623A JP H10235623 A JPH10235623 A JP H10235623A JP 9037714 A JP9037714 A JP 9037714A JP 3771497 A JP3771497 A JP 3771497A JP H10235623 A JPH10235623 A JP H10235623A
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- cement
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- sprayed
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
Abstract
(57)【要約】
【課題】 型枠を使用することなく、かつ高価な工作機
械や複雑な制御ソフトを必要とすることなく、複雑な形
状や抜け勾配のないような立体形状を有する成形物であ
っても、セメント系材料を用いて容易に形成してゆくこ
とが可能な立体成形方法を提供する。 【解決手段】 コンピュータにおいて演算処理された立
体成形物の３次元データを所定の厚さで切断して２次元
スライスデータを作成し、吹付けノズル１３を２次元ス
ライスデータに基づいて縦横方向に移動制御しつつ、急
結剤を添加混合したモルタルを、養生室１１内において
ベッド１２上に吹き付け、吹き付けたモルタルを自立硬
化させることにより２次元スライスデータに基づく形状
の固化層２０を形成し、かかる固化層２０の形成作業を
繰り返して上下方向に順次積層させてゆくことにより、
３次元データに基づく立体形状に成形する。
械や複雑な制御ソフトを必要とすることなく、複雑な形
状や抜け勾配のないような立体形状を有する成形物であ
っても、セメント系材料を用いて容易に形成してゆくこ
とが可能な立体成形方法を提供する。 【解決手段】 コンピュータにおいて演算処理された立
体成形物の３次元データを所定の厚さで切断して２次元
スライスデータを作成し、吹付けノズル１３を２次元ス
ライスデータに基づいて縦横方向に移動制御しつつ、急
結剤を添加混合したモルタルを、養生室１１内において
ベッド１２上に吹き付け、吹き付けたモルタルを自立硬
化させることにより２次元スライスデータに基づく形状
の固化層２０を形成し、かかる固化層２０の形成作業を
繰り返して上下方向に順次積層させてゆくことにより、
３次元データに基づく立体形状に成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、セメント系材料
を用いた立体成形方法に関し、特に、コンピュータにお
いて演算処理された立体成形物の３次元データに基づい
てセメント系材料を立体形状に成形する立体成形方法に
関する。
を用いた立体成形方法に関し、特に、コンピュータにお
いて演算処理された立体成形物の３次元データに基づい
てセメント系材料を立体形状に成形する立体成形方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】コンクリートやモルタル等のセメント系
材料を用いて、各種の部材や構造物などの立体成形物を
所望形状に形成する場合、一般に、金属製や木製あるい
はその他の成形可能な材質の材料からなる型枠を、立体
成形物の形状と同一の内空を有するように組み立て、組
み立てた型枠内にセメント系材料を流し込んで硬化させ
ることにより当該立体成形物の形成作業が行われてい
る。
材料を用いて、各種の部材や構造物などの立体成形物を
所望形状に形成する場合、一般に、金属製や木製あるい
はその他の成形可能な材質の材料からなる型枠を、立体
成形物の形状と同一の内空を有するように組み立て、組
み立てた型枠内にセメント系材料を流し込んで硬化させ
ることにより当該立体成形物の形成作業が行われてい
る。
【０００３】また、最先端の技術としては、セメント系
材料を用いて得られたコンクリート塊やモルタル塊を、
特殊な制御用のソフトにより駆動するカッタ等の切削機
を用いて削り出すことによって、所望の形状に仕上げる
技術も開発されている。
材料を用いて得られたコンクリート塊やモルタル塊を、
特殊な制御用のソフトにより駆動するカッタ等の切削機
を用いて削り出すことによって、所望の形状に仕上げる
技術も開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の成形方法によれば、型枠を用いる方法では、型枠の
作製に際して、成形物の抜け勾配や取り合い、型枠材同
士の組み合わせ方を検討するとともに、保水性や剛性、
剥離性等を検討しつつ型枠の加工や組み立てを行う必要
を生じ、特に、曲面や抜け勾配のないような複雑な立体
形状を有する成形物を形成する場合には、かかる型枠の
作製作業に多くの手間と労力を必要とするという課題が
あった。
来の成形方法によれば、型枠を用いる方法では、型枠の
作製に際して、成形物の抜け勾配や取り合い、型枠材同
士の組み合わせ方を検討するとともに、保水性や剛性、
剥離性等を検討しつつ型枠の加工や組み立てを行う必要
を生じ、特に、曲面や抜け勾配のないような複雑な立体
形状を有する成形物を形成する場合には、かかる型枠の
作製作業に多くの手間と労力を必要とするという課題が
あった。
【０００５】また、複数の製品を必要としない単品の立
体成形物でも、型枠の作製が必ず必要となり、これらの
型枠は、一回の使用で廃棄処分となることも多いので、
かかる単品製作の場合には、効率的に立体成形物を製作
することができないという課題があった。
体成形物でも、型枠の作製が必ず必要となり、これらの
型枠は、一回の使用で廃棄処分となることも多いので、
かかる単品製作の場合には、効率的に立体成形物を製作
することができないという課題があった。
【０００６】一方、コンクリート塊やモルタル塊を削り
出す方法によれば、最先端の切削技術を用いたとして
も、特に抜け勾配のない部分や、複雑な形状の部分につ
いては、６から７自由度を持った高性能な切削機を使用
する必要を生じるとともに、切削機の刃先やアーム部分
に相当の強度や剛性を確保する必要を生じて、工作機械
が高価になり、また、工作機械の制御命令が複雑になっ
てこれを制御するためのソフトの肥大化を招くことにな
るという課題があった。
出す方法によれば、最先端の切削技術を用いたとして
も、特に抜け勾配のない部分や、複雑な形状の部分につ
いては、６から７自由度を持った高性能な切削機を使用
する必要を生じるとともに、切削機の刃先やアーム部分
に相当の強度や剛性を確保する必要を生じて、工作機械
が高価になり、また、工作機械の制御命令が複雑になっ
てこれを制御するためのソフトの肥大化を招くことにな
るという課題があった。
【０００７】そこで、この発明は、このような従来の課
題に着目してなされたもので、型枠を使用することな
く、かつ高価な工作機械や複雑な制御ソフトを必要とす
ることなく、複雑な形状や抜け勾配のないような立体形
状を有する成形物であっても、セメント系材料を用いて
容易に形成してゆくことが可能な立体成形方法を提供す
ることを目的とするものである。
題に着目してなされたもので、型枠を使用することな
く、かつ高価な工作機械や複雑な制御ソフトを必要とす
ることなく、複雑な形状や抜け勾配のないような立体形
状を有する成形物であっても、セメント系材料を用いて
容易に形成してゆくことが可能な立体成形方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、コンピュ
ータにおいて演算処理された立体成形物の３次元データ
を所定の厚さで切断して２次元スライスデータを作成
し、吹付けノズルを前記２次元スライスデータに基づい
て縦横方向に移動制御しつつセメント系材料を吹き付
け、吹き付けたセメント系材料を自立硬化させることに
より前記２次元スライスデータに基づく形状の固化層を
形成し、かかる固化層の形成作業を繰り返して上下方向
に順次積層させてゆくことにより、前記３次元データに
基づく立体形状に成形することを特徴とするセメント系
材料を用いた立体成形方法にある。
達成するためになされたもので、その要旨は、コンピュ
ータにおいて演算処理された立体成形物の３次元データ
を所定の厚さで切断して２次元スライスデータを作成
し、吹付けノズルを前記２次元スライスデータに基づい
て縦横方向に移動制御しつつセメント系材料を吹き付
け、吹き付けたセメント系材料を自立硬化させることに
より前記２次元スライスデータに基づく形状の固化層を
形成し、かかる固化層の形成作業を繰り返して上下方向
に順次積層させてゆくことにより、前記３次元データに
基づく立体形状に成形することを特徴とするセメント系
材料を用いた立体成形方法にある。
【０００９】すなわち、本願発明によれば、例えば光造
形法の分野における公知の技術である積層造形法をセメ
ント系材料による立体成形方法に適用したものであり、
この積層造形法は、例えばコンピュータにおいて得られ
た３次元ＣＡＤデータから、直接立体造形物を取り出し
て形成することができるようにしたもので、３次元ＣＡ
Ｄ上の数値データを平面でスライスし、２次元の断面形
状を算出するとともに、その断面形状にしたがって一定
厚みの固体層を形成し、それらを順次に積み重ねて立体
物を作製して行く、原料素材を相互に付着しつつ立体形
状を創成する加工法である。
形法の分野における公知の技術である積層造形法をセメ
ント系材料による立体成形方法に適用したものであり、
この積層造形法は、例えばコンピュータにおいて得られ
た３次元ＣＡＤデータから、直接立体造形物を取り出し
て形成することができるようにしたもので、３次元ＣＡ
Ｄ上の数値データを平面でスライスし、２次元の断面形
状を算出するとともに、その断面形状にしたがって一定
厚みの固体層を形成し、それらを順次に積み重ねて立体
物を作製して行く、原料素材を相互に付着しつつ立体形
状を創成する加工法である。
【００１０】そして、本願発明は、この積層造形法をコ
ンクリートやモルタル等のセメント系材料を用いた立体
成形方法に適用するために、吹付けノズルを２次元スラ
イスデータに基づいて縦横方向に移動制御しつつセメン
ト系材料を吹き付け、吹き付けたセメント系材料を自立
硬化させることにより前記２次元スライスデータに基づ
く形状の固化層を形成し、かかる固化層の形成作業を繰
り返して上下方向に順次積層させてゆくことにより、３
次元データに基づく立体形状に成形するという構成を採
用したものである。
ンクリートやモルタル等のセメント系材料を用いた立体
成形方法に適用するために、吹付けノズルを２次元スラ
イスデータに基づいて縦横方向に移動制御しつつセメン
ト系材料を吹き付け、吹き付けたセメント系材料を自立
硬化させることにより前記２次元スライスデータに基づ
く形状の固化層を形成し、かかる固化層の形成作業を繰
り返して上下方向に順次積層させてゆくことにより、３
次元データに基づく立体形状に成形するという構成を採
用したものである。
【００１１】また、この発明の立体成形方法は、セメン
ト系材料に急結剤を添加混合することにより、吹付けノ
ズルを介して吹き付けられた各層のセメント系材料を自
立硬化させるようにすることが好ましい。
ト系材料に急結剤を添加混合することにより、吹付けノ
ズルを介して吹き付けられた各層のセメント系材料を自
立硬化させるようにすることが好ましい。
【００１２】さらに、吹付けノズルを介したセメント系
材料の吹付け作業を、蒸気養生室内において行うことに
より、吹き付けられた各層のセメント系材料を自立硬化
させるようにすることもできる。
材料の吹付け作業を、蒸気養生室内において行うことに
より、吹き付けられた各層のセメント系材料を自立硬化
させるようにすることもできる。
【００１３】さらにまた、前記吹付けノズルを介したセ
メント系材料の吹付け作業を、高温高圧養生室内におい
て行うことにより、吹き付けられた各層のセメント系材
料を自立硬化させることもできる。
メント系材料の吹付け作業を、高温高圧養生室内におい
て行うことにより、吹き付けられた各層のセメント系材
料を自立硬化させることもできる。
【００１４】また、セメント系材料に繊維を混入してお
くことにより、吹付けノズルを介して吹き付けられた各
層のセメント系材料を自立硬化させてもよい。
くことにより、吹付けノズルを介して吹き付けられた各
層のセメント系材料を自立硬化させてもよい。
【００１５】そして、この発明のセメント系材料を用い
た立体成形方法によれば、３次元データを切断して得ら
れた２次元スライスデータに基づいて、例えばＮＣ制御
（数値制御）等による２次元制御により、先端に吹付け
ノズルを有する装置を縦横方向に移動制御しつつ、例え
ば上下方向に移動可能なテーブルやベッド等の基盤に対
してセメント系材料を吹き付ければ、この吹き付けたセ
メント系材料の硬化によって、例えば吹付けノズルの移
動速度やセメント系材料の吹付け量に応じた所望の厚さ
の固化層が基盤上に形成されることになる。
た立体成形方法によれば、３次元データを切断して得ら
れた２次元スライスデータに基づいて、例えばＮＣ制御
（数値制御）等による２次元制御により、先端に吹付け
ノズルを有する装置を縦横方向に移動制御しつつ、例え
ば上下方向に移動可能なテーブルやベッド等の基盤に対
してセメント系材料を吹き付ければ、この吹き付けたセ
メント系材料の硬化によって、例えば吹付けノズルの移
動速度やセメント系材料の吹付け量に応じた所望の厚さ
の固化層が基盤上に形成されることになる。
【００１６】しかる後に、例えば基盤を上下に移動して
高さ方向の位置決めを行ない、次の層の２次元スライス
データに基づいて、同様に吹付けノズルを縦横方向に移
動制御しつつ、セメント系材料を吹き付け、これを硬化
させれば、セメント系材料の固化層が順次積層してゆく
ので、かかる作業の繰り返しによって、コンピュータに
おける３次元データと同様の形状の立体成形物が基盤上
に形成されてゆくことになる。
高さ方向の位置決めを行ない、次の層の２次元スライス
データに基づいて、同様に吹付けノズルを縦横方向に移
動制御しつつ、セメント系材料を吹き付け、これを硬化
させれば、セメント系材料の固化層が順次積層してゆく
ので、かかる作業の繰り返しによって、コンピュータに
おける３次元データと同様の形状の立体成形物が基盤上
に形成されてゆくことになる。
【００１７】すなわち、この発明によれば、型枠を製作
することなく、かつ、既知の２次元制御による吹付けノ
ズルの縦横方向の移動制御や、テーブルやベッド等の基
盤の上下方向の移動制御、あるいはノズルのＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御などの簡易な制御により、セメント系材料を用い
た所望の形状の立体成形物が容易に形成されてゆくこと
になる。
することなく、かつ、既知の２次元制御による吹付けノ
ズルの縦横方向の移動制御や、テーブルやベッド等の基
盤の上下方向の移動制御、あるいはノズルのＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御などの簡易な制御により、セメント系材料を用い
た所望の形状の立体成形物が容易に形成されてゆくこと
になる。
【００１８】また、この発明によれば、セメント系材料
に急結剤を添加混合することや、吹付けノズルを介した
セメント系材料の吹付け作業を蒸気養生室内や高温高圧
養生室内において行うこと、あるいはセメント系材料に
繊維を混入することにより、吹き付けられた各層のセメ
ント系材料の自立硬化を促進させることができ、これら
によって、セメント系材料を用いた立体成形物の形成作
業の迅速化を容易に図ることが可能になる。
に急結剤を添加混合することや、吹付けノズルを介した
セメント系材料の吹付け作業を蒸気養生室内や高温高圧
養生室内において行うこと、あるいはセメント系材料に
繊維を混入することにより、吹き付けられた各層のセメ
ント系材料の自立硬化を促進させることができ、これら
によって、セメント系材料を用いた立体成形物の形成作
業の迅速化を容易に図ることが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、この発明の好ましい実施の
形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
この実施形態にかかるセメント系材料を用いた立体成形
方法は、一例として、セメント系材料としてのモルタル
を用いて立体成形物を形成すべく採用されたものであ
る。
形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
この実施形態にかかるセメント系材料を用いた立体成形
方法は、一例として、セメント系材料としてのモルタル
を用いて立体成形物を形成すべく採用されたものであ
る。
【００２０】そして、この実施形態によれば、図１に示
すように、まず、例えば数字データの手入力、接触型形
状測定装置による座標入力、非接触型形状測定装置によ
る座標入力等によって、ＥＷＳ（エンジニアリングワー
クステーション）やパーソナルコンピュータ等のコンピ
ュータに、形成すべき立体成形物の３次元データを入力
し（Ｓｔｅｐ１）、演算処理によって、３次元ＣＡＤデ
ータを作製する（Ｓｔｅｐ２）。
すように、まず、例えば数字データの手入力、接触型形
状測定装置による座標入力、非接触型形状測定装置によ
る座標入力等によって、ＥＷＳ（エンジニアリングワー
クステーション）やパーソナルコンピュータ等のコンピ
ュータに、形成すべき立体成形物の３次元データを入力
し（Ｓｔｅｐ１）、演算処理によって、３次元ＣＡＤデ
ータを作製する（Ｓｔｅｐ２）。
【００２１】なお、このようにして得られた３次元ＣＡ
Ｄデータは、コンピュータ上で試作品を完成する等のフ
ィードバック作業が可能であるため、形成すべき立体成
形物の３次元形状のチェックを行ない、適宜演算処理を
繰り返して、精度の良い３次元ＣＡＤデータないしは３
次元モデルを得ることができる。
Ｄデータは、コンピュータ上で試作品を完成する等のフ
ィードバック作業が可能であるため、形成すべき立体成
形物の３次元形状のチェックを行ない、適宜演算処理を
繰り返して、精度の良い３次元ＣＡＤデータないしは３
次元モデルを得ることができる。
【００２２】次に、得られた３次元ＣＡＤデータを、コ
ンピュータにおいて所定の厚さで例えば水平方向に切断
し、スライスデータを作製して、３次元ＣＡＤデータを
２次元データに展開するとともに（Ｓｔｅｐ３）、この
各層のスライスデータに基づいて、後述するように、２
次元制御が可能なＮＣ制御により、吹付けノズルを縦横
方向に駆動して、テーブル上に固化層を形成する作業を
順次繰り返してゆくことにより、固化層が積層一体化し
た３次元形状の立体成形物を形成する作業を行なう（Ｓ
ｔｅｐ４）。
ンピュータにおいて所定の厚さで例えば水平方向に切断
し、スライスデータを作製して、３次元ＣＡＤデータを
２次元データに展開するとともに（Ｓｔｅｐ３）、この
各層のスライスデータに基づいて、後述するように、２
次元制御が可能なＮＣ制御により、吹付けノズルを縦横
方向に駆動して、テーブル上に固化層を形成する作業を
順次繰り返してゆくことにより、固化層が積層一体化し
た３次元形状の立体成形物を形成する作業を行なう（Ｓ
ｔｅｐ４）。
【００２３】ここで、３次元ＣＡＤデータから２次元デ
ータへの展開は、例えば３次元ＣＡＤデータによる立体
面を、まず多数の３角形で面を張り合わせたものに変換
し、ＣＡＭに相当する既知のソフトウェアを使用して、
このＣＡＤデータを所定の厚さで切断して２次元スライ
スデータを作製することにより行われる。
ータへの展開は、例えば３次元ＣＡＤデータによる立体
面を、まず多数の３角形で面を張り合わせたものに変換
し、ＣＡＭに相当する既知のソフトウェアを使用して、
このＣＡＤデータを所定の厚さで切断して２次元スライ
スデータを作製することにより行われる。
【００２４】一方、このようにして作製された２次元ス
ライスデータに基づいて、固化層を形成してゆくには、
図２に示すような成形装置１０を使用する。すなわち、
この成形装置１０は、水蒸気を充満した養生室１１内に
設けられたもので、上下方向すなわちＺ方向に移動制御
される吹付け基盤としてのベッド１２と、このベッド１
２に対向するように下方に向けて配置された吹付けノズ
ル１３とを備え、この吹付けノズル１３は、ＮＣ制御装
置１４によって駆動制御されるＸ軸モーター１５及びＹ
軸モーター１６の駆動により、水平面における縦横方向
であるＸＹ方向の任意の位置に移動することができるよ
うになっている。
ライスデータに基づいて、固化層を形成してゆくには、
図２に示すような成形装置１０を使用する。すなわち、
この成形装置１０は、水蒸気を充満した養生室１１内に
設けられたもので、上下方向すなわちＺ方向に移動制御
される吹付け基盤としてのベッド１２と、このベッド１
２に対向するように下方に向けて配置された吹付けノズ
ル１３とを備え、この吹付けノズル１３は、ＮＣ制御装
置１４によって駆動制御されるＸ軸モーター１５及びＹ
軸モーター１６の駆動により、水平面における縦横方向
であるＸＹ方向の任意の位置に移動することができるよ
うになっている。
【００２５】なお、ＮＣ制御装置１４は、コンピュータ
によって製作された、２次元スライスデータ群をメモリ
しておき、そのスライス図形を下端から順次取り出して
Ｘ軸モーター１５及びＹ軸モーター１６を駆動制御する
とともに、ベッド１２をＺ方向に移動させるＺ軸モータ
とも接続して、ベッド１２の上下方向の位置を調整制御
することができるようになっている。
によって製作された、２次元スライスデータ群をメモリ
しておき、そのスライス図形を下端から順次取り出して
Ｘ軸モーター１５及びＹ軸モーター１６を駆動制御する
とともに、ベッド１２をＺ方向に移動させるＺ軸モータ
とも接続して、ベッド１２の上下方向の位置を調整制御
することができるようになっている。
【００２６】また、この実施形態によれば、吹付けノズ
ル１３は、図３に示すように、セメントと細骨材をプレ
ミックスしてなるドライミックスモルタルを圧縮空気を
介して供給するモルタル供給ホース１７と接続している
とともに、このモルタル供給ホース１７には、急結剤を
水とともに圧送供給する急結剤供給ホース１８が流量調
節弁１９を介して接続しており、吹付けノズル１３のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御によって、ドライミックスモルタルを水
と混合してなるモルタルを、吹付けノズル１３の先端か
ら混合攪拌しながら噴射することができるようになって
いる。
ル１３は、図３に示すように、セメントと細骨材をプレ
ミックスしてなるドライミックスモルタルを圧縮空気を
介して供給するモルタル供給ホース１７と接続している
とともに、このモルタル供給ホース１７には、急結剤を
水とともに圧送供給する急結剤供給ホース１８が流量調
節弁１９を介して接続しており、吹付けノズル１３のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御によって、ドライミックスモルタルを水
と混合してなるモルタルを、吹付けノズル１３の先端か
ら混合攪拌しながら噴射することができるようになって
いる。
【００２７】ここで、急結剤としては、例えば瞬結性ポ
リマーセメントモルタル吹付工法であるアロンＭショッ
ト工法（アロンＭショット工法研究会）に用いる、特殊
アクリルポリマーを使用することができ、このような急
結剤を添加混合したモルタルを用いることにより、吹き
付けたモルタルを僅か数秒で自立硬化させることがで
き、これによって、立体成形物の形成作業の迅速化を図
ることが可能になる。
リマーセメントモルタル吹付工法であるアロンＭショッ
ト工法（アロンＭショット工法研究会）に用いる、特殊
アクリルポリマーを使用することができ、このような急
結剤を添加混合したモルタルを用いることにより、吹き
付けたモルタルを僅か数秒で自立硬化させることがで
き、これによって、立体成形物の形成作業の迅速化を図
ることが可能になる。
【００２８】また、モルタルの吹付け作業を、水蒸気を
充満した養生室１１内において行うことにより、通常の
気中におかれた状態よりもセメントの水和反応が活性化
し、初期強度の発現が促進されるという作用によって、
吹き付けたモルタルの自立硬化を促進させ、これによっ
ても、立体成形物の形成作業の迅速化を図ることが可能
になる。
充満した養生室１１内において行うことにより、通常の
気中におかれた状態よりもセメントの水和反応が活性化
し、初期強度の発現が促進されるという作用によって、
吹き付けたモルタルの自立硬化を促進させ、これによっ
ても、立体成形物の形成作業の迅速化を図ることが可能
になる。
【００２９】そして、この実施形態によれば、ＮＣ制御
装置１４にメモリされたコンピュータからの２次元スラ
イスデータ群から、スライス図形を下端部分から順次取
り出して、このデータに従ってＸ軸モーター１５及びＹ
軸モーター１６を駆動制御しながら２次元スライスデー
タの厚さに応じた厚さでモルタルの吹付け作業を行って
ゆくとともに、ベッド１２をＺ方向に移動制御しながら
自立硬化したモルタルの固化層２０を順次積層させてゆ
くことにより、３次元ＣＡＤデータによる形状と同様の
形状の３次元立体成形物が形成されることになる。
装置１４にメモリされたコンピュータからの２次元スラ
イスデータ群から、スライス図形を下端部分から順次取
り出して、このデータに従ってＸ軸モーター１５及びＹ
軸モーター１６を駆動制御しながら２次元スライスデー
タの厚さに応じた厚さでモルタルの吹付け作業を行って
ゆくとともに、ベッド１２をＺ方向に移動制御しながら
自立硬化したモルタルの固化層２０を順次積層させてゆ
くことにより、３次元ＣＡＤデータによる形状と同様の
形状の３次元立体成形物が形成されることになる。
【００３０】すなわち、この実施形態によれば、型枠を
製作することなく、かつ、既知のＮＣ制御装置１４によ
る吹付けノズル１３のＸＹ方向の移動制御や、ベッド１
２のＺ方向の移動制御、あるいは吹付けノズル１３のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御などの簡易な制御により、複雑な形状や
抜け勾配のないような立体形状を有する成形物であって
も、モルタルを用いて容易に形成してゆくことができ
る。
製作することなく、かつ、既知のＮＣ制御装置１４によ
る吹付けノズル１３のＸＹ方向の移動制御や、ベッド１
２のＺ方向の移動制御、あるいは吹付けノズル１３のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御などの簡易な制御により、複雑な形状や
抜け勾配のないような立体形状を有する成形物であって
も、モルタルを用いて容易に形成してゆくことができ
る。
【００３１】なお、この発明は、上記実施形態の態様の
ものに限定されるものではなく、各請求項に記載された
構成の範囲内において種々に変更して採用することがで
きる。例えば、セメント系材料として、モルタル以外に
も、コンクリートやセメントペースト等を用いてこの発
明を実施することができ、また、吹き付けたセメント系
材料の自立硬化を促進するための手段として、急結剤を
添加混合する方法や蒸気養生室内において吹付け作業を
行なう方法の他、高温高圧養生室内において吹付け作業
を行なう方法や、セメント系材料に短繊維などの繊維を
混入して吹付ける方法等を採用することができる。
ものに限定されるものではなく、各請求項に記載された
構成の範囲内において種々に変更して採用することがで
きる。例えば、セメント系材料として、モルタル以外に
も、コンクリートやセメントペースト等を用いてこの発
明を実施することができ、また、吹き付けたセメント系
材料の自立硬化を促進するための手段として、急結剤を
添加混合する方法や蒸気養生室内において吹付け作業を
行なう方法の他、高温高圧養生室内において吹付け作業
を行なう方法や、セメント系材料に短繊維などの繊維を
混入して吹付ける方法等を採用することができる。
【００３２】すなわち、高温高圧養生室内において吹付
け作業を行なう方法では、セメントの水和反応が強制的
に促進され、吹付け後約２４時間で通常の２８日強度が
得られる程度の強度発現を確保することができるという
作用により（硬化中に発泡するため、コンクリートが軽
量化されるという付加的効果も得られる。）、また、セ
メント系材料に短繊維などの繊維を混入して吹付ける方
法では、コンクリート中に繊維が散在することにより、
方向性を問わず強度が確保され、コンクリートの自主性
に十分寄与するという作用により、セメント系材料の自
立硬化の促進を容易に図ることが可能になる。
け作業を行なう方法では、セメントの水和反応が強制的
に促進され、吹付け後約２４時間で通常の２８日強度が
得られる程度の強度発現を確保することができるという
作用により（硬化中に発泡するため、コンクリートが軽
量化されるという付加的効果も得られる。）、また、セ
メント系材料に短繊維などの繊維を混入して吹付ける方
法では、コンクリート中に繊維が散在することにより、
方向性を問わず強度が確保され、コンクリートの自主性
に十分寄与するという作用により、セメント系材料の自
立硬化の促進を容易に図ることが可能になる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
セメント系材料を用いた立体成形方法によれば、コンピ
ュータにおいて演算処理された立体成形物の３次元デー
タから２次元スライスデータを作成し、この２次元スラ
イスデータに基づいて吹き付けノズルを移動しながらセ
メント系材料を吹き付けてこれを自立硬化させ、かかる
固化層の形成作業を繰り返して上下方向に順次積層させ
てゆくことにより、３次元データに基づく立体形状に成
形するので、型枠を使用することなく、かつ高価な工作
機械や複雑な制御ソフトを必要とすることなく、複雑な
形状や抜け勾配のないような立体形状を有する成形物で
あっても、セメント系材料を用いて容易に形成してゆく
ことができる。
セメント系材料を用いた立体成形方法によれば、コンピ
ュータにおいて演算処理された立体成形物の３次元デー
タから２次元スライスデータを作成し、この２次元スラ
イスデータに基づいて吹き付けノズルを移動しながらセ
メント系材料を吹き付けてこれを自立硬化させ、かかる
固化層の形成作業を繰り返して上下方向に順次積層させ
てゆくことにより、３次元データに基づく立体形状に成
形するので、型枠を使用することなく、かつ高価な工作
機械や複雑な制御ソフトを必要とすることなく、複雑な
形状や抜け勾配のないような立体形状を有する成形物で
あっても、セメント系材料を用いて容易に形成してゆく
ことができる。
【００３４】また、セメント系材料に急結剤を添加混合
することや、吹付けノズルを介したセメント系材料の吹
付け作業を蒸気養生室内や高温高圧養生室内において行
うこと、あるいはセメント系材料に繊維を混入すること
により、吹き付けられた各層のセメント系材料の自立硬
化を促進させることができ、これにらよって、セメント
系材料を用いた立体成形物の形成作業の迅速化を図るこ
とが容易に可能になる。
することや、吹付けノズルを介したセメント系材料の吹
付け作業を蒸気養生室内や高温高圧養生室内において行
うこと、あるいはセメント系材料に繊維を混入すること
により、吹き付けられた各層のセメント系材料の自立硬
化を促進させることができ、これにらよって、セメント
系材料を用いた立体成形物の形成作業の迅速化を図るこ
とが容易に可能になる。
【図１】この発明の一実施形態にかかる立体成形方法の
作業の流れを説明するチャートである。
作業の流れを説明するチャートである。
【図２】この発明の一実施形態にかかる立体成形方法に
用いる成形装置の構成を示す略示説明図である。
用いる成形装置の構成を示す略示説明図である。
【図３】吹き付けノズルの機構を示す説明図である。
１０ 成形装置 １１ 蒸気養生室 １２ ベッド（基盤） １３ 吹付けノズル １４ ＮＣ制御装置 １５ Ｘ軸モーター １６ Ｙ軸モーター １７ モルタル供給ホース １８ 急結剤供給ホース ２０ 固化層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 1/00 Ｂ３２Ｂ 1/00
Claims (5)
- 【請求項１】 コンピュータにおいて演算処理された立
体成形物の３次元データを所定の厚さで切断して２次元
スライスデータを作成し、吹付けノズルを前記２次元ス
ライスデータに基づいて縦横方向に移動制御しつつセメ
ント系材料を吹き付け、吹き付けたセメント系材料を自
立硬化させることにより前記２次元スライスデータに基
づく形状の固化層を形成し、かかる固化層の形成作業を
繰り返して上下方向に順次積層させてゆくことにより、
前記３次元データに基づく立体形状に成形することを特
徴とするセメント系材料を用いた立体成形方法。 - 【請求項２】 前記セメント系材料に急結剤を添加混合
することにより、吹付けノズルを介して吹き付けられた
各層のセメント系材料を自立硬化させることを特徴とす
る請求項１に記載のセメント系材料を用いた立体成形方
法。 - 【請求項３】 前記吹付けノズルを介したセメント系材
料の吹付け作業を、蒸気養生室内において行うことによ
り、吹き付けられた各層のセメント系材料を自立硬化さ
せることを特徴とする請求項１に記載のセメント系材料
を用いた立体成形方法。 - 【請求項４】 前記吹付けノズルを介したセメント系材
料の吹付け作業を、高温高圧養生室内において行うこと
により、吹き付けられた各層のセメント系材料を自立硬
化させることを特徴とする請求項１に記載のセメント系
材料を用いた立体成形方法。 - 【請求項５】 前記セメント系材料に繊維を混入するこ
とにより、吹付けノズルを介して吹き付けられた各層の
セメント系材料を自立硬化させることを特徴とする請求
項１に記載のセメント系材料を用いた立体成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9037714A JPH10235623A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | セメント系材料を用いた立体成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9037714A JPH10235623A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | セメント系材料を用いた立体成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10235623A true JPH10235623A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12505197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9037714A Pending JPH10235623A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | セメント系材料を用いた立体成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10235623A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101526827B1 (ko) * | 2014-12-29 | 2015-06-05 | 김석문 | 3ｄ 프린팅 장치 및 이를 이용한 철골 콘크리트 구조물 시공방법 |
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-
1997
- 1997-02-21 JP JP9037714A patent/JPH10235623A/ja active Pending
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