WO2017085961A1 - 三次元造形装置及び造形材料排出部材 - Google Patents

三次元造形装置及び造形材料排出部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2017085961A1
WO2017085961A1 PCT/JP2016/070714 JP2016070714W WO2017085961A1 WO 2017085961 A1 WO2017085961 A1 WO 2017085961A1 JP 2016070714 W JP2016070714 W JP 2016070714W WO 2017085961 A1 WO2017085961 A1 WO 2017085961A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
modeling
modeling material
cooling
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070714
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竹山　佳伸
大祐 青木
Original Assignee
株式会社リコー
竹山　佳伸
大祐 青木
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社リコー, 竹山　佳伸, 大祐 青木 filed Critical 株式会社リコー
Priority to AU2016357771A priority Critical patent/AU2016357771B2/en
Priority to EP16865964.7A priority patent/EP3378632A4/en
Priority to JP2017551545A priority patent/JP6566042B2/ja
Priority to US15/776,834 priority patent/US20180345577A1/en
Publication of WO2017085961A1 publication Critical patent/WO2017085961A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/295—Heating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus and a modeling material discharge member.
  • Patent Document 1 discloses a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional modeled object by a hot melt lamination method (FDM) in a production chamber (processing space) heated by a heater.
  • This three-dimensional modeling apparatus extrudes a thermoplastic material (modeling material) while heating it at an outlet nozzle (discharge unit) of an extrusion head (modeling material discharge member) located in the production chamber. Then, by moving the extrusion head in a two-dimensional direction along the horizontal plane while extruding the thermoplastic material, the layered structure is sequentially laminated on the platform, and finally the three-dimensional structure is formed.
  • an air deflector for guiding the air flow in the production chamber to the area of the outlet nozzle is provided in order to cool the outlet nozzle of the extrusion head.
  • the modeling material by the heating unit from the viewpoint of transportability of the modeling material It is desirable to prevent the heating range from extending to the upstream side in the transfer direction of the modeling material.
  • the present invention provides an introduction part for introducing a modeling material, a discharge part for discharging the modeling material, and a transfer for transferring the modeling material introduced from the introduction part to the discharge part.
  • the modeling material discharge member has a cooling unit provided adjacent to a transfer path portion between the introduction unit and the heating unit, and a refrigerant passage is formed inside the cooling unit.
  • a refrigerant flow means for flowing the refrigerant in the refrigerant passage.
  • the heating range of the modeling material by the heating portion of the modeling material discharge member can be prevented from expanding to the upstream side in the transfer direction of the modeling material.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing typically the composition of the three-dimensional modeling device in an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a chamber provided in the three-dimensional modeling apparatus.
  • FIG. 3 is a perspective view of a state in which a front portion of the 3D modeling apparatus is cut and excluded.
  • FIG. 4 is a control block diagram of the 3D modeling apparatus.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a tip portion of a modeling head in the same three-dimensional modeling apparatus.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the modeling head corresponding to one injection nozzle in the modeling head.
  • FIG. 7 is an explanatory view of the internal structure of the cooling unit in the modeling head as seen from the horizontal direction.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing typically the composition of the three-dimensional modeling device in an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a chamber provided in the three-dimensional modeling apparatus.
  • FIG. 3 is a perspective view of
  • FIG. 8 is an explanatory view of the internal configuration of the cooling unit as viewed from above in the vertical direction.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a cooling mechanism of the cooling unit.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a connection portion between the refrigerant inlet and the feed tube of the cooling unit.
  • FIG. 11 is an explanatory view of the internal configuration of the cooling unit in Modification 1 as seen from the horizontal direction.
  • FIG. 12 is an explanatory view of the internal configuration of the cooling unit in Modification 1 as viewed from above in the vertical direction.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of the internal configuration of the cooling unit in Modification 2 as viewed from the horizontal direction.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of the internal configuration of the cooling unit in Modification 2 as viewed from above in the vertical direction.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view of a modeling head corresponding to one injection nozzle in Modification 3.
  • FIG. 16 is a perspective view of the cooling unit in Modification 3 when viewed from below (injection nozzle side).
  • FIG. 17 is a perspective view of the cooling unit according to Modification 3 when viewed from above (opposite to the injection nozzle).
  • FIG. 18 is a horizontal cross-sectional view of the same cooling unit in Modification 3 when cut horizontally so as to pass through the refrigerant passage.
  • FIG. 19 is a vertical cross-sectional view of the cooling part in Modification 3 when cut vertically so as to pass through the through hole.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a modeling head showing an example in which two of the same cooling unit in Modification 3 are stacked.
  • this invention is not limited to a hot melt lamination method (FDM)
  • FDM hot melt lamination method
  • a 3D modeling thing is modeled on a mounting surface by the modeling means arrange
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the three-dimensional modeling apparatus 1 in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a chamber provided inside the three-dimensional modeling apparatus 1 in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of a state in which the front portion of the three-dimensional modeling apparatus 1 in the present embodiment is cut and excluded.
  • the three-dimensional modeling apparatus 1 includes a chamber 3 inside a main body frame 2.
  • the interior of the chamber 3 is a processing space for modeling a three-dimensional structure, and a stage 4 as a mounting table is provided in the processing space, that is, inside the chamber 3.
  • a three-dimensional structure is formed on the stage 4.
  • a modeling head 10 as a modeling material discharge member is provided above the stage 4 inside the chamber 3.
  • the modeling head 10 has an injection nozzle 11 for injecting a filament, which is a modeling material, below (tip).
  • a filament which is a modeling material, below (tip).
  • four injection nozzles 11 are provided on the modeling head 10 and the four modeling heads 10 are unitized, but the number of the injection nozzles 11 is arbitrary.
  • the modeling head 10 is provided with a head heating unit 12 that heats the filament supplied to each injection nozzle 11.
  • the filament is an elongated wire-shaped solid, is set in the three-dimensional modeling apparatus 1 in a wound state, and is supplied to each injection nozzle 11 on the modeling head 10 by the filament supply unit 6.
  • a filament may differ for every injection nozzle 11, and the same may be sufficient as it.
  • the filament supplied by the filament supply unit 6 is heated and melted by the head heating unit 12, and the molten filament is ejected by being pushed out from a predetermined injection nozzle 11 to form a layer on the stage 4.
  • the three-dimensional structure is formed by sequentially stacking the three-dimensional structure.
  • the modeling material injected from the injection nozzle 11 on the modeling head 10 includes a support material that does not constitute a three-dimensional structure, not a filament that constitutes a three-dimensional structure.
  • This support material is usually formed of a material different from the filament constituting the three-dimensional structure, and finally removed from the three-dimensional structure formed of the filament.
  • This support material is also heated and melted by the head heating unit 12, and the molten support material is injected so as to be pushed out from a predetermined injection nozzle 11, and sequentially laminated in layers.
  • the modeling head 10 can move in the left-right direction of the apparatus (X-axis direction) by the driving force of the X-axis driving mechanism 21. Since the modeling head 10 is heated by the head heating unit 12 and becomes a high temperature, it is preferable that the connecting member 21 a has a low heat conductivity so that the heat is not easily transmitted to the X-axis drive mechanism 21.
  • a chamber heater 7 is provided inside the chamber 3 (processing space) as processing space heating means for heating the inside of the chamber 3.
  • pre-heat treatment is performed in which the temperature in the chamber 3 is raised to a target temperature (for example, about 200 ° C.) in advance before the modeling process is started.
  • the chamber heater 7 heats the chamber 3 to raise the temperature of the chamber 3 to the target temperature during the pre-heat treatment, and maintains the temperature in the chamber 3 at the target temperature during the modeling process. Therefore, the inside of the chamber 3 is heated.
  • the operation of the chamber heater 7 is controlled by the control unit 100.
  • the chamber 3 is made of a heat insulating material or a member provided with a heat insulating material, and the heat in the chamber 3 is suppressed from escaping to the outside.
  • the moving object of the X-axis drive mechanism 21 and the Y-axis drive mechanism 22 is the modeling head 10, and a part of the modeling head 10 (the tip portion of the modeling head 10 including the injection nozzle 11 and the head heating unit 12). Is disposed in the chamber 3.
  • the inside of the chamber 3 is shielded from the outside even when the modeling head 10 is moved in the X-axis direction.
  • the upper surface of the chamber 3 has a configuration in which a plurality of X-axis slide heat insulating members 3A that are long in the Y-axis direction are arranged in the X-axis direction.
  • the adjacent X-axis slide heat insulating members 3A are configured to be slidable relative to each other in the X-axis direction. Thereby, even if the modeling head 10 is moved in the X-axis direction by the X-axis drive mechanism 21, the plurality of X-axis slide heat insulating members 3 ⁇ / b> A slide in the X-axis direction accordingly, and the upper surface of the chamber 3 is always kept Covered by the X-axis slide heat insulating member 3A.
  • a plurality of Y-axis slide heat insulating members 3B are arranged side by side in the Y-axis direction.
  • the adjacent Y-axis slide heat insulating members 3B are configured to be slidable relative to each other in the Y-axis direction.
  • the moving object of the Z-axis drive mechanism 23 is the stage 4, and the moving object is disposed in the chamber 3.
  • the inside of the chamber 3 is shielded from the outside even when the stage 4 is moved in the Z-axis direction.
  • a slide hole 3 ⁇ / b> C that penetrates the connecting portion between the Z-axis drive mechanism 23 and the stage 4 is formed on the outer wall surface of the chamber 3 so as to extend in the Z-axis direction.
  • the slide hole 3C is sealed by a flexible seal member 3D made of a heat insulating material.
  • the connecting portion between the Z-axis drive mechanism 23 and the stage 4 is moved along the slide hole 3C while elastically deforming the flexible seal member 3D. Move in the axial direction. Therefore, the slide hole 3C formed on the side surface of the chamber 3 is always covered with the seal member 3D.
  • a head cooling device 30 for cooling the modeling head 10 is provided.
  • FIG. 4 is a control block diagram of the “three-dimensional modeling apparatus 1” of the present embodiment.
  • an X-axis position detection mechanism 24 that detects the position of the modeling head 10 in the X-axis direction is provided.
  • the detection result of the X-axis position detection mechanism 24 is sent to the control unit 100.
  • the control unit 100 controls the X-axis drive mechanism 21 based on the detection result to move the modeling head 10 to the target X-axis direction position.
  • a Y-axis position detection mechanism 25 that detects the Y-axis direction position of the X-axis drive mechanism 21 (the Y-axis direction position of the modeling head 10) is provided.
  • the detection result of the Y-axis position detection mechanism 25 is sent to the control unit 100.
  • the control unit 100 moves the modeling head 10 on the X-axis drive mechanism 21 to a target position in the Y-axis direction by controlling the Y-axis drive mechanism 22 based on the detection result.
  • a Z-axis position detection mechanism 26 that detects the position of the stage 4 in the Z-axis direction is provided.
  • the detection result of the Z-axis position detection mechanism 26 is sent to the control unit 100.
  • the control unit 100 controls the Z-axis drive mechanism 23 based on the detection result to move the stage 4 to the target Z-axis direction position.
  • the control unit 100 controls the movement of the modeling head 10 and the stage 4 in this way, thereby positioning the relative three-dimensional position of the modeling head 10 and the stage 4 in the chamber 3 at the target three-dimensional position. Can be made.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a tip portion of the modeling head 10 in the present embodiment.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the modeling head 10 corresponding to one injection nozzle 11.
  • four injection nozzles 11 are arranged in 2 ⁇ 2 (in FIG. 1, the four injection nozzles 11 are shown side by side for convenience of explanation. Has been).
  • the four injection nozzles 11 are respectively covered (enclosed) by individual head heating units 12, and the control unit 100 can individually control each head heating unit 12.
  • the filament 40 or the support material can be individually heated by the head heating unit 12 for each injection nozzle 11.
  • the description is limited to the filament 40.
  • the head heating unit 12 is attached to a heat insulating unit 14 made of a heat insulating material, and the heat insulating material of the heat insulating unit 14 is interposed between the head heating units 12.
  • the heat of the head heating unit 12 during the heat treatment is prevented from propagating to the other head heating unit 12 and the filaments 40 of the other injection nozzles 11 are prevented from being heated.
  • a cooling unit 13 is provided on the opposite side of the injection nozzle 11 with respect to the head heating unit 12, that is, on the upstream side in the transfer direction of the filament 40 with respect to the head heating unit 12.
  • the cooling unit 13 has a single block shape made of an endothermic material having high heat transfer properties such as aluminum, and is common to the four head heating units 12. However, it is good also as a structure which provides the separate cooling part 13 for every four head heating parts 12.
  • the cooling unit 13 is provided with an introduction unit 13 b for introducing the filament 40 at the end on the opposite side of the head heating unit 12, that is, the end on the upstream side in the transfer direction of the filament 40 for each injection nozzle 11. Yes.
  • the head heating unit 12 and the cooling unit 13 are formed with through holes 12a and 13a that serve as transfer paths for transferring the filament 40 introduced from the introduction unit 13b to the injection nozzle 11, respectively.
  • the head heating unit 12 heats the filament 40 in the through hole 12 a to a molten state, and the molten filament 40 ′ is transferred to the injection nozzle 11.
  • the heat from the head heating unit 12 propagates not only to the filament 40 in the through hole 12a but also to the upstream side of the filament 40 in the transfer direction.
  • the filament 40 at a location away from the through hole 12a in the head heating unit 12 at the upstream side in the transfer direction is heated and melted
  • the heating process by the head heating unit 12 is stopped or interrupted, the filament is at that location. Solidify.
  • the heating process by the head heating unit 12 is resumed thereafter, it takes time until the filament at that location is remelted. In this case, the filament 40 fed by the filament supply unit 6 cannot be transferred in the modeling head 10 and is clogged.
  • the heating range of the filament 40 by the head heating unit 12 is prevented from expanding as much as possible to the upstream side in the filament transfer direction so that the fixed filament can be rapidly remelted after the heating process by the head heating unit 12 is resumed. It is important to.
  • the cooling unit 13 is provided on the upstream side of the head heating unit 12 in the filament transfer direction.
  • the endothermic material constituting the cooling unit 13 is adjacent to the through hole 13a through which the filament 40 passes, and the cooling unit 13 absorbs and cools the heat of the filament 40 in the through hole 13a. Thereby, it is suppressed that the heating range of the modeling material by the head heating part 12 expands to the upstream side in the modeling material transfer direction.
  • a high cooling effect is required in the cooling unit 13.
  • an air cooling method in which the cooling unit 13 is cooled by applying air from the outside can be considered, but this does not provide a sufficient cooling effect. This is because in the air cooling system, even if the temperature of the outer surface of the cooling part 13 can be lowered, it is difficult to lower the temperature inside the cooling part 13 adjacent to the through hole 13a through which the filament 40 passes, and the filament 40 in the through hole 13a. This is because it is difficult to cool the battery sufficiently.
  • the inside of the chamber 3 is heated to a high temperature state, and the head heating unit 12 of the modeling head 10 is required to be disposed in the chamber 3 as a whole. Therefore, a part or all of the cooling unit 13 provided adjacent to the upstream side of the head heating unit 12 in the filament transfer direction is also disposed in the chamber 3 in a high temperature state. In such a configuration, a sufficient cooling effect cannot be obtained even if the air-cooling method is employed and high-temperature air in the chamber 3 is applied to the cooling unit 13.
  • a part of the cooling unit 13 (a part of the cooling unit 13 on the upstream side in the filament transfer direction) is located outside the chamber 3, and the part of the cooling unit 13 located outside the chamber 3 is cooled by an air cooling method. It is also possible to do. However, even in this case, the cooling location is separated from the portion of the cooling portion 13 located in the vicinity of the head heating portion 12 (the portion of the cooling portion 13 on the downstream side in the filament transfer direction). Therefore, it is difficult to cool the filament 40 so that the heating range of the filament 40 by the head heating unit 12 does not extend to the upstream side in the filament transfer direction.
  • FIG. 7 is an explanatory view of the internal configuration of the cooling unit 13 in the present embodiment as seen from the horizontal direction.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the internal configuration of the cooling unit 13 in the present embodiment as viewed from above in the vertical direction.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a cooling mechanism of the cooling unit 13 in the present embodiment.
  • a coolant passage 15 is formed in the cooling unit 13 as shown in FIGS.
  • the refrigerant inlet 15a of the refrigerant passage 15 is connected to a feed tube 31 for conveying cooling water as refrigerant sent out from the head cooling device 30 as refrigerant flowing means, and the refrigerant outlet 15b of the refrigerant passage 15 is connected to the refrigerant outlet 15b.
  • a return tube 32 for conveying cooling water to be returned to the head cooling device 30 is connected.
  • the cooling water sent out from the head cooling device 30 flows through the feed tube 31 from the refrigerant inlet 15a to the refrigerant passage 15 inside the cooling unit 13, passes through the refrigerant passage 15 and passes from the refrigerant outlet 15b to the return tube 32.
  • the head cooling device 30 functions as a refrigerant circulation means and is a refrigerant circulation type that cools the cooling water from the return tube 32 and then sends it again from the feed tube 31.
  • a system that does not circulate the refrigerant may be used.
  • the refrigerant passage 15 is formed inside the cooling unit 13 so as to pass through the vicinity of the through hole 13a provided in the cooling unit 13.
  • the refrigerant passage 15 is formed so as to make at least one round around the through hole 13a.
  • each refrigerant inlet 15a and the refrigerant outlet 15b in each refrigerant passage 15 arranged adjacent to each through hole 13a corresponding to each injection nozzle 11 are made common.
  • each refrigerant passage 15 adjacent to the through hole 13a corresponding to each injection nozzle 11 is branched from the refrigerant inlet 15a and merged toward the refrigerant outlet 15b.
  • each refrigerant passage 15 arranged adjacent to each through hole 13a corresponding to each injection nozzle 11 is formed as a single refrigerant passage.
  • the feed tube 31 between the cooling unit 13 of the modeling head 10 and the head cooling device 30 is preferably formed of a flexible material such as a resin so as not to hinder the movement of the modeling head 10.
  • the feed tube 31 and the return tube 32 made of such a flexible material are generally difficult to obtain high heat resistance. Therefore, it is desirable to avoid as much as possible the configuration in which the feed tube 31 and the return tube 32 are arranged inside the chamber 3 that becomes a high temperature environment as in the present embodiment.
  • the cooling unit 13 in the present embodiment is configured such that the refrigerant inlet 15 a and the refrigerant outlet 15 b of the refrigerant passage 15 are located outside the chamber 3 as shown in FIG. 9. More specifically, the upper portion of the cooling unit 13 (the portion of the cooling unit 13 upstream in the filament transfer direction) is positioned outside the chamber 3, and the refrigerant inlet 15 a and the refrigerant outlet 15 b are positioned above the cooling unit 13. It is configured as follows. As a result, the feed tube 31 and the return tube 32 connected to the refrigerant inlet 15a and the refrigerant outlet 15b do not need high heat resistance to withstand the high temperature environment in the chamber 3, and a general flexible material Can be formed.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a connection portion between the refrigerant inlet 15a and the feed tube 31.
  • the joint 33 is fitted and fixed to the refrigerant inlet 15 a of the cooling unit 13, and the screw attached to the tip 31 a of the feed tube 31 with respect to the screw hole of the joint 33.
  • the screw attached to the tip 31 a of the feed tube 31 with respect to the screw hole of the joint 33.
  • water is used as the refrigerant flowing through the refrigerant passage 15, but other liquids, gases, and the like can be appropriately selected and used.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the internal configuration of the cooling unit 13 in Modification 1 as viewed from the horizontal direction.
  • FIG. 12 is an explanatory view of the internal configuration of the cooling unit 13 in the first modification as viewed from above in the vertical direction.
  • the refrigerant passage 15 formed in the cooling unit 13 of the above-described embodiment spirals around each through-hole 13a corresponding to each injection nozzle 11 along the longitudinal direction (filament transfer direction) of each through-hole 13a. It was formed to surround.
  • this modification 1 it forms so that the circumference
  • each refrigerant passage 15 corresponding to each through-hole 13a in Modification 1 extends downward along the through-hole 13a from the inlet, is folded upward at the lower folded portion 15c, and extends upward. The meandering of being folded downward and extending downward by the folded portion 15d is repeated in the circumferential direction of each through-hole 13a, and finally continues to the outlet at the upper end of the refrigerant passage 15 extending upward.
  • two of the four refrigerant passages 15 corresponding to each through-hole 13a have one outlet 15b ′ and the other inlet 15a ′ connected by a communication path 34, and Between the two refrigerant passages 15, the refrigerant inlet 15a connected to the feed tube 31 and the refrigerant outlet 15b connected to the return tube 32 are shared. That is, two feed tubes 31 and two return tubes 32 are connected to the cooling unit 13 in the first modification, and two circulation paths for circulating the cooling water are formed.
  • the refrigerant passage 15 formed inside the cooling unit 13 is easier to form than the spiral one in the above-described embodiment, and is relatively easy to process inside the cooling unit 13.
  • a refrigerant passage 15 can be formed.
  • FIG. 13 is an explanatory view of the internal configuration of the cooling unit 13 in Modification 2 as viewed from the horizontal direction.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of the internal configuration of the cooling unit 13 in the second modification as viewed from above in the vertical direction.
  • This modification 2 is also formed so as to meander around each through-hole 13a in the circumferential direction of each through-hole 13a, as in the first modification.
  • individual feed tubes 31 and return tubes 32 are connected to the four refrigerant passages 15 corresponding to the respective through holes 13a.
  • the coolant passage 15 formed inside the cooling unit 13 is easier to form than the spiral one in the above-described embodiment, and is relatively easy to process.
  • the refrigerant passage 15 can be formed inside the cooling unit 13.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view of the modeling head 10 corresponding to one injection nozzle 11 in the third modification.
  • FIG. 16 is a perspective view of the cooling unit 13 in Modification 3 when viewed from below (on the injection nozzle 11 side).
  • FIG. 17 is a perspective view of the cooling unit 13 according to Modification 3 when viewed from above (on the side opposite to the injection nozzle 11).
  • FIG. 18 is a horizontal cross-sectional view of the cooling unit 13 in Modification 3 when cut horizontally so as to pass through the refrigerant passages 15A to 15G.
  • FIG. 19 is a vertical cross-sectional view of the cooling unit 13 in Modification 3 when cut vertically so as to pass through the through holes 13-1a and 13-3a.
  • the cooling unit 13 in the third modification has a simplified configuration in order to facilitate its manufacture.
  • the refrigerant passages 15A to 15G formed in the cooling unit 13 in Modification 3 are located in the vicinity of the through holes 13-1a, 13-2a, 13-3a, and 13-4a corresponding to the injection nozzles 11. As shown in FIG. 18, it is formed so as to meander on the same plane (horizontal plane).
  • the refrigerant passages 15A to 15G of the third modification extend in the horizontal direction (downward in FIG. 18) from the refrigerant inlet 15a provided on the side surface of the cooling unit 13 through the side of the through hole 13-1a.
  • the refrigerant inlet 15a and the refrigerant outlet can be formed by a further easy processing step of covering unnecessary openings except for the opening 15b with a seal screw or the like.
  • the cooling unit 13 of the third modification example is formed so that the refrigerant passages 15A to 15G meander on the same plane (horizontal plane).
  • the height can be made lower than that of the second configuration. Thereby, the volume of the cooling unit 13 can be reduced to reduce the weight, and the entire modeling head 10 can be reduced in weight.
  • each of the through holes 13-1a, 13-2a, 13-3a, and 13-4a has a refrigerant as compared with the configuration of the above-described embodiment, the first modification, and the second modification. Since the total area adjacent to the passages 15A to 15G is small, the cooling capacity is low. However, in the cooling unit 13 of the third modification, as shown in FIG. 20, it is possible to increase the cooling capacity by stacking a plurality of these in the height direction. That is, if it is the cooling part 13 of this modification 3, the number of stacking of the cooling part 13 can be increased or decreased according to a required cooling capacity. As a result, when the required cooling capacity is low, the number of stacked cooling units 13 is reduced to reduce the weight of the modeling head 10, while when the required cooling capacity is high, the number of stacked cooling units 13 is increased. And sufficient cooling capacity can be secured.
  • a modeling material discharge member such as the modeling head 10 provided with a transfer path such as the through holes 12a and 13a and a heating unit such as the head heating unit 12 that heats the modeling material in the transfer path
  • the modeling material discharge member is a transfer path between the introduction unit 13 b and the head heating unit 12.
  • a head cooling device having a cooling section 13 provided adjacent to the portion (through hole 13a), a coolant passage 15 is formed inside the cooling section 13, and a coolant such as cooling water flows through the coolant passage 15 30 It characterized by having a refrigerant flow section.
  • the modeling material discharge member in this aspect is provided with a cooling unit 13 adjacent to a transfer path portion between the introduction unit 13 b and the head heating unit 12. Therefore, it is possible to suppress the heating range of the modeling material by the head heating unit 12 from spreading to the upstream side in the modeling material transfer direction.
  • the cooling efficiency is insufficient. Cheap.
  • a refrigerant system is employed in which the refrigerant passage 15 is provided inside the cooling unit 13 and the refrigerant is cooled by flowing the refrigerant through the refrigerant passage 15 by the refrigerant flow means. According to this, the refrigerant passage 15 can be provided so as to pass through the vicinity of the portion adjacent to the transfer path portion, the temperature of the portion adjacent to the transfer path portion is lowered, and the transfer path is reduced.
  • the modeling material in the transfer path part between the introduction part 13b and the head heating part 12 can be cooled effectively, the heating range of the modeling material by the head heating part 12 is upstream in the transfer direction of the modeling material. Expansion can be suppressed.
  • the cooling part 13 is comprised by the heat conductive member, It is characterized by the above-mentioned. According to this, it becomes possible to efficiently transfer the heat of the modeling material in the transfer path portion to the refrigerant in the refrigerant passage 15 by the heat conductive member of the cooling unit 13.
  • Aspect A or B is characterized by having a plurality of modeling material discharge members each provided with an introduction portion 13b, a discharge portion, and a transfer path, and in which the cooling portion 13 is shared. According to this aspect, in the configuration having a plurality of modeling material discharge members, the configuration can be simplified as compared with the case where the individual cooling unit 13 is provided for each modeling material discharge member.
  • the apparatus has a plurality of modeling material discharge members each provided with an introduction portion 13b, a discharge portion, and a transfer path, and is provided adjacent to each transfer path portion of each modeling material discharge member.
  • the refrigerant inlet 15a and the refrigerant outlet 15b in each refrigerant passage 15 inside the cooling unit 13 to be used are common.
  • the configuration is simplified as compared with the case where the refrigerant inlet 15a and the refrigerant outlet 15b of the refrigerant passage 15 are individualized for each modeling material discharge member. it can.
  • the refrigerant is a liquid such as cooling water. According to this, a refrigerant method using a liquid refrigerant can be adopted.
  • a refrigerant circulation means for circulating the refrigerant so as to pass through the refrigerant passage 15 is used as the refrigerant flow means. According to this, a configuration in which the refrigerant is not discharged can be realized.
  • the process space heating means such as the chamber heater 7 that heats the inside of the process space
  • the cooling unit 13 includes the refrigerant inlet 15 a that causes the refrigerant to flow into the refrigerant passage 15 and the refrigerant.
  • a refrigerant outlet 15b for allowing the refrigerant to flow out of the passage 15 is configured to be located outside the processing space.
  • coolant outlet 15b, in the process space used as a high temperature state is realizable.
  • the refrigerant transport member is not required to have high heat resistance, so that the refrigerant transport member can be formed of a low heat resistant material.
  • Aspect G is characterized by having moving means such as an X-axis drive mechanism 21 and a Y-axis drive mechanism 22 for moving the modeling material discharge member.
  • the refrigerant transporting member connected to the refrigerant passage 15 in the cooling unit 13 of the modeling material discharge member is provided so as not to hinder the movement of the modeling material discharge member. It is preferable to form with a flexible material.
  • the refrigerant transport member can be formed of a low heat resistant material as described above, the refrigerant transport member can be easily formed of a flexible material.
  • the modeling material discharge member such as the modeling head 10 including the transfer path such as the through holes 12a and 13a and the head heating unit 12 that heats the modeling material in the transfer path
  • the introduction unit 13b and the head heating unit 12 It has the cooling part 13 provided adjacent to the transfer path part (through-hole 13a) between these, and the refrigerant path 15 is formed in the inside of the cooling part 13, It is characterized by the above-mentioned. According to this aspect, it is possible to suppress the heating range of the modeling material by the head heating unit 12 from spreading to the upstream side in the modeling material transfer direction.

Abstract

フィラメント４０等の造形材料を導入する導入部１３ｂと、造形材料を排出する排出部と、導入部１３ｂから導入された造形材料を該排出部まで移送するための移送路となる貫通孔１２ａ，１３ａと、移送路内の造形材料を加熱するヘッド加熱部１２とを備えた造形材料排出部材を用いて、該排出部から処理空間内に排出される造形材料によって三次元造形物を造形する三次元造形装置において、該造形材料排出部材は、導入部１３ｂとヘッド加熱部１２との間の移送路部分に隣接して設けられる冷却部１３を有し、冷却部１３の内部には冷媒通路が形成されており、冷媒通路内に冷媒を流す冷媒流し手段を有することを特徴とする。

Description

三次元造形装置及び造形材料排出部材
　本発明は、三次元造形装置及び造形材料排出部材に関するものである。
　従来、造形ヘッド（造形材料排出部材）のノズル（排出部）から処理空間内に排出される造形材料によって、所望の三次元形状をもった立体物（三次元造形物）を造形する三次元造形装置が知られている。
　例えば、特許文献１には、ヒータによって加熱された製作チャンバー内（処理空間）で、熱溶解積層法（ＦＤＭ）により三次元造形物を造形する三次元造形装置が開示されている。この三次元造形装置は、製作チャンバー内に位置する押出しヘッド（造形材料排出部材）の出口ノズル（排出部）において熱可塑性材料（造形材料）を加熱しながら押し出す。そして、熱可塑性材料を押し出しながら押出しヘッドを水平面に沿って二次元方向へ移動することで、プラットホーム上に層状の造形構造物を順次積層し、最終的に三次元造形物を造形する。また、この三次元造形装置では、押出しヘッドの出口ノズルを冷却するために、製作チャンバー内の空気フローを出口ノズルの領域へ案内する空気偏向機が設けられている。
　一般に、造形材料排出部材内で造形材料を排出部まで移送する移送路中の造形材料を加熱部によって加熱する三次元造形装置においては、造形材料の移送性等の観点から、加熱部による造形材料の加熱範囲が造形材料の移送方向上流側へ拡がらないようにすることが望まれる。
　上述した課題を解決するために、本発明は、造形材料を導入する導入部と、造形材料を排出する排出部と、該導入部から導入された造形材料を該排出部まで移送するための移送路と、該移送路内の造形材料を加熱する加熱部とを備えた造形材料排出部材を用いて、該排出部から処理空間内に排出される造形材料によって三次元造形物を造形する三次元造形装置において、前記造形材料排出部材は、前記導入部と前記加熱部との間の移送路部分に隣接して設けられる冷却部を有し、前記冷却部の内部には冷媒通路が形成されており、前記冷媒通路内に冷媒を流す冷媒流し手段を有することを特徴とする。
　本発明によれば、造形材料排出部材の加熱部による造形材料の加熱範囲が造形材料の移送方向上流側へ拡がるのを抑制できるという優れた効果が奏される。
図１は、実施形態における三次元造形装置の構成を模式的に示す説明図である。 図２は、同三次元造形装置の内部に設けられるチャンバーの外観を示す斜視図である。 図３は、同三次元造形装置の前方部分を切断して除外した状態の斜視図である。 図４は、同三次元造形装置の制御ブロック図である。 図５は、同三次元造形装置における造形ヘッドの先端部分を模式的に示す斜視図である。 図６は、同造形ヘッドにおける１つの射出ノズルに対応する造形ヘッドの部分断面図である。 図７は、同造形ヘッドにおける冷却部の内部構成を水平方向からみた説明図である。 図８は、同冷却部の内部構成を鉛直方向上方からみた説明図である。 図９は、同冷却部の冷却機構を示す模式図である。 図１０は、同冷却部の冷媒入口と送りチューブとの接続部の構成を示す模式図である。 図１１は、変形例１における冷却部の内部構成を水平方向からみた説明図である。 図１２は、変形例１における冷却部の内部構成を鉛直方向上方からみた説明図である。 図１３は、変形例２における冷却部の内部構成を水平方向からみた説明図である。 図１４は、変形例２における冷却部の内部構成を鉛直方向上方からみた説明図である。 図１５は、変形例３における１つの射出ノズルに対応する造形ヘッドの部分断面図である。 図１６は、変形例３における冷却部を下方（射出ノズル側）から見たときの斜視図である。 図１７は、変形例３における同冷却部を上方（射出ノズルとは反対側）から見たときの斜視図である。 図１８は、変形例３における同冷却部を、冷媒通路を通るように水平に切断したときの水平断面図である。 図１９は、変形例３における同冷却部を、貫通孔を通るように垂直に切断したときの垂直断面図である。 図２０は、変形例３における同冷却部を２つ積み重ねた例を示す造形ヘッドの断面図である。
　以下、本発明を、熱溶解積層法（ＦＤＭ）により三次元造形物を造形する三次元造形装置に適用した一実施形態について説明する。
　なお、本発明は、熱溶解積層法（ＦＤＭ）に限定されるものではなく、載置台の載置面に対向する位置に配置される造形手段により載置面上に三次元造形物を造形するものであれば、他の造形方法で三次元造形物を造形する三次元造形装置にも適用可能である。
　図１は、本実施形態における三次元造形装置１の構成を模式的に示す説明図である。
　図２は、本実施形態における三次元造形装置１の内部に設けられるチャンバーの外観を示す斜視図である。
　図３は、本実施形態における三次元造形装置１の前方部分を切断して除外した状態の斜視図である。
　三次元造形装置１は、本体フレーム２の内部にチャンバー３を備えている。チャンバー３の内部は、三次元造形物を造形するための処理空間となっており、その処理空間内すなわちチャンバー３の内部には、載置台としてのステージ４が設けられている。このステージ４上に三次元造形物が造形される。
　チャンバー３の内部におけるステージ４の上方には、造形材料排出部材としての造形ヘッド１０が設けられている。造形ヘッド１０は、その下方（先端）に造形材料であるフィラメントを射出する射出ノズル１１を有する。本実施形態では、造形ヘッド１０上に４つの射出ノズル１１が設けられ、４つの造形ヘッド１０がユニット化されたものであるが、射出ノズル１１の数は任意である。また、造形ヘッド１０には、各射出ノズル１１に供給されるフィラメントを加熱するヘッド加熱部１２が設けられている。
　フィラメントは、細長いワイヤー形状の固体であり、巻き回された状態で三次元造形装置１にセットされており、フィラメント供給部６により造形ヘッド１０上の各射出ノズル１１へそれぞれ供給される。なお、フィラメントは、射出ノズル１１ごとに異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。本実施形態においては、フィラメント供給部６により供給されるフィラメントをヘッド加熱部１２で加熱溶融し、溶融状態のフィラメントを所定の射出ノズル１１から押し出すようにして射出することにより、ステージ４上に層状の造形構造物を順次積層して、三次元造形物を造形する。
　なお、造形ヘッド１０上の射出ノズル１１から射出する造形材料には、三次元造形物を構成するフィラメントではなく、三次元造形物を構成しないサポート材も含まれる。このサポート材は、通常、三次元造形物を構成するフィラメントとは異なる材料で形成され、最終的にはフィラメントで形成された三次元造形物から除去される。このサポート材も、ヘッド加熱部１２で加熱溶融され、溶融状態のサポート材が所定の射出ノズル１１から押し出されるように射出されて、層状に順次積層される。
　造形ヘッド１０は、装置左右方向（図２及び図３中の左右方向＝Ｘ軸方向）に延びるＸ軸駆動機構２１に対し、連結部材２１ａを介して、そのＸ軸駆動機構２１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。造形ヘッド１０は、Ｘ軸駆動機構２１の駆動力により、装置左右方向（Ｘ軸方向）へ移動することができる。造形ヘッド１０は、ヘッド加熱部１２によって加熱されて高温になるため、その熱がＸ軸駆動機構２１に伝わりにくいように、連結部材２１ａを低伝熱性のものとするのが好ましい。
　Ｘ軸駆動機構２１の両端は、それぞれ、装置前後方向（図２及び図３中の前後方向＝Ｙ軸方向）に延びるＹ軸駆動機構２２に対し、そのＹ軸駆動機構２２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動機構２１がＹ軸駆動機構２２の駆動力によってＹ軸方向に沿って移動することにより、造形ヘッド１０はＹ軸方向に沿って移動することができる。
　一方、ステージ４は、本体フレーム２に固定され、装置上下方向（図２及び図３中の上下方向＝Ｚ軸方向）に延びるＺ軸駆動機構２３に対し、そのＺ軸駆動機構２３の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。ステージ４は、Ｚ軸駆動機構２３の駆動力により、装置上下方向（Ｚ軸方向）へ移動することができる。
　また、本実施形態においては、チャンバー３の内部（処理空間）に、チャンバー３内を加熱する処理空間加熱手段としてのチャンバー用ヒータ７が設けられている。本実施形態においては、熱溶解積層法（ＦＤＭ）で三次元造形物を造形するため、チャンバー３内の温度を目標温度に維持した状態で、造形処理を行うことが望ましい。そのため、本実施形態では、造形処理を開始する前に、予めチャンバー３内の温度を目標温度（例えば２００℃程度）まで昇温させる予熱処理を行う。チャンバー用ヒータ７は、この予熱処理中には、チャンバー３内を目標温度まで昇温させるためにチャンバー３内を加熱するとともに、造形処理中には、チャンバー３内の温度を目標温度に維持するためにチャンバー３内を加熱する。チャンバー用ヒータ７の動作は、制御部１００によって制御される。
　また、チャンバー３は、断熱材料によって構成されており、あるいは、断熱材が設けられた部材によって構成されており、チャンバー３内の熱が外部へ逃げることが抑制された構成となっている。
　ここで、Ｘ軸駆動機構２１及びＹ軸駆動機構２２の移動対象物は造形ヘッド１０であり、その造形ヘッド１０の一部（射出ノズル１１及びヘッド加熱部１２を含む造形ヘッド１０の先端部分）がチャンバー３内に配置されている。本実施形態では、造形ヘッド１０をＸ軸方向へ移動させてもチャンバー３の内部が外部から遮蔽される構成となっている。具体的には、チャンバー３の上面は、図２及び図３に示すように、Ｙ軸方向に長尺な複数のＸ軸スライド断熱部材３ＡがＸ軸方向へ並べて配設された構成となっており、隣接するＸ軸スライド断熱部材３Ａ間は互いにＸ軸方向へ相対的にスライド移動可能に構成されている。これにより、Ｘ軸駆動機構２１により造形ヘッド１０をＸ軸方向へ移動させても、これに応じて複数のＸ軸スライド断熱部材３ＡがそれぞれＸ軸方向へスライド移動し、チャンバー３の上面が常にＸ軸スライド断熱部材３Ａによって覆われる。
　また、造形ヘッド１０が貫通するチャンバー３の上面部分においては、図２及び図３に示すように、複数のＹ軸スライド断熱部材３ＢがＹ軸方向へ並べて配設された構成となっている。隣接するＹ軸スライド断熱部材３Ｂ間は互いにＹ軸方向へ相対的にスライド移動可能に構成されている。これにより、Ｙ軸駆動機構２２によりＸ軸駆動機構２１上の造形ヘッド１０をＹ軸方向へ移動させても、これに応じて複数のＹ軸スライド断熱部材３ＢがそれぞれＹ軸方向へスライド移動し、チャンバー３の上面が常にＹ軸スライド断熱部材３Ｂによって覆われる。
　また、Ｚ軸駆動機構２３の移動対象物はステージ４であり、その移動対象物がチャンバー３内に配置されている。本実施形態では、ステージ４をＺ軸方向へ移動させてもチャンバー３の内部が外部から遮蔽される構成となっている。具体的には、チャンバー３の外側壁面には、図２及び図３に示すように、Ｚ軸駆動機構２３とステージ４との連結部を貫通させるスライド孔３ＣがＺ軸方向に延びるように形成されている。このスライド孔３Ｃは、断熱材料からなる可撓性のシール部材３Ｄによってシールされている。Ｚ軸駆動機構２３によりステージ４をＺ軸方向へ移動させる際、Ｚ軸駆動機構２３とステージ４との連結部は、可撓性のシール部材３Ｄを弾性変形させながらスライド孔３Ｃに沿ってＺ軸方向へ移動する。よって、チャンバー３の側面に形成されたスライド孔３Ｃは、常にシール部材３Ｄによって覆われる。
　そのほか、本実施形態においては、チャンバー３の外部であって三次元造形装置１の内部の空間を冷却させるための装置内冷却装置８、造形ヘッド１０の射出ノズル１１を清掃するためのノズル清掃部９、造形ヘッド１０を冷却するためのヘッド冷却装置３０などが設けられている。
　図４は、本実施形態の三次元造形装置１」の制御ブロック図である。
　本実施形態においては、造形ヘッド１０のＸ軸方向位置を検知するＸ軸ポジション検知機構２４が設けられている。Ｘ軸ポジション検知機構２４の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＸ軸駆動機構２１を制御して、造形ヘッド１０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。
　また、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構２１のＹ軸方向位置（造形ヘッド１０のＹ軸方向位置）を検知するＹ軸ポジション検知機構２５が設けられている。Ｙ軸ポジション検知機構２５の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＹ軸駆動機構２２を制御することにより、Ｘ軸駆動機構２１上の造形ヘッド１０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。
　また、本実施形態においては、ステージ４のＺ軸方向位置を検知するＺ軸ポジション検知機構２６が設けられている。Ｚ軸ポジション検知機構２６の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＺ軸駆動機構２３を制御して、ステージ４を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。
　制御部１００は、このようにして造形ヘッド１０及びステージ４の移動制御を行うことにより、チャンバー３内における造形ヘッド１０とステージ４との相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に位置させることができる。
　次に、造形ヘッド１０の構成及び動作について詳しく説明する。
　図５は、本実施形態における造形ヘッド１０の先端部分を模式的に示す斜視図である。図６は、１つの射出ノズル１１に対応する造形ヘッド１０の部分断面図である。
　本実施形態の造形ヘッド１０は、図５に示すように、４つの射出ノズル１１が２×２で配置されている（なお、図１では、説明の便宜上、４つの射出ノズル１１が横並びで図示されている。）。４つの射出ノズル１１は、それぞれ個別のヘッド加熱部１２に覆われ（囲まれ）ており、制御部１００は各ヘッド加熱部１２を個別に制御することができる。これにより、射出ノズル１１ごとにフィラメント４０あるいはサポート材をヘッド加熱部１２で個別に加熱することができる。以下の説明では、フィラメント４０に限定して説明する。
　ヘッド加熱部１２は、図５に示すように、断熱材料からなる断熱部１４に取り付けられており、各ヘッド加熱部１２の間に断熱部１４の断熱材料が介在している。これにより、加熱処理中のヘッド加熱部１２の熱が他のヘッド加熱部１２に伝搬して、他の射出ノズル１１のフィラメント４０が加熱されるのを抑制している。
　また、ヘッド加熱部１２に対して射出ノズル１１の反対側、すなわち、ヘッド加熱部１２に対してフィラメント４０の移送方向上流側には、冷却部１３が設けられている。冷却部１３は、図５に示すように、アルミニウムなどの伝熱性の高い吸熱材料からなる単一のブロック形状であり、４つのヘッド加熱部１２で共通のものである。ただし、４つのヘッド加熱部１２ごとに個別の冷却部１３を設ける構成としてもよい。
　冷却部１３には、ヘッド加熱部１２の反対側の端部、すなわち、フィラメント４０の移送方向上流側の端部に、フィラメント４０を導入するための導入部１３ｂが射出ノズル１１ごとに設けられている。ヘッド加熱部１２及び冷却部１３には、導入部１３ｂから導入されたフィラメント４０を射出ノズル１１まで移送するための移送路となる貫通孔１２ａ，１３ａがそれぞれ形成されている。ヘッド加熱部１２は、貫通孔１２ａ内のフィラメント４０を加熱して溶融状態にし、溶融状態のフィラメント４０’が射出ノズル１１へ移送される。
　このとき、ヘッド加熱部１２からの熱は、貫通孔１２ａ内のフィラメント４０だけでなく、そのフィラメント４０の移送方向上流側にも伝搬する。ただし、ヘッド加熱部１２内の貫通孔１２ａから移送方向上流側に離れた箇所のフィラメント４０が加熱されて溶融すると、ヘッド加熱部１２による加熱処理を停止又は中断したときに、その箇所でフィラメントが固化する。これにより、その後にヘッド加熱部１２による加熱処理を再開しても、その箇所のフィラメントが再溶融するまでに時間がかかる。この場合、フィラメント供給部６により送り込まれるフィラメント４０を造形ヘッド１０内で移送することができずに詰まってしまう。したがって、ヘッド加熱部１２によるフィラメント４０の加熱範囲がフィラメント移送方向上流側へ可能な限り拡がらないようにして、ヘッド加熱部１２による加熱処理の再開後に固着したフィラメントを迅速に再溶融できるようにすることが重要である。
　そのため、本実施形態では、ヘッド加熱部１２のフィラメント移送方向上流側に、冷却部１３が設けられている。冷却部１３を構成する吸熱材料は、フィラメント４０が通る貫通孔１３ａに隣接しており、冷却部１３は、その貫通孔１３ａ内のフィラメント４０の熱を吸収して冷却する。これにより、ヘッド加熱部１２による造形材料の加熱範囲が造形材料移送方向上流側へ拡がるのを抑制している。
　ただし、ヘッド加熱部１２によるフィラメント４０の加熱範囲をフィラメント移送方向上流側へ拡がるのを有効に制限するためには、冷却部１３において高い冷却効果が求められる。冷却部１３での冷却方法としては、その冷却部１３に対して外部から空気を当てて冷却する空冷方式が考えられるが、これでは十分な冷却効果が得られない。なぜなら、空冷方式では、冷却部１３の外表面の温度を下げられても、フィラメント４０が通る貫通孔１３ａに隣接する冷却部１３の内部の温度を下げることが難しく、貫通孔１３ａ内のフィラメント４０を十分に冷却することが困難だからである。
　しかも、本実施形態では、チャンバー３内が加熱されて高温状態になっており、造形ヘッド１０のヘッド加熱部１２はその全体がチャンバー３内に配置することが求められる。そのため、ヘッド加熱部１２のフィラメント移送方向上流側に隣接して設けられる冷却部１３も、その一部又は全部が高温状態のチャンバー３内に配置される。このような構成においては、空冷方式を採用してチャンバー３内における高温の空気を冷却部１３に当てるようにしても、十分な冷却効果が得られない。
　また、冷却部１３の一部（フィラメント移送方向上流側の冷却部１３の部分）をチャンバー３の外部に位置するようにし、そのチャンバー３の外部に位置した冷却部１３の部分を空冷方式により冷却することも考えられる。しかしながら、この場合でも、その冷却箇所は、ヘッド加熱部１２の近傍に位置する冷却部１３の部分（フィラメント移送方向下流側の冷却部１３の部分）から離れている。そのため、ヘッド加熱部１２によるフィラメント４０の加熱範囲をフィラメント移送方向上流側へ拡がらないように冷却することは困難である。
　図７は、本実施形態における冷却部１３の内部構成を水平方向からみた説明図である。図８は、本実施形態における冷却部１３の内部構成を鉛直方向上方からみた説明図である。
　図９は、本実施形態における冷却部１３の冷却機構を示す模式図である。
　本実施形態において、冷却部１３の内部には、図７及び図８に示すように、冷媒通路１５が形成されている。冷媒通路１５の冷媒入口１５ａには、冷媒流し手段としてのヘッド冷却装置３０から送り出される冷媒としての冷却水を搬送するための送りチューブ３１が接続されており、冷媒通路１５の冷媒出口１５ｂには、ヘッド冷却装置３０へ戻す冷却水を搬送するための戻しチューブ３２が接続されている。ヘッド冷却装置３０から送り出された冷却水は、送りチューブ３１を通って冷媒入口１５ａから冷却部１３の内部の冷媒通路１５へ流れ込み、冷媒通路１５を通って冷媒出口１５ｂから戻しチューブ３２を通ってヘッド冷却装置３０へ戻される。ヘッド冷却装置３０は、冷媒循環手段として機能し、戻しチューブ３２からの冷却水を冷却した後、再び送りチューブ３１から送り出す冷媒循環式であるが、冷媒を循環させない方式であってもよい。
　本実施形態では、冷却部１３に設けられる貫通孔１３ａの近傍を通るように、冷却部１３の内部に冷媒通路１５が形成されている。具体的には、本実施形態では、図８に示すように、貫通孔１３ａの周囲を少なくとも１周するように冷媒通路１５が形成されている。これにより、貫通孔１３ａの周囲から貫通孔１３ａ内のフィラメント４０の熱を冷却水へ除熱できるので、より高い冷却効率を得ることができる。また、本実施形態では、図９に示すように、冷却部１３のフィラメント移送方向の大部分にわたって冷媒通路１５が形成されているので、冷却部１３の全体の熱を冷却水へ除熱でき、より高い冷却効率を得ることができる。
　また、本実施形態においては、各射出ノズル１１に対応するそれぞれの貫通孔１３ａに隣接して配置される各冷媒通路１５における冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂが共通化されている。共通化の方法としては、各射出ノズル１１に対応する貫通孔１３ａに隣接した各冷媒通路１５を、冷媒入口１５ａから分岐して形成するとともに、冷媒出口１５ｂに向けて合流させる方法が挙げられるが、本実施形態では、各射出ノズル１１に対応するそれぞれの貫通孔１３ａに隣接して配置される各冷媒通路１５を単一の冷媒通路で形成している。
　また、本実施形態では、造形ヘッド１０がＸ軸駆動機構２１及びＹ軸駆動機構２２によって移動する構成であるため、造形ヘッド１０の冷却部１３内とヘッド冷却装置３０との間の送りチューブ３１や戻しチューブ３２は、造形ヘッド１０の移動を阻害しないように、樹脂等の可撓性のある材料で形成するのが好ましい。このような可撓性材料からなる送りチューブ３１や戻しチューブ３２は、一般に高い耐熱性を得ることが困難である。そのため、本実施形態のような高温環境となるチャンバー３の内部に送りチューブ３１や戻しチューブ３２を配置する構成を採用することはできるだけ避けたい。
　そこで、本実施形態における冷却部１３は、図９に示すように、冷媒通路１５の冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂがチャンバー３の外側に位置するように構成されている。より詳しくは、冷却部１３の上部（フィラメント移送方向上流側の冷却部１３の部分）をチャンバー３の外部に位置するようにし、その冷却部１３の上部に冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂが位置するように構成されている。これにより、その冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂに接続される送りチューブ３１や戻しチューブ３２は、チャンバー３内の高温環境に耐えられるほどの高い耐熱性を必要とせず、一般的な可撓性材料で形成することができる。
　図１０は、冷媒入口１５ａと送りチューブ３１との接続部の構成を示す模式図である。本実施形態では、図１０に示すように、冷却部１３の冷媒入口１５ａに継ぎ手３３を嵌め込んで固定し、その継ぎ手３３のネジ孔に対して送りチューブ３１の先端３１ａに取り付けられているネジ部を取り付ける構成となっているが、これに限られない。
　本実施形態では、冷媒通路１５に流す冷媒として、水を用いているが、その他の液体、気体などを適宜選択して使用することができる。
〔変形例１〕
　次に、本実施形態における一変形例（本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
　図１１は、本変形例１における冷却部１３の内部構成を水平方向からみた説明図である。
　図１２は、本変形例１における冷却部１３の内部構成を鉛直方向上方からみた説明図である。
　上述した実施形態の冷却部１３に形成される冷媒通路１５は、各射出ノズル１１に対応する各貫通孔１３ａの周囲を、各貫通孔１３ａの長手方向（フィラメント移送方向）に沿って螺旋状に取り巻くように形成されていた。これに対し、本変形例１では、各貫通孔１３ａの周囲を、各貫通孔１３ａの周方向に向けて蛇行して取り巻くように形成されている。具体的には、本変形例１における各貫通孔１３ａに対応した各冷媒通路１５は、入口から貫通孔１３ａに沿って下方へ延び、下折り返し部１５ｃで上方へ折り返されて上方へ延び、上折り返し部１５ｄで下方へ折り返されて下方へ延びるという蛇行を各貫通孔１３ａの周方向へ向かって繰り返し、最終的に、上方へ延びる冷媒通路１５の上端の出口へと続いている。
　本変形例１では、各貫通孔１３ａに対応した４つの冷媒通路１５のうちの２つの冷媒通路１５は、一方の出口１５ｂ’と他方の入口１５ａ’とが連絡路３４によって接続され、これらの２つの冷媒通路１５間では、送りチューブ３１に接続される冷媒入口１５ａと、戻しチューブ３２に接続される冷媒出口１５ｂとが共通化されている。すなわち、本変形例１における冷却部１３には、２つの送りチューブ３１と、２つの戻しチューブ３２とが接続され、冷却水を循環させる２つの循環経路が形成されている。
　本変形例１によれば、冷却部１３の内部に形成される冷媒通路１５が、上述した実施形態における螺旋状のものよりも形成しやすく、比較的容易な加工処理によって冷却部１３の内部に冷媒通路１５を形成することができる。
〔変形例２〕
　次に、本実施形態における他の変形例（本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
　図１３は、本変形例２における冷却部１３の内部構成を水平方向からみた説明図である。
　図１４は、本変形例２における冷却部１３の内部構成を鉛直方向上方からみた説明図である。
　本変形例２も、上述した変形例１と同様、各貫通孔１３ａの周囲を、各貫通孔１３ａの周方向に向けて蛇行して取り巻くように形成されている。ただし、各貫通孔１３ａに対応した４つの冷媒通路１５には、それぞれ個別の送りチューブ３１及び戻しチューブ３２が接続されている。本変形例２においても、上述した変形例１と同様、冷却部１３の内部に形成される冷媒通路１５が、上述した実施形態における螺旋状のものよりも形成しやすく、比較的容易な加工処理によって冷却部１３の内部に冷媒通路１５を形成することができる。
〔変形例３〕
　次に、本実施形態における更に他の変形例（本変形例を「変形例３」という。）について説明する。
　図１５は、本変形例３における１つの射出ノズル１１に対応する造形ヘッド１０の部分断面図である。
　図１６は、本変形例３における冷却部１３を下方（射出ノズル１１側）から見たときの斜視図である。
　図１７は、本変形例３における冷却部１３を上方（射出ノズル１１とは反対側）から見たときの斜視図である。
　図１８は、本変形例３における冷却部１３を、冷媒通路１５Ａ～１５Ｇを通るように水平に切断したときの水平断面図である。
　図１９は、本変形例３における冷却部１３を、貫通孔１３－１ａ，１３－３ａを通るように垂直に切断したときの垂直断面図である。
　本変形例３における冷却部１３は、その製造を容易化するために構成を簡素化したものである。詳しくは、本変形例３における冷却部１３に形成される冷媒通路１５Ａ～１５Ｇは、各射出ノズル１１に対応する各貫通孔１３－１ａ，１３－２ａ，１３－３ａ，１３－４ａの近傍を通るように、図１８に示すように、同一平面（水平面）上を蛇行するように形成されている。具体的には、本変形例３の冷媒通路１５Ａ～１５Ｇは、冷却部１３の側面に設けられる冷媒入口１５ａから貫通孔１３－１ａの側方を通って水平方向（図１８中下方）へ延び、貫通孔１３－２ａの周囲を通るように１８０度折り返されて再び貫通孔１３－１ａの側方を通って水平方向（図１８中上方）へ延びた後、貫通孔１３－３ａ側へ９０度折れて延び、その後９０度折れて貫通孔１３－３ａの側方を通って水平方向（図１８中下方）へ延び、貫通孔１３－４ａの周囲を通るように１８０度折り返されて再び貫通孔１３－３ａの側方を通って水平方向（図１８中上方）へ延びて冷媒出口１５ｂへと続いている。
　本変形例３のような構成をもつ冷却部１３であれば、冷却部１３の側面からドリル等を用いて穿孔するなどして各冷媒通路１５Ａ～１５Ｇを形成した後、冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂとなる開口を除いた不要な開口をシール付きネジ等によって蓋をするという更に容易な加工工程により、冷媒通路を形成することができる。
　また、本変形例３の冷却部１３は、上述したとおり、冷媒通路１５Ａ～１５Ｇが同一平面（水平面）上を蛇行するように形成されているため、上述した実施形態や変形例１や変形例２の構成よりも高さを低くすることができる。これにより、冷却部１３の容積を小さくして軽量化を図ることができ、造形ヘッド１０全体の軽量化を実現できる。
　なお、本変形例３の冷却部１３は、上述した実施形態や変形例１や変形例２の構成と比べて、各貫通孔１３－１ａ，１３－２ａ，１３－３ａ，１３－４ａが冷媒通路１５Ａ～１５Ｇと近接する総面積が少ないため、冷却能力は低いものとなる。しかしながら、本変形例３の冷却部１３であれば、図２０に示すように、これを高さ方向に複数積み重ねることにより冷却能力を増大することが可能である。すなわち、本変形例３の冷却部１３であれば、必要な冷却能力に応じて、冷却部１３の積み重ね数を増やしたり減らしたりすることができる。その結果、必要な冷却能力が低い場合には、冷却部１３の積み重ね数を減らして造形ヘッド１０の軽量化を図る一方、必要な冷却能力が高い場合には、冷却部１３の積み重ね数を増やして十分な冷却能力を確保することができる。
　以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
　フィラメント４０やサポート材などの造形材料を導入する導入部１３ｂと、造形材料を排出する射出ノズル１１等の排出部と、該導入部１３ｂから導入された造形材料を該排出部まで移送するための貫通孔１２ａ，１３ａ等の移送路と、該移送路内の造形材料を加熱するヘッド加熱部１２等の加熱部とを備えた造形ヘッド１０等の造形材料排出部材を用いて、該排出部からチャンバー３内等の処理空間内に排出される造形材料によって三次元造形物を造形する三次元造形装置１において、該造形材料排出部材は、導入部１３ｂとヘッド加熱部１２との間の移送路部分（貫通孔１３ａ）に隣接して設けられる冷却部１３を有し、冷却部１３の内部には冷媒通路１５が形成されており、冷媒通路１５内に冷却水等の冷媒を流すヘッド冷却装置３０等の冷媒流し手段を有することを特徴とする。
　本態様における造形材料排出部材は、導入部１３ｂとヘッド加熱部１２との間の移送路部分に隣接して冷却部１３が設けられている。そのため、ヘッド加熱部１２による造形材料の加熱範囲が造形材料移送方向上流側へ拡がるのを抑制することができる。ただし、移送路部分内の造形材料から熱を吸収した冷却部１３を冷却する方法が、その冷却部１３に対して外部から空気を当てて冷却するいわゆる空冷方式では、冷却効率が不十分になりやすい。これは、空冷方式では、冷却部１３の外表面の温度を下げられても、造形材料が通る移送路部分に隣接している部分の温度を下げることが難しく、冷却対象である造形材料を十分に冷却することが困難だからである。
　本態様においては、冷却部１３の内部に冷媒通路１５を設け、冷媒流し手段によってその冷媒通路１５に冷媒を流すことにより冷却する冷媒方式を採用する。これによれば、移送路部分と隣接している部分の近傍を通るように冷媒通路１５を設けることが可能であり、当該移送路部分と隣接している部分の温度を下げて、その移送路部分を通る造形材料を十分に冷却することが可能となる。したがって、導入部１３ｂとヘッド加熱部１２との間の移送路部分内の造形材料を有効に冷却することが可能なので、ヘッド加熱部１２による造形材料の加熱範囲が造形材料の移送方向上流側へ拡がるのを抑制することができる。
（態様Ｂ）
　態様Ａにおいて、冷却部１３は、熱伝導性部材で構成されていることを特徴とする。
　これによれば、移送路部分内の造形材料の熱を冷却部１３の熱伝導性部材により冷媒通路１５内の冷媒へ効率よく伝達させることが可能となる。
（態様Ｃ）
　態様Ａ又はＢにおいて、導入部１３ｂ、排出部及び移送路がそれぞれ設けられ、かつ、冷却部１３が共通化された複数の造形材料排出部材を有することを特徴とする。
　本態様によれば、複数の造形材料排出部材を有する構成において、各造形材料排出部材に対して個別の冷却部１３を設ける場合よりも、構成を簡素化できる。
（態様Ｄ）
　態様Ａ～Ｃのいずれかの態様において、導入部１３ｂ、排出部及び移送路がそれぞれ設けられた複数の造形材料排出部材を有し、各造形材料排出部材の移送路部分にそれぞれ隣接して設けられる冷却部１３内部の各冷媒通路１５における冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂは、共通化されていることを特徴とする。
　本態様によれば、複数の造形材料排出部材を有する構成において、各造形材料排出部材に対して冷媒通路１５の冷媒入口１５ａ及び冷媒出口１５ｂが個別化されている場合よりも、構成を簡素化できる。
（態様Ｅ）
　態様Ａ～Ｄのいずれかの態様において、冷媒は冷却水等の液体であることを特徴とする。
　これによれば、液体冷媒を使った冷媒方式を採用することができる。
（態様Ｆ）
　態様Ａ～Ｅのいずれかの態様において、冷媒流し手段として、冷媒通路１５内を通過するように冷媒を循環させる冷媒循環手段を用いたことを特徴とする。
　これによれば、冷媒が排出されない構成を実現できる。
（態様Ｇ）
　態様Ａ～Ｆのいずれかの態様において、処理空間内を加熱するチャンバー用ヒータ７等の処理空間加熱手段を有し、冷却部１３は、冷媒通路１５へ冷媒を流入させる冷媒入口１５ａ及び該冷媒通路１５から冷媒を流出させる冷媒出口１５ｂが処理空間の外側に位置するように構成されていることを特徴とする。
　これによれば、冷媒入口１５ａや冷媒出口１５ｂに接続される送りチューブ３１や戻しチューブ３２等の冷媒搬送部材を、高温状態になる処理空間内に配置しない構成を実現できる。その結果、冷媒搬送部材には高い耐熱性が要求されないため、低耐熱性の材料で冷媒搬送部材を形成できる。
（態様Ｈ）
　態様Ｇにおいて、造形材料排出部材を移動させるＸ軸駆動機構２１及びＹ軸駆動機構２２等の移動手段を有することを特徴とする。
　本態様のように造形材料排出部材が移動する構成においては、造形材料排出部材の移動を妨げないように、その造形材料排出部材の冷却部１３内の冷媒通路１５に接続される冷媒搬送部材を、可撓性のある材料で形成することが好ましい。本態様では、上述したように低耐熱性の材料で冷媒搬送部材を形成できるため、可撓性のある材料で冷媒搬送部材を形成しやすい。
（態様Ｉ）
　フィラメント４０やサポート材などの造形材料を導入する導入部１３ｂと、造形材料を排出する射出ノズル１１等の排出部と、該導入部１３ｂから導入された造形材料を該排出部まで移送するための貫通孔１２ａ，１３ａ等の移送路と、該移送路内の造形材料を加熱するヘッド加熱部１２とを備えた造形ヘッド１０等の造形材料排出部材において、導入部１３ｂと前記ヘッド加熱部１２との間の移送路部分（貫通孔１３ａ）に隣接して設けられる冷却部１３を有し、冷却部１３の内部には冷媒通路１５が形成されていることを特徴とする。
　本態様によれば、ヘッド加熱部１２による造形材料の加熱範囲が造形材料の移送方向上流側へ拡がるのを抑制することができる。
　１　三次元造形装置
　２　本体フレーム
　３　チャンバー
　４　ステージ
　６　フィラメント供給部
　７　チャンバー用ヒータ
　１０　造形ヘッド
　１１　射出ノズル
　１２　ヘッド加熱部
　１３　冷却部
　１２ａ，１３ａ　貫通孔
　１３ｂ　導入部
　１４　断熱部
　１５　冷媒通路
　１５ａ　冷媒入口
　１５ｂ　冷媒出口
　１５ｃ　下折り返し部
　１５ｄ　上折り返し部
　２１　Ｘ軸駆動機構
　２２　Ｙ軸駆動機構
　２３　Ｚ軸駆動機構
　３０　ヘッド冷却装置
　３１　送りチューブ
　３２　戻しチューブ
　３３　継ぎ手
　３４　連絡路
　４０，４０’　フィラメント
　１００　制御部
特許第３９９５９３３号公報

Claims (9)

  1. 　造形材料を導入する導入部と、造形材料を排出する排出部と、該導入部から導入された造形材料を該排出部まで移送するための移送路と、該移送路内の造形材料を加熱する加熱部とを備えた造形材料排出部材を用いて、該排出部から処理空間内に排出される造形材料によって三次元造形物を造形する三次元造形装置において、
    　前記造形材料排出部材は、前記導入部と前記加熱部との間の移送路部分に隣接して設けられる冷却部を有し、
    　前記冷却部の内部には冷媒通路が形成されており、
    　前記冷媒通路内に冷媒を流す冷媒流し手段を有することを特徴とする三次元造形装置。
  2. 　請求項１に記載の三次元造形装置において、
    　前記冷却部は、熱伝導性部材で構成されていることを特徴とする三次元造形装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の三次元造形装置において、
    　前記導入部、前記排出部及び前記移送路がそれぞれ設けられ、かつ、前記冷却部が共通化された複数の造形材料排出部材を有することを特徴とする三次元造形装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
    　前記導入部、前記排出部及び前記移送路がそれぞれ設けられた複数の造形材料排出部材を有し、
    　各造形材料排出部材の前記移送路部分にそれぞれ隣接して設けられる冷却部内部の各冷媒通路における冷媒入口及び冷媒出口は、共通化されていることを特徴とする三次元造形装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
    　前記冷媒は液体であることを特徴とする三次元造形装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
    　前記冷媒流し手段として、前記冷媒通路内を通過するように冷媒を循環させる冷媒循環手段を用いたことを特徴とする三次元造形装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
    　前記処理空間内を加熱する処理空間加熱手段を有し、
    　前記冷却部は、前記冷媒通路へ冷媒を流入させる冷媒入口及び該冷媒通路から冷媒を流出させる冷媒出口が前記処理空間の外側に位置するように構成されていることを特徴とする三次元造形装置。
  8. 　請求項７に記載の三次元造形装置において、
    　前記造形材料排出部材を移動させる移動手段を有することを特徴とする三次元造形装置。
  9. 　造形材料を導入する導入部と、造形材料を排出する排出部と、該導入部から導入された造形材料を該排出部まで移送するための移送路と、該移送路内の造形材料を加熱する加熱部とを備えた造形材料排出部材において、
    　前記導入部と前記加熱部との間の移送路部分に隣接して設けられる冷却部を有し、
    　前記冷却部の内部には冷媒通路が形成されていることを特徴とする造形材料排出部材。
PCT/JP2016/070714 2015-11-20 2016-07-13 三次元造形装置及び造形材料排出部材 WO2017085961A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2016357771A AU2016357771B2 (en) 2015-11-20 2016-07-13 Three-dimensional shaping apparatus and shaping material discharging member
EP16865964.7A EP3378632A4 (en) 2015-11-20 2016-07-13 Three-dimensional shaping apparatus and shaping material discharging member
JP2017551545A JP6566042B2 (ja) 2015-11-20 2016-07-13 三次元造形装置、造形材料排出部材及び造形材料の移送方法
US15/776,834 US20180345577A1 (en) 2015-11-20 2016-07-13 Three-dimensional modeling apparatus and modeling material discharging member

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-227589 2015-11-20
JP2015227589 2015-11-20
JP2016-120148 2016-06-16
JP2016120148 2016-06-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017085961A1 true WO2017085961A1 (ja) 2017-05-26

Family

ID=58718571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/070714 WO2017085961A1 (ja) 2015-11-20 2016-07-13 三次元造形装置及び造形材料排出部材

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180345577A1 (ja)
EP (1) EP3378632A4 (ja)
JP (1) JP6566042B2 (ja)
AU (1) AU2016357771B2 (ja)
WO (1) WO2017085961A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020023146A (ja) * 2018-07-27 2020-02-13 谷口　秀夫 ３次元造形装置用の造形材料のホットエンド
WO2020040025A1 (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 三菱瓦斯化学株式会社 成形装置、成形方法および成形品の製造方法
JP2020131632A (ja) * 2019-02-22 2020-08-31 谷口　秀夫 ３次元プリンタ、３次元プリンタ用モジュール装置、及び立体造形物の造形方法
JP2021504205A (ja) * 2017-11-30 2021-02-15 ベジム，バレント 積層造形装置でのフィラメントを冷却する統合型の冷却システム
JP2022083574A (ja) * 2020-11-25 2022-06-06 本田技研工業株式会社 三次元造形方法及び三次元造形装置
JP2023500233A (ja) * 2020-04-01 2023-01-05 ファブヘッヅ オートメーション プライベート リミテッド 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー方法
JP2023500628A (ja) * 2020-04-01 2023-01-10 ファブヘッヅ オートメーション プライベート リミテッド 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10618217B2 (en) 2013-10-30 2020-04-14 Branch Technology, Inc. Cellular fabrication and apparatus for additive manufacturing
US11305489B2 (en) * 2017-03-05 2022-04-19 D. Swarovski Kg 3D printing system for printing high melting temperature materials
EP3705269B1 (en) 2019-03-04 2022-05-04 Ricoh Company, Ltd. Manufacturing device, manufacturing system, and correction method
US11897197B2 (en) * 2021-09-17 2024-02-13 Essentium Ipco, Llc Heated plate for a three-dimensional printer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834047A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Matsushita Electric Works Ltd 押出成形方法
JP2000246781A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Kinugawa Rubber Ind Co Ltd 複合押出成形用の口金構造
JP2002500965A (ja) * 1998-01-26 2002-01-15 ストラタシス・インコーポレイテッド 薄壁管液化器
JP3995933B2 (ja) 1999-06-23 2007-10-24 ストラタシス・インコーポレイテッド 高温模型製作装置
JP2010535117A (ja) * 2007-07-31 2010-11-18 ストラタシス，インコーポレイテッド 押出による積層堆積システムに用いられる押出ヘッド
JP2012509777A (ja) * 2008-10-17 2012-04-26 ストラタシス，インコーポレイテッド デジタル製造システム用の支持材
WO2014153535A2 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 Gregory Thomas Mark Three dimensional printing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834047A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Matsushita Electric Works Ltd 押出成形方法
JP2002500965A (ja) * 1998-01-26 2002-01-15 ストラタシス・インコーポレイテッド 薄壁管液化器
JP2000246781A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Kinugawa Rubber Ind Co Ltd 複合押出成形用の口金構造
JP3995933B2 (ja) 1999-06-23 2007-10-24 ストラタシス・インコーポレイテッド 高温模型製作装置
JP2010535117A (ja) * 2007-07-31 2010-11-18 ストラタシス，インコーポレイテッド 押出による積層堆積システムに用いられる押出ヘッド
JP2012509777A (ja) * 2008-10-17 2012-04-26 ストラタシス，インコーポレイテッド デジタル製造システム用の支持材
WO2014153535A2 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 Gregory Thomas Mark Three dimensional printing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3378632A4 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021504205A (ja) * 2017-11-30 2021-02-15 ベジム，バレント 積層造形装置でのフィラメントを冷却する統合型の冷却システム
JP2020023146A (ja) * 2018-07-27 2020-02-13 谷口　秀夫 ３次元造形装置用の造形材料のホットエンド
WO2020040025A1 (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 三菱瓦斯化学株式会社 成形装置、成形方法および成形品の製造方法
CN112584997A (zh) * 2018-08-21 2021-03-30 三菱瓦斯化学株式会社 成形装置、成形方法和成形品的制造方法
US11938676B2 (en) 2018-08-21 2024-03-26 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Molding apparatus, molding method, and method for producing molded article
JP2020131632A (ja) * 2019-02-22 2020-08-31 谷口　秀夫 ３次元プリンタ、３次元プリンタ用モジュール装置、及び立体造形物の造形方法
JP7355935B2 (ja) 2020-04-01 2023-10-03 ファブヘッヅ オートメーション プライベート リミテッド 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー方法
JP2023500233A (ja) * 2020-04-01 2023-01-05 ファブヘッヅ オートメーション プライベート リミテッド 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー方法
JP2023500628A (ja) * 2020-04-01 2023-01-10 ファブヘッヅ オートメーション プライベート リミテッド 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー
JP7375187B2 (ja) 2020-04-01 2023-11-07 ファブヘッヅ オートメーション プライベート リミテッド 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー
JP7125970B2 (ja) 2020-11-25 2022-08-25 本田技研工業株式会社 三次元造形方法及び三次元造形装置
US11673338B2 (en) 2020-11-25 2023-06-13 Honda Motor Co., Ltd. Three dimensional shaping method and three dimensional shaping apparatus
JP2022083574A (ja) * 2020-11-25 2022-06-06 本田技研工業株式会社 三次元造形方法及び三次元造形装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180345577A1 (en) 2018-12-06
EP3378632A1 (en) 2018-09-26
JP6566042B2 (ja) 2019-08-28
AU2016357771A1 (en) 2018-05-31
JPWO2017085961A1 (ja) 2018-07-26
AU2016357771B2 (en) 2019-09-05
EP3378632A4 (en) 2018-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6566042B2 (ja) 三次元造形装置、造形材料排出部材及び造形材料の移送方法
EP3202574B1 (en) Three-dimensional fabricating chamber and three-dimensional fabricating method
US9738030B2 (en) Three-dimensional printing head
US11642851B2 (en) Multiple axis robotic additive manufacturing system and methods
JP2017087562A (ja) 三次元造形装置
KR101712433B1 (ko) 3d 프린터용 노즐의 냉각 시스템
US10144174B2 (en) Three dimensional printing apparatus and printing head module
JP6726132B2 (ja) プリンティングヘッドモジュール
JP7132285B2 (ja) 誘導加熱コイルの製造方法
JP2005335380A (ja) 溶融樹脂の押し出し積層方法、および溶融樹脂の押し出し積層装置
CN107672169A (zh) 一种3d打印机喷头的冷却装置
JP6720270B2 (ja) ３ｄプリントシステム
JP6325176B2 (ja) 超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム
KR20190016291A (ko) 3d 프린터용 냉각 기능을 포함하는 베이스
CN107530956A (zh) 熔融沉积成型方法和装置
US10744716B2 (en) Resin material heating device and resin material heating method
JP2018108714A (ja) 三次元造形装置及び材料排出部材
CN105431276A (zh) 吹膜挤出装置和用于温度调节的方法
KR20160009229A (ko) 3d 프린터의 필라멘트와 필라멘트 사출기 냉각 장치
KR101747668B1 (ko) 압출성형기용 멀티레이어 다이스
JP7355935B2 (ja) 短距離で効率的な液体冷却式ディスペンサー方法
TWM525269U (zh) 熔融沉積成型裝置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16865964

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017551545

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016357771

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20160713

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016865964

Country of ref document: EP