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JP6384826B2 - Three-dimensional additive manufacturing apparatus, three-dimensional additive manufacturing method, and three-dimensional additive manufacturing program - Google Patents

Three-dimensional additive manufacturing apparatus, three-dimensional additive manufacturing method, and three-dimensional additive manufacturing program Download PDF

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JP6384826B2 JP2014073119A JP2014073119A JP6384826B2 JP 6384826 B2 JP6384826 B2 JP 6384826B2 JP 2014073119 A JP2014073119 A JP 2014073119A JP 2014073119 A JP2014073119 A JP 2014073119A JP 6384826 B2 JP6384826 B2 JP 6384826B2
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Description

本明細書で言及する実施例は、三次元積層造形装置、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムに関する。   Embodiments referred to in this specification relate to a three-dimensional additive manufacturing apparatus, a three-dimensional additive manufacturing method, and a three-dimensional additive manufacturing program.

近年、光造形(SLA:Stereo Lithography Apparatus)法、熱溶解積層(FDM:Fused Deposition Modeling)法、粉末造形(SLS:Selective Laser Sintering)法、或いは、インクジェット法などを適用した三次元積層造形装置(いわゆる、3Dプリンタ)が注目されている。   In recent years, a three-dimensional additive manufacturing apparatus using a stereolithography apparatus (SLA) method, a FDM (Fused Deposition Modeling) method, a selective laser sintering (SLS) method, an inkjet method, or the like ( A so-called 3D printer) has attracted attention.

具体的に、光造形法を適用した三次元積層造形装置は、例えば、造形浴に入れた液状の光硬化性樹脂の液面に所望のパターンが得られるようにコンピュータ制御された光(例えば、紫外線レーザ)を選択的に照射して、光硬化性樹脂を硬化させる。さらに、その光硬化した層の上に一層分の光硬化性樹脂を供給して、再び光を照射して光硬化性樹脂を硬化させ、同様の処理を繰り返して目的とする造形物(モデル)を形成する。   Specifically, the three-dimensional additive manufacturing apparatus to which the optical modeling method is applied is, for example, computer-controlled light (e.g., a liquid pattern of a liquid photocurable resin placed in a modeling bath) to obtain a desired pattern. UV light) is selectively irradiated to cure the photocurable resin. Furthermore, supplying a photocurable resin for one layer on the photocured layer, irradiating light again to cure the photocurable resin, and repeating the same treatment, the target model (model) Form.

また、FDM法を適用した三次元積層造形装置は、例えば、糸状の熱可塑性樹脂を造形ヘッド内のヒータで溶融し、その溶融された熱可塑性樹脂を射出制御すると共に、造形テーブルの昇降により積層造形するものである。   The three-dimensional additive manufacturing apparatus to which the FDM method is applied, for example, melts a thread-like thermoplastic resin with a heater in the modeling head, controls the injection of the melted thermoplastic resin, and stacks by raising and lowering the modeling table. It is to be shaped.

さらに、粉末造形法を適用した三次元積層造形装置、例えば、粉末焼結や粉末溶融、或いは、粉末インクジェット(Powder Bed and Inkjet Head 3D Printing)による三次元積層造形装置は、例えば、リコーターユニットにより造形テーブル上に一層分の粉末をコーティングし、その後、プリントヘッドユニット(インクジェットヘッドユニット)により、コーティングされた粉末面に対するバインダー(結合剤)の塗布を行い、造形物の一層分を形成する。   Furthermore, a three-dimensional additive manufacturing apparatus to which a powder forming method is applied, for example, powder sintering and powder melting, or a three-dimensional additive manufacturing apparatus by powder ink jet (Powder Bed and Inkjet Head 3D Printing), for example, by a recoater unit A layer of powder is coated on the modeling table, and then a binder (binder) is applied to the coated powder surface by a print head unit (inkjet head unit) to form a layer of the modeled object.

そして、造形テーブルを粉末の一層分だけ降下させ、再び、リコーターユニットによる粉末のコーティングを行った後、プリントヘッドユニットによる結合剤の塗布を行って造形物の次の一層分を形成する。そして、同様の処理を繰り返すことにより所望とする造形物を形成する。   Then, the modeling table is lowered by one layer of powder, and after coating the powder again by the recoater unit, the binder is applied by the print head unit to form the next layer of the modeled object. Then, a desired model is formed by repeating the same process.

なお、粉末造形法を適用した三次元積層造形装置において、使用する粉末としては、例えば、砂,金属粉末,石膏,澱粉,人工骨,プラスチック粉末など様々なものが含まれる。また、造形物としても様々なものがあり得るが、例えば、粉末として砂を使用し、造形物として鋳型を造型することもできる。さらに、粉末として、熱可塑性樹脂(プラスチック粉末)を適用してもよく、或いは、砂の粒子に熱可塑性樹脂をコーティングしたものを適用してもよい。   In the three-dimensional additive manufacturing apparatus to which the powder modeling method is applied, various powders such as sand, metal powder, gypsum, starch, artificial bone, and plastic powder are included. There are various types of shaped objects, for example, sand can be used as a powder, and a mold can be formed as a shaped object. Further, as the powder, a thermoplastic resin (plastic powder) may be applied, or a sand particle coated with a thermoplastic resin may be applied.

また、粉末として、熱可塑性樹脂(プラスチック粉末)を適用し、或いは、砂の粒子に熱可塑性樹脂をコーティングしたものも適用してもよい。さらに、粉末として金属粉末を使用し、結合剤を塗布して造形物を形成した後、その造形物を焼結して金属造形物を得るようにすることも可能である。   Further, as the powder, a thermoplastic resin (plastic powder) may be applied, or a sand particle coated with a thermoplastic resin may be applied. Furthermore, it is also possible to use a metal powder as the powder and apply a binder to form a shaped object, and then sinter the shaped object to obtain a metal shaped object.

ところで、従来、三次元積層造形装置としては様々なものが提案されている。   By the way, conventionally, various types of three-dimensional additive manufacturing apparatuses have been proposed.

特開平06−218712号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-218712

従来、三次元積層造形装置としては様々なものが提案されているが、例えば、インクジェットヘッドを始めとする造形物の各層を形成するヘッドの制御に関しても、より一層の高速化および効率化が望まれている。   Conventionally, various three-dimensional additive manufacturing apparatuses have been proposed. For example, even for the control of the head for forming each layer of a modeled object such as an ink jet head, higher speed and higher efficiency are desired. It is rare.

本実施形態は、より一層の高速化および効率化が可能な三次元積層造形装置、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムの提供を目的とする。   An object of the present embodiment is to provide a three-dimensional additive manufacturing apparatus, a three-dimensional additive manufacturing method, and a three-dimensional additive manufacturing program capable of further increasing the speed and efficiency.

本発明に係る第1実施形態によれば、X−Y軸平面を移動可能なプリントヘッドと、Z軸方向に移動可能な造形テーブルと、前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、前記プリントヘッドにより造形物の各層が順に形成されるように制御する制御部と、を有する三次元積層造形装置であって、前記制御部は、前記造形テーブル上において、前記造形物が、前記プリントヘッドの待機位置の近傍に形成されるように、前記プリントヘッドを制御する、三次元積層造形装置が提供される。   According to the first embodiment of the present invention, the print head that can move on the XY axis plane, the modeling table that can move in the Z-axis direction, and the modeling table each time the modeling table moves in the Z-axis direction, A control unit that controls the layers of the modeled object to be formed in order by the print head, wherein the control unit is configured such that the modeled object is the print head on the modeling table. There is provided a three-dimensional additive manufacturing apparatus for controlling the print head so as to be formed in the vicinity of the standby position.

また、本発明に係る第2実施形態によれば、X−Y軸平面を移動可能なプリントヘッドと、Z軸方向に移動可能な造形テーブルと、前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、前記プリントヘッドにより造形物の各層が順に形成されるように制御する制御部と、を有する三次元積層造形装置であって、前記制御部は、前記造形テーブル上において、前記造形物の各層を形成する領域では、第1速度で移動し、前記造形物の各層を形成しない領域では、前記第1速度よりも速い第2速度で移動するように、前記プリントヘッドを制御する、三次元積層造形装置が提供される。   Moreover, according to 2nd Embodiment which concerns on this invention, whenever the printing head which can move an XY axis plane, the modeling table which can move to a Z-axis direction, and the said modeling table move to a Z-axis direction A control unit that controls each layer of the modeled object to be formed in order by the print head, wherein the control unit controls each layer of the modeled object on the modeling table. The three-dimensional additive manufacturing that controls the print head to move at a first speed in a region to be formed and to move at a second speed that is faster than the first speed in a region that does not form each layer of the modeled object. An apparatus is provided.

さらに、本発明に係る第3実施形態によれば、Z軸方向に移動可能な造形テーブルと、前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、造形物の各層が順に形成されるように制御する制御部と、を有する三次元積層造形装置であって、前記制御部は、前記造形テーブル上において、前記造形物と共に、前記造形物の周りを囲む壁が形成されるように制御する、三次元積層造形装置が提供される。   Furthermore, according to 3rd Embodiment which concerns on this invention, it controls so that each layer of a modeling thing is formed in order, whenever a modeling table which can move to a Z-axis direction, and the said modeling table moves to a Z-axis direction. A three-dimensional additive manufacturing apparatus having a control unit that performs control so that a wall surrounding the modeled object is formed together with the modeled object on the modeling table. An original additive manufacturing apparatus is provided.

そして、本発明に係る第4実施形態によれば、造形テーブルと、前記造形テーブル上に一層分の粉末をコーティングして粉末層を形成するリコーターユニットと、前記リコーターユニットによりコーティングされた粉末層に対して液体(例えば、バインダー)を吐出・塗布して造形物を形成するインクジェットヘッドと、前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、前記インクジェットヘッドにより造形物の各層を順に形成するように制御する制御部と、を有する三次元積層造形装置であって、前記制御部は、前記リコーターユニットによりコーティングされる前記一層分の粉末の厚さ、および、前記インクジェットヘッドにより吐出される前記液体の量の相互関係を制御する、三次元積層造形装置が提供される。   And according to 4th Embodiment concerning this invention, the recoater unit which coats the powder for one layer on the said modeling table, and forms a powder layer, The powder coated by the said recoater unit An inkjet head that forms and forms a model by discharging and applying a liquid (for example, a binder) to the layer, and each layer of the model is sequentially formed by the inkjet head each time the modeling table moves in the Z-axis direction. A control unit that controls the three-dimensional additive manufacturing apparatus, wherein the control unit is discharged by the inkjet head and the thickness of the powder of one layer coated by the recoater unit A three-dimensional additive manufacturing apparatus for controlling the mutual relationship between the amounts of the liquid is provided.

なお、上述した第1〜第4実施形態の三次元積層造形装置に関する技術思想は、さらに、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムとしても適用することが可能である。   In addition, the technical thought regarding the three-dimensional additive manufacturing apparatus of the first to fourth embodiments described above can be further applied as a three-dimensional additive manufacturing method and a three-dimensional additive manufacturing program.

開示の三次元積層造形装置、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムは、より一層の高速化および効率化を図ることができるという効果を奏する。   The disclosed three-dimensional additive manufacturing apparatus, the three-dimensional additive manufacturing method, and the three-dimensional additive manufacturing program have an effect of further increasing the speed and efficiency.

図1は、光造形法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using an optical modeling method. 図2は、3次元データをスライスデータに変換する様子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing how three-dimensional data is converted into slice data. 図3は、熱溶解積層法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using a hot melt lamination method. 図4は、粉末造形法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using a powder modeling method. 図5は、インクジェット法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using an inkjet method. 図6は、インクジェット法による三次元積層造形装置の他の例を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating another example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using an inkjet method. 図7は、三次元積層造形装置の一例を概略的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus. 図8は、図7に示す三次元積層造形装置におけるインクジェットヘッドを説明するための図である。FIG. 8 is a view for explaining an ink jet head in the three-dimensional additive manufacturing apparatus shown in FIG. 7. 図9は、本発明の第1実施形態を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第1実施形態の変形例を説明するための図(その1)である。FIG. 10 is a view (No. 1) for describing the modification of the first embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第1実施形態の変形例を説明するための図(その2)である。FIG. 11 is a diagram (No. 2) for explaining the modification of the first embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第2実施形態を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention. 図13は、本発明の第2実施形態の変形例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention. 図14は、本発明の第3実施形態を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention. 図15は、本発明の第4実施形態を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

まず、三次元積層造形装置、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムの実施形態を詳述する前に、図1〜図6を参照して、各実施形態が適用され得る光造形法,熱溶解積層法,粉末造形法およびインクジェット法を説明する。   First, before detailed description of embodiments of the three-dimensional additive manufacturing apparatus, the three-dimensional additive manufacturing method, and the three-dimensional additive manufacturing program, with reference to FIGS. 1 to 6, an optical forming method to which each embodiment can be applied, The hot melt lamination method, powder shaping method, and ink jet method will be described.

図1は、光造形(SLA)法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。図1に示されるように、SLA法による三次元積層造形装置200は、制御用コンピュータ(制御部)201、紫外線(UV:Ultra Violet)レーザ発生器211、機械式シャッタ212、光変調器213、ビームエキスパンダ214、光学レンズ215、スキャナミラー221,222および樹脂タンク(造形浴)204を含む。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using an optical modeling (SLA) method. As shown in FIG. 1, a three-dimensional additive manufacturing apparatus 200 based on the SLA method includes a control computer (control unit) 201, an ultraviolet (UV) laser generator 211, a mechanical shutter 212, an optical modulator 213, A beam expander 214, an optical lens 215, scanner mirrors 221 and 222, and a resin tank (modeling bath) 204 are included.

紫外線レーザ発生器211からの紫外線レーザは、機械式シャッタ212を介して光変調器213に入力されて光変調される。さらに、光変調器213の出力(紫外線レーザ)は、ビームエキスパンダ214で広げられ、光学レンズ215に入力される。   The ultraviolet laser from the ultraviolet laser generator 211 is input to the optical modulator 213 via the mechanical shutter 212 and optically modulated. Further, the output (ultraviolet laser) of the optical modulator 213 is spread by the beam expander 214 and input to the optical lens 215.

光学レンズ215の出力(紫外線レーザ)は、例えば、X軸およびY軸方向の制御を行うスキャナミラー221,222により走査されて、樹脂タンク204に充填された感光性樹脂242の表面に照射される。   The output (ultraviolet laser) of the optical lens 215 is scanned by, for example, scanner mirrors 221 and 222 that perform control in the X-axis and Y-axis directions, and is irradiated on the surface of the photosensitive resin 242 filled in the resin tank 204. .

樹脂タンク204には、例えば、Z軸方向(鉛直方向)に移動可能な造形テーブル241が設けられ、光学レンズ215およびスキャナミラー221,222により、樹脂タンク204の表面の感光性樹脂242に合焦および走査するように、紫外線レーザ光216を照射する。   The resin tank 204 is provided with a modeling table 241 that can move in the Z-axis direction (vertical direction), for example, and is focused on the photosensitive resin 242 on the surface of the resin tank 204 by the optical lens 215 and the scanner mirrors 221 and 222. Further, the ultraviolet laser beam 216 is irradiated so as to scan.

すなわち、樹脂タンク204に充填された液状の感光性樹脂(光硬化性樹脂組成物)の表面に紫外線レーザ光216を照射することで、その紫外線レーザ光の光エネルギーによって感光性樹脂をデータに基づいて選択的に硬化させ、表面の一層分の造形処理が完了する。   That is, by irradiating the surface of the liquid photosensitive resin (photocurable resin composition) filled in the resin tank 204 with the ultraviolet laser beam 216, the photosensitive resin is based on the data by the light energy of the ultraviolet laser beam. Then, it is cured selectively, and the modeling process for one layer of the surface is completed.

さらに、その光硬化した層の上に一層分の光硬化性樹脂を供給して、すなわち、造形テーブル241を一層分に相当する距離だけZ方向に移動して、次の層の感光性樹脂をデータに基づいて選択的に硬化させる。そして、この処理を繰り返すことにより、所望の立体形状を有する造形物(3Dモデル)220を造形する。   Further, a layer of photocurable resin is supplied onto the photocured layer, that is, the modeling table 241 is moved in the Z direction by a distance corresponding to one layer, and the photosensitive resin of the next layer is moved. Selectively cure based on data. Then, by repeating this process, a modeled object (3D model) 220 having a desired three-dimensional shape is modeled.

ここで、三次元積層造形装置200の各構成部(例えば、光変調器213、スキャナミラー221,222および造形テーブル241等)は、制御用コンピュータ201により制御されるようになっている。なお、制御用コンピュータ201は、三次元積層造形装置200と一体的に設けてもよいが、別体として設けることもできる。   Here, each component (for example, the light modulator 213, the scanner mirrors 221, 222, the modeling table 241 and the like) of the three-dimensional additive manufacturing apparatus 200 is controlled by the control computer 201. The control computer 201 may be provided integrally with the three-dimensional additive manufacturing apparatus 200, but may be provided separately.

図2は、3次元データをスライスデータに変換する様子を示す図であり、図2(a)は3次元データを示し、図2(b)はスライスデータを示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which three-dimensional data is converted into slice data. FIG. 2A illustrates three-dimensional data, and FIG. 2B illustrates slice data.

図2(a)に示されるように、例えば、3次元CAD(Computer Aided Design)と呼ばれる立体デザインシステムによって造形したい造形物220の立体形状をCADデータ20aとして準備する。このCADデータ20aは、例えば、外部に設けられた専用のコンピュータ、或いは、制御用コンピュータ201により、図2(b)に示されるような、三次元積層造形装置200が処理可能な形式のスライスデータ20bに変換される。   As shown in FIG. 2A, for example, a three-dimensional shape of a model 220 to be modeled is prepared as CAD data 20a by a three-dimensional design system called three-dimensional CAD (Computer Aided Design). The CAD data 20a is slice data in a format that can be processed by the three-dimensional additive manufacturing apparatus 200 as shown in FIG. 2B by a dedicated computer provided outside or the control computer 201, for example. 20b.

ここで、スライスデータ20bは、積層造形で造形する高さでスライスした輪切りのデータである。この時、CADのデータを中間的にSTL(Standard Triangulated Language)データに変換してからスライスデータを作成してもよい。   Here, the slice data 20b is data of a ring slice sliced at a height formed by the layered modeling. At this time, the CAD data may be converted into STL (Standard Triangulated Language) data intermediately before creating slice data.

そして、制御用コンピュータ201は、スライスデータ20bに従って、三次元積層造形装置200の各構成部を制御して、所望形状の造形物220を造形する。なお、以下に説明するSLA法以外の造形法による三次元積層造形装置でも、例えば、スライスデータに従って三次元積層造形装置の各構成部を制御し、所望形状の造形物を造形する。   Then, the control computer 201 controls each component of the three-dimensional layered manufacturing apparatus 200 in accordance with the slice data 20b to model the modeled object 220 having a desired shape. In addition, even in a three-dimensional layered modeling apparatus using a modeling method other than the SLA method described below, for example, each component of the three-dimensional layered modeling apparatus is controlled according to slice data to model a modeled object having a desired shape.

ここで、三次元積層造形装置が使用するデータ形式は、スライスデータに限定されず、スライスデータがCADデータやSTLデータのような3次元データに取り込まれるような形式であっても積層造形が可能であることはいうまでもない。   Here, the data format used by the three-dimensional additive manufacturing apparatus is not limited to slice data, and additive manufacturing is possible even if the slice data is imported into three-dimensional data such as CAD data or STL data. Needless to say.

図3は、熱溶解積層(FDM)法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。図3に示されるように、FDM法による三次元積層造形装置300は、制御用コンピュータ301、ノズル(プリントヘッド)302および造形テーブル341を含む。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using a hot melt lamination (FDM) method. As shown in FIG. 3, the three-dimensional additive manufacturing apparatus 300 using the FDM method includes a control computer 301, a nozzle (print head) 302, and a modeling table 341.

ノズル302は、例えば、熱可塑性のワックスや樹脂等の材料340を、ノズル302に設けたヒータ(図示しない)で溶融し、その溶融された熱可塑性の材料340aを細く形成されたノズル302の先端から射出制御すると共に、造形テーブル341のZ軸方向の移動を制御して造形物320を造形するものである。   The nozzle 302 is formed by, for example, melting a material 340 such as thermoplastic wax or resin with a heater (not shown) provided in the nozzle 302, and thinning the melted thermoplastic material 340a. The molding object 320 is modeled by controlling the injection of the modeling table 341 in the Z-axis direction.

すなわち、細線状の材料340aを、ノズル302の先端から射出して固化させながら、X−Y軸平面において、例えば、XYプロッタ機構(図示しない)を利用してノズル302を走査させることにより、造形物320の積層造形を行う。   That is, the fine wire-like material 340a is ejected from the tip of the nozzle 302 and solidified, and the nozzle 302 is scanned using, for example, an XY plotter mechanism (not shown) on the XY axis plane. Laminated modeling of the object 320 is performed.

ここで、三次元積層造形装置300の各構成部(例えば、ノズル302の温度や材料の射出量、XYプロッタ機構および造形テーブル341等)は、制御用コンピュータ301により制御されるようになっている。   Here, each component (for example, the temperature of the nozzle 302, the injection amount of the material, the XY plotter mechanism, the modeling table 341, etc.) of the three-dimensional additive manufacturing apparatus 300 is controlled by the control computer 301. .

なお、材料340としては、熱可塑性のABS樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびワックス等を適用することができる。   Note that as the material 340, thermoplastic ABS resin, polyolefin resin, polycarbonate resin, wax, or the like can be used.

図4は、粉末造形(SLS)法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。図4に示されるように、SLS法による三次元積層造形装置400は、制御用コンピュータ401、高出力レーザ発生器411、光学レンズ415、スキャナミラー421,422、コータ403および造形タンク404を含む。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using a powder modeling (SLS) method. As shown in FIG. 4, the three-dimensional additive manufacturing apparatus 400 using the SLS method includes a control computer 401, a high-power laser generator 411, an optical lens 415, scanner mirrors 421 and 422, a coater 403, and a modeling tank 404.

高出力レーザ発生器411は、炭酸ガスレーザ等の高出力レーザを発生するものであり、高出力レーザ発生器411からのレーザは、光学レンズ415に入力された後、例えば、X軸およびY軸方向の制御を行うスキャナミラー421,422により走査されて、造形タンク404における粉末442の表面に照射される。   The high-power laser generator 411 generates a high-power laser such as a carbon dioxide gas laser. The laser from the high-power laser generator 411 is input to the optical lens 415 and then, for example, in the X-axis and Y-axis directions. Are scanned by the scanner mirrors 421 and 422 for controlling the above, and the surface of the powder 442 in the modeling tank 404 is irradiated.

造形タンク404には、例えば、Z軸方向に移動可能な造形テーブル441が設けられ、光学レンズ215およびスキャナミラー221,222により、造形タンク404の表面の粉末442に合焦および走査するように、レーザ光416を照射する。   In the modeling tank 404, for example, a modeling table 441 movable in the Z-axis direction is provided, and the powder 442 on the surface of the modeling tank 404 is focused and scanned by the optical lens 215 and the scanner mirrors 221 and 222. Laser light 416 is irradiated.

コータ403は、造形テーブル441上に粉末(粉末材料)442を供給するためのものであり、例えば、粉末材料442をローラーやブレード等で水平に移動させて薄層を形成するようになっている。そして、コータ403により形成された粉末層に対して、レーザ光416を照射することで、粉末442の表面を溶融して粉末同士を接合し、焼結された粉末薄層を形成する。この時、既に、前の処理で焼結された下層の薄層との結合も同時に行われる。   The coater 403 is for supplying powder (powder material) 442 onto the modeling table 441. For example, the powder material 442 is moved horizontally with a roller, a blade, or the like to form a thin layer. . The powder layer formed by the coater 403 is irradiated with a laser beam 416 to melt the surface of the powder 442 and join the powders together to form a sintered powder thin layer. At this time, the bonding with the lower thin layer already sintered in the previous treatment is also performed at the same time.

次に、造形テーブル441を一層分に相当する距離だけZ方向に移動して、造形物420の焼結層を下降させ、コータ403により、粉末442の薄層を供給して、同様の処理を繰り返す。これにより、所望の立体形状を有する造形物420を造形する。   Next, the modeling table 441 is moved in the Z direction by a distance corresponding to one layer, the sintered layer of the modeled article 420 is lowered, a thin layer of the powder 442 is supplied by the coater 403, and the same processing is performed. repeat. Thereby, the modeling object 420 which has a desired three-dimensional shape is modeled.

ここで、三次元積層造形装置400の各構成部(例えば、スキャナミラー421,422、コータ403および造形テーブル441等)は、制御用コンピュータ401により制御されるようになっている。   Here, each component (for example, scanner mirrors 421, 422, coater 403, modeling table 441, etc.) of the three-dimensional additive manufacturing apparatus 400 is controlled by a control computer 401.

なお、粉末442の材料としては、例えば、精密鋳造用ワックス、ナイロン、ポリカーボネートなどの樹脂粉末、樹脂をコーティングした金属や、セラミックス粉末等を適用することがきる。   In addition, as a material of the powder 442, for example, resin powder such as precision casting wax, nylon, and polycarbonate, metal coated with resin, ceramic powder, and the like can be applied.

図5は、インクジェット法による三次元積層造形装置の一例を模式的に示す図である。図5に示されるように、インクジェット法による三次元積層造形装置500は、制御用コンピュータ501、インクジェットヘッド502、UVランプ503および造形タンク504を含む。   FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using an inkjet method. As shown in FIG. 5, a three-dimensional additive manufacturing apparatus 500 using an inkjet method includes a control computer 501, an inkjet head 502, a UV lamp 503, and a modeling tank 504.

インクジェットヘッド502は、例えば、液体の光硬化性樹脂を造形テーブル541上に塗布し、さらに、UVランプ503により硬化させて一層分の造形を行う。次に、造形テーブル541を一層分だけZ方向に移動して、造形物520を下降させる。   The inkjet head 502 applies, for example, a liquid photocurable resin on the modeling table 541 and further cures it by the UV lamp 503 to perform one layer of modeling. Next, the modeling table 541 is moved in the Z direction by one layer, and the modeled object 520 is lowered.

さらに、インクジェットヘッド502から光硬化性樹脂を前回形成された層の上に塗布した後、UVランプ503により硬化させる。このような処理を繰り返すことにより、所望の立体形状を有する造形物520を造形する。   Further, a photocurable resin is applied on the previously formed layer from the inkjet head 502 and then cured by the UV lamp 503. By repeating such a process, a modeled object 520 having a desired three-dimensional shape is modeled.

図6は、インクジェット法による三次元積層造形装置の他の例を模式的に示す図である。図6に示されるように、インクジェット法による三次元積層造形装置600は、制御用コンピュータ601、インクジェットヘッド602、コータ(リコータ)603および造形タンク604を含む。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating another example of a three-dimensional additive manufacturing apparatus using an inkjet method. As shown in FIG. 6, a three-dimensional additive manufacturing apparatus 600 using an inkjet method includes a control computer 601, an inkjet head 602, a coater (recoater) 603, and a modeling tank 604.

インクジェットヘッド602は、例えば、液体の結合剤(バインダー)を造形テーブル641上の粉末642の表面に塗布して一層分の造形を行い、さらに、造形テーブル641を一層分だけZ方向に移動して、造形物620を下降させる。   For example, the inkjet head 602 applies a liquid binder (binder) to the surface of the powder 642 on the modeling table 641 to perform one layer of modeling, and further moves the modeling table 641 by one layer in the Z direction. Then, the model 620 is lowered.

次に、コータ603により、一層分の粉末642をコーティングし、その後、インクジェットヘッドユニット602により、コーティングされた粉末面に対してバインダーを塗布する。このような処理を繰り返すことにより、所望の立体形状を有する造形物620を造形する。   Next, the coater 603 coats the powder 642 for one layer, and then the binder is applied to the coated powder surface by the inkjet head unit 602. By repeating such processing, a modeled object 620 having a desired three-dimensional shape is modeled.

なお、粉末642としては、例えば、砂,金属粉末,石膏,澱粉,人工骨,プラスチック粉末など様々なものが含まれる。また、造形物としても様々なものがあり得るが、例えば、粉末として砂を使用し、造形物として鋳型を造型することもできる。さらに、粉末として、熱可塑性樹脂(プラスチック粉末)を適用してもよく、或いは、砂の粒子に熱可塑性樹脂をコーティングしたものを適用してもよい。   Examples of the powder 642 include various materials such as sand, metal powder, gypsum, starch, artificial bone, and plastic powder. There are various types of shaped objects, for example, sand can be used as a powder, and a mold can be formed as a shaped object. Further, as the powder, a thermoplastic resin (plastic powder) may be applied, or a sand particle coated with a thermoplastic resin may be applied.

また、粉末として、熱可塑性樹脂(プラスチック粉末)を適用し、或いは、砂の粒子に熱可塑性樹脂をコーティングしたものも適用してもよい。さらに、粉末として金属粉末を使用し、結合剤を塗布して造形物を形成した後、その造形物を焼結して金属造形物を得るようにすることも可能である。   Further, as the powder, a thermoplastic resin (plastic powder) may be applied, or a sand particle coated with a thermoplastic resin may be applied. Furthermore, it is also possible to use a metal powder as the powder and apply a binder to form a shaped object, and then sinter the shaped object to obtain a metal shaped object.

図1〜図6を参照して説明した三次元積層造形装置は、単なる例であり、本発明は、上述したものに限定されず、様々な三次元積層造形装置に適用することができる。なお、以下では、主として、図6を参照して説明した三次元積層造形装置に基づいて各実施形態の説明を行う。   The three-dimensional additive manufacturing apparatus described with reference to FIGS. 1 to 6 is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described one, and can be applied to various three-dimensional additive manufacturing apparatuses. In the following, each embodiment will be described mainly based on the three-dimensional additive manufacturing apparatus described with reference to FIG.

図7は、三次元積層造形装置の一例を概略的に示す斜視図であり、図6を参照して説明したインクジェット法による三次元積層造形装置の一例を示すものである。図8は、図7に示す三次元積層造形装置におけるインクジェットヘッドを説明するための図である。   FIG. 7 is a perspective view schematically showing an example of the three-dimensional additive manufacturing apparatus, and shows an example of the three-dimensional additive manufacturing apparatus based on the ink jet method described with reference to FIG. FIG. 8 is a view for explaining an ink jet head in the three-dimensional additive manufacturing apparatus shown in FIG. 7.

図7に示されるように、三次元積層造形装置100は、制御用コンピュータ(制御部)101、プリントヘッドユニット102、リコーターユニット(コータ)103、造形タンク104、昇降装置105、粉末供給ホッパーユニット106、クリーニングユニット107、および、薬品ユニット108を含む。ここで、造形タンク104には、昇降装置105により高さ方向(Z軸方向)の制御が行われる造形テーブル141が設けられている。   As shown in FIG. 7, the three-dimensional additive manufacturing apparatus 100 includes a control computer (control unit) 101, a print head unit 102, a recoater unit (coater) 103, a modeling tank 104, a lifting device 105, and a powder supply hopper unit. 106, a cleaning unit 107, and a chemical unit 108. Here, the modeling tank 104 is provided with a modeling table 141 in which the elevation device 105 controls the height direction (Z-axis direction).

制御用コンピュータ101は、三次元データ(造形データ:例えば、STLデータ)を入力とし、スライス処理やオフセット処理、および、ビットマップ変換処理などを行って、三次元積層造形装置100の制御を行う。   The control computer 101 receives the three-dimensional data (modeling data: for example, STL data), performs slice processing, offset processing, bitmap conversion processing, and the like, and controls the three-dimensional additive manufacturing apparatus 100.

プリントヘッドユニット102は、例えば、ビットマップ化された造形データに基づいて結合剤(バインダー:液体)を造形テーブル141上の粉末面に塗布(吐出)して一層分の造形を行う。なお、プリントヘッドユニット102には、例えば、複数の吐出ノズルが設けられた複数のインクジェットヘッドが搭載されている。   For example, the print head unit 102 applies (discharges) a binder (binder: liquid) to the powder surface on the modeling table 141 based on the bitmapped modeling data, and performs modeling for one layer. Note that the print head unit 102 includes, for example, a plurality of inkjet heads provided with a plurality of discharge nozzles.

ここで、プリントヘッドユニット102は、例えば、造形テーブル141上の粉末面に対して、インクジェットヘッド121をX軸方向(装置正面から見て左右方向)に移動させながら結合剤の塗布を行う。   Here, for example, the print head unit 102 applies the binder to the powder surface on the modeling table 141 while moving the inkjet head 121 in the X-axis direction (left and right direction when viewed from the front of the apparatus).

さらに、1行のX軸方向の塗布作業が終わったら、インクジェットヘッド121をY軸方向(装置正面から見て前後方向)に移動させ、再びインクジェットヘッド121をX軸方向に移動させて結合剤の塗布を行う。このような処理を繰り返すことで、一層分の造形処理を行う。   Further, after the application operation in the X-axis direction for one row is completed, the inkjet head 121 is moved in the Y-axis direction (front-rear direction when viewed from the front of the apparatus), and the inkjet head 121 is moved again in the X-axis direction to remove the binder. Apply. By repeating such processing, one layer of modeling processing is performed.

そして、造形テーブル141上の粉末全面に対する一層分の造形処理が終了したら、例えば、昇降装置105により造形テーブル141をZ軸方向(高さ方向)に降下させ、さらに、リコーターユニット103をY軸方向に移動させながら、一層分の粉末をコーティングする。   When the modeling process for one layer on the entire powder on the modeling table 141 is completed, for example, the modeling table 141 is lowered in the Z-axis direction (height direction) by the lifting device 105, and the recoater unit 103 is further moved to the Y-axis. While moving in the direction, coat one layer of powder.

なお、インクジェットヘッド121は、例えば、X軸方向およびY軸方向において、それぞれ独立して移動制御可能とされ、また、移動速度も独立して制御可能となっている。なお、各実施形態に関するインクジェットヘッド(プリントヘッド)の移動制御については、後に詳述する。   The inkjet head 121 can be controlled to move independently in the X-axis direction and the Y-axis direction, for example, and the moving speed can be controlled independently. The movement control of the ink jet head (print head) according to each embodiment will be described in detail later.

リコーターユニット103は、例えば、リコータ内ホッパー131およびブレード132を含む。リコータ内ホッパー131は、粉末供給ホッパーユニット106から供給された粉末を貯蔵する。   The recoater unit 103 includes, for example, a recoater hopper 131 and a blade 132. The recoater hopper 131 stores the powder supplied from the powder supply hopper unit 106.

ブレード132は、リコーターユニット103がY軸方向に移動しているときに動作し、リコーターユニット103が移動中に造形テーブル141上に粉末を密に、かつ、水平(X−Y軸平面)となるように供給する。   The blade 132 operates when the recoater unit 103 is moving in the Y-axis direction. During the movement of the recoater unit 103, the powder is densely placed on the modeling table 141 and horizontally (X-Y axis plane). Supply to become.

なお、ブレード132は、能動的または受動的な振動によって、或いは、回転を伴って、粉末130を所定の厚さで円滑にコーティング(堆積)するように構成してもよく、若しくは、ブレード132を動作させることなく、一定量の粉末130を堆積するように構成してもよい。   The blade 132 may be configured to smoothly coat (deposit) the powder 130 with a predetermined thickness by active or passive vibration or with rotation. A certain amount of powder 130 may be deposited without being operated.

ここで、昇降装置105により造形テーブル141を降下させる量(高さ)と、リコーターユニット103によりコーティングする粉末130の厚さ(粉末層142の最上部における粉末130の積層ピッチ)は、一致するように制御される。   Here, the amount (height) by which the modeling table 141 is lowered by the lifting device 105 and the thickness of the powder 130 to be coated by the recoater unit 103 (lamination pitch of the powder 130 at the uppermost part of the powder layer 142) coincide. To be controlled.

以上の処理を繰り返し行うことで、造形タンク104内において、最終的な造形物が完成する。すなわち、造形タンク104内には、例えば、目的とする造形物,サポート,および,結合剤が塗布されずに残った粉末が含まれる。   By repeating the above processing, a final modeled object is completed in the modeling tank 104. That is, in the modeling tank 104, for example, a target modeled object, a support, and powder remaining without being applied with a binder are included.

造形タンク104は、例えば、造形タンク移送ユニットにより三次元積層造形装置100の外部へ移動され、自動または手作業によって不要なサポートおよび粉末が取り除かれて、目的とする造形物が取り出されることになる。   For example, the modeling tank 104 is moved to the outside of the three-dimensional additive manufacturing apparatus 100 by a modeling tank transfer unit, and unnecessary support and powder are removed automatically or manually, and a target modeled object is taken out. .

クリーニングユニット107は、インクジェットヘッド121の余分な結合剤や粉末などを取り除くためのものである。また、薬品ユニット108は、造形処理に使用する薬品(結合剤や洗浄剤)を貯蔵するものである。   The cleaning unit 107 is for removing excess binder or powder from the inkjet head 121. The chemical unit 108 stores chemicals (binders and cleaning agents) used for the modeling process.

なお、三次元積層造形装置100には、図示しない、クリーニングユニット107による廃液を回収する廃液タンクや、インクジェットヘッドに必要な圧力制御のためのエアー圧コントロールユニットなども設けられている。   Note that the three-dimensional additive manufacturing apparatus 100 is also provided with a waste liquid tank (not shown) for collecting waste liquid by the cleaning unit 107, an air pressure control unit for controlling pressure necessary for the inkjet head, and the like.

図8に示されるように、インクジェットヘッド(プリントヘッド)121は、例えば、リコーターユニット(103)により造形テーブル(141)上にコーティングされた粉末層142に対して、X軸方向およびY軸方向に移動して結合剤122を塗布する。すなわち、図8に示すインクジェットヘッド121は、粉末層142に対して、X軸方向およびY軸方向に移動して一層分の造形処理を行う。   As shown in FIG. 8, the inkjet head (print head) 121 is, for example, in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the powder layer 142 coated on the modeling table (141) by the recoater unit (103). And the binder 122 is applied. That is, the inkjet head 121 shown in FIG. 8 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction on the powder layer 142 to perform one layer of modeling processing.

ここで、図8に示すインクジェットヘッド121は、1種類の結合剤122を塗布するようになっているが、異なる複数種類の結合剤を塗布するものであってもよい。また、図7および図8は、粉末造形法を適用した三次元積層造形装置の単なる例を示すものであり、以下に詳述する各実施形態(本発明)は、図7および図8に示すものに限定されず、様々な三次元積層造形装置に対して適用可能である。すなわち、各実施形態は、様々な三次元積層造形装置、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムとして適用することができる。   Here, the inkjet head 121 shown in FIG. 8 is configured to apply one type of binder 122, but may apply a plurality of different types of binders. FIG. 7 and FIG. 8 show only an example of a three-dimensional layered modeling apparatus to which the powder modeling method is applied, and each embodiment (the present invention) described in detail below is shown in FIG. 7 and FIG. The present invention is not limited to this, and can be applied to various three-dimensional additive manufacturing apparatuses. That is, each embodiment can be applied as various three-dimensional additive manufacturing apparatuses, three-dimensional additive manufacturing methods, and three-dimensional additive manufacturing programs.

以下、本発明に係る三次元積層造形装置、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムの実施形態を、添付図面を参照して詳述する。   Hereinafter, embodiments of a three-dimensional additive manufacturing apparatus, a three-dimensional additive manufacturing method, and a three-dimensional additive manufacturing program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図9は、本発明の第1実施形態を説明するための図であり、図9(a)および図9(b)は、造形タンクを上方から見た平面図を示している。図9(a)および図9(b)において、参照符号104は造形タンク、120a,120bは造形物、121はインクジェットヘッド、そして、121a,121bはインクジェットヘッドの待機位置を示す。   FIG. 9 is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and 9B are plan views of the modeling tank as viewed from above. 9A and 9B, reference numeral 104 indicates a modeling tank, 120a and 120b indicate modeling objects, 121 indicates an inkjet head, and 121a and 121b indicate standby positions of the inkjet head.

図9(a)に示されるように、第1実施形態によれば、造形物120aおよび120bは、インクジェットヘッド(プリントヘッド)121の待機位置121aの近傍に形成するように制御される。   As shown in FIG. 9A, according to the first embodiment, the shaped objects 120 a and 120 b are controlled to be formed in the vicinity of the standby position 121 a of the inkjet head (print head) 121.

すなわち、造形タンク104(造形テーブル141)の大きさに対して、造形物120a,120bが小さい場合、例えば、造形物120a,120bを待機位置121aから遠い位置に形成(造形)すると、インクジェットヘッド121の移動距離が長くなり、結果として造形物120a,120bを造形するのに要する時間も長くなる。   That is, when the modeled objects 120a and 120b are smaller than the size of the modeled tank 104 (modeling table 141), for example, if the modeled objects 120a and 120b are formed (modeled) at a position far from the standby position 121a, the inkjet head 121 is formed. As a result, the time required for modeling the objects 120a and 120b also increases.

特に、前述した図3,図5および図6〜図8を参照して説明した三次元積層造形装置において、プリントヘッド(121)は、例えば、XYプロッタ等によりX−Y軸平面を移動制御され、また、造形する精度を高く設定するのに従って、プリントヘッドを移動させる距離(積層数)も増大する。そのため、造形物120a,120bを待機位置121aの近傍に形成することによる時間短縮の効果は大きなものとなる。   In particular, in the three-dimensional additive manufacturing apparatus described with reference to FIGS. 3, 5, and 6 to 8 described above, the print head 121 is moved and controlled on the XY axis plane by, for example, an XY plotter. In addition, the distance (the number of stacked layers) by which the print head is moved increases as the accuracy of modeling is set higher. Therefore, the effect of shortening the time by forming the modeled objects 120a and 120b in the vicinity of the standby position 121a is great.

また、図9(b)に示されるように、第1実施形態によれば、インクジェットヘッド121の待機位置として、異なる位置に複数(図9(b)では、2個所)の待機位置121a,121bが設定されている。   Further, as shown in FIG. 9B, according to the first embodiment, as the standby position of the inkjet head 121, a plurality of standby positions 121a and 121b at different positions (two in FIG. 9B) are provided. Is set.

そして、例えば、一層分の結合剤の塗布が完了してインクジェットヘッド121を待機させる場合、複数の待機位置121a,121bから、待機直前のインクジェットヘッド121の位置からの距離が最短となる待機位置(図9(b)では、待機位置121b)を選択し、その選択された待機位置121bにインクジェットヘッド121を移動して待機させる。   For example, when the inkjet head 121 is made to stand by after the application of the binder for one layer is completed, a standby position where the distance from the position of the inkjet head 121 immediately before standby from the plurality of standby positions 121a and 121b is the shortest ( In FIG. 9 (b), the standby position 121b) is selected, and the inkjet head 121 is moved to the selected standby position 121b for standby.

なお、図9(b)におけるインクジェットヘッド121の位置は、例えば、一層分の結合剤の塗布が完了した位置を示し、この位置が待機直前のインクジェットヘッド121の位置に対応する。このとき、インクジェットヘッド121は、距離が遠い待機位置121aではなく、距離が近い待機位置121bに移動して待機することになる。これにより、造形物120a,120bの造形に要する時間を短縮し、より一層の高速化および効率化を図ることができる。   In addition, the position of the inkjet head 121 in FIG.9 (b) shows the position where application | coating of the binder for one layer was completed, for example, and this position respond | corresponds to the position of the inkjet head 121 just before standby. At this time, the inkjet head 121 moves to the standby position 121b with a short distance instead of the standby position 121a with a long distance and stands by. Thereby, the time required for modeling the modeled objects 120a and 120b can be shortened, and further speedup and efficiency can be achieved.

図10および図11は、本発明の第1実施形態の変形例を説明するための図であり、図10(a-1),図10(b-1),図11(a-1),図11(b-1)は造形タンク104の斜視図を示し、図10(a-2),図10(b-2),図11(a-2),図11(b-2)は造形タンク104の側面図を示す。   10 and 11 are diagrams for explaining a modification of the first embodiment of the present invention. FIG. 10 (a-1), FIG. 10 (b-1), FIG. 11 (a-1), 11 (b-1) is a perspective view of the modeling tank 104, and FIGS. 10 (a-2), 10 (b-2), 11 (a-2), and 11 (b-2) are modeling. A side view of the tank 104 is shown.

また、図10(a-1),図10(a-2) → 図10(b-1),図10(b-2) → 図11(a-1),図11(a-2) → 図11(b-1),図11(b-2)は、時間の流れに従った造形物120b,120c,120dの造形処理の様子を示す。   Further, FIG. 10 (a-1), FIG. 10 (a-2) → FIG. 10 (b-1), FIG. 10 (b-2) → FIG. 11 (a-1), FIG. 11 (a-2) → FIG. 11 (b-1) and FIG. 11 (b-2) show how the modeling objects 120b, 120c, and 120d are modeled according to the flow of time.

ここで、造形物120c,120d,120eに関して、造形物120cが最も高さが高く、造形物120eが最も高さが低く、造形物120dが造形物120cと造形物120eの間の高さとなっている。   Here, regarding the modeled objects 120c, 120d, and 120e, the modeled object 120c has the highest height, the modeled object 120e has the lowest height, and the modeled object 120d has a height between the modeled object 120c and the modeled object 120e. Yes.

このとき、造形物120cを、インクジェットヘッド121の待機位置121aの最も近くに形成されるようにし、次に、造形物120d、そして、造形物120eと、待機位置121aから離れるようにして形成する。   At this time, the modeled object 120c is formed closest to the standby position 121a of the ink jet head 121, and then the modeled object 120d and the modeled object 120e are formed away from the standby position 121a.

すなわち、最も高さが低い造形物120eは、例えば、図10(a-1),図10(a-2)の工程により造形が完了するため、それ以降の造形処理において、インクジェットヘッド121は、造形物120eの領域まで移動する必要がなくなる。   That is, the modeling object 120e having the lowest height is completed by, for example, the processes shown in FIGS. 10A-1 and 10A-2. Therefore, in the subsequent modeling process, the inkjet head 121 is There is no need to move to the area of the shaped object 120e.

すなわち、図10(b-1),図10(b-2)に示す処理では、造形物120c,120dを造形する領域だけ、インクジェットヘッド121を移動するだけでよいため、インクジェットヘッド121の移動距離を短縮することができる。   That is, in the process shown in FIG. 10B-1 and FIG. 10B-2, the inkjet head 121 only needs to be moved to the area where the modeled objects 120c and 120d are modeled. Can be shortened.

さらに、中間の高さの造形物120dは、例えば、図10(b-1),図10(b-2)の工程により造形が完了するため、それ以降の造形処理において、インクジェットヘッド121は、造形物120cの領域だけ移動すればよく、移動距離はさらに短くなる。これにより、造形物120c,120d,120eの造形に要する時間を短縮し、より一層の高速化および効率化を図ることが可能になる。   Furthermore, since the modeling object 120d of intermediate height completes modeling by the process of FIG.10 (b-1) and FIG.10 (b-2), for example in the modeling process after that, the inkjet head 121 is It is only necessary to move the area of the modeled object 120c, and the moving distance is further shortened. Thereby, it is possible to shorten the time required for modeling the modeled objects 120c, 120d, and 120e, and to further increase the speed and efficiency.

なお、上述した第1実施形態は、例えば、制御コンピュータ(制御部)101,201,301,401,501,601等により自動的に制御することができ、また、この制御コンピュータが実行するプログラムとして実施することも可能なのはいうまでもない。このような制御コンピュータが実行するプログラムとして実施することが可能なのは、以下に詳述する第2〜第4実施形態でも同様である。   Note that the first embodiment described above can be automatically controlled by, for example, the control computers (control units) 101, 201, 301, 401, 501, 601 and the like, and as a program executed by the control computer. Needless to say, it can also be implemented. What can be implemented as a program executed by such a control computer is the same as in the second to fourth embodiments described in detail below.

図12は、本発明の第2実施形態を説明するための図であり、図12(a)〜図12(h)は、造形タンク104を上方から見た平面図を示し、インクジェットヘッド121をX軸方向およびY軸方向に移動して一層分の造形処理を行う様子を示すものである。なお、図12(a)は、前述した図9(a)に対応する。また、本発明の第2実施形態は、例えば、前述した図3,図5および図6〜図8を参照して説明した三次元積層造形装置に対して適用され得るものである。   FIG. 12 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. FIGS. 12A to 12H show plan views of the modeling tank 104 as viewed from above, and show the inkjet head 121. FIG. It shows a state in which a modeling process for one layer is performed by moving in the X-axis direction and the Y-axis direction. FIG. 12A corresponds to FIG. 9A described above. Moreover, 2nd Embodiment of this invention can be applied with respect to the three-dimensional layered modeling apparatus demonstrated with reference to FIG.3, FIG.5 and FIGS. 6-8 mentioned above, for example.

図12(a)に示されるように、まず、インクジェットヘッド121は、待機位置121aに待機しており、そこから、図中の右から左方向(進行方向:X軸方向)へ移動して1ライン分スキャンし、結合剤の塗布を行う。   As shown in FIG. 12 (a), first, the inkjet head 121 stands by at a standby position 121a, and from there it moves from the right to the left (traveling direction: X-axis direction) in the figure to 1 Scan the line and apply the binder.

このとき、図12(b)および図12(d)に示されるように、その進行するライン上に造形物120a,120bが存在しない領域において、インクジェットヘッド121は、単に、移動するだけなので、高速での移動(高速移動:第2速度による移動)を行う。   At this time, as shown in FIGS. 12 (b) and 12 (d), the inkjet head 121 simply moves in a region where the shaped objects 120a and 120b do not exist on the traveling line. Move at (high speed movement: movement at the second speed).

これに対して、図12(c)に示されるように、その進行するライン上に造形物120aが存在する領域において、インクジェットヘッド121は、造形テーブル(141)上にコーティングされた粉末層142に対して結合剤(122)を塗布するため、通常速度での移動(通常移動:第1速度による移動)を行う。   On the other hand, as shown in FIG. 12 (c), in the region where the modeled object 120a exists on the proceeding line, the inkjet head 121 is applied to the powder layer 142 coated on the modeled table (141). On the other hand, in order to apply the binder (122), movement at a normal speed (normal movement: movement at the first speed) is performed.

図12(e)は、インクジェットヘッド121がX軸方向の1ライン(図中の一番下のライン)の処理を終えて、インクジェットヘッド121をY軸方向(図中の上方向)に1ステップ分だけ移動させている様子を示す。   FIG. 12E shows that the inkjet head 121 has finished processing one line in the X-axis direction (the lowermost line in the figure) and moves the inkjet head 121 one step in the Y-axis direction (upward in the figure). It shows how it is moved by minutes.

その後、図12(f)に示されるように、インクジェットヘッド121は、図中の左から右方向へ移動して次の1ライン分スキャンし、結合剤の塗布を行う。すなわち、インクジェットヘッド121は、往復移動して結合剤を塗布するようになっている。   After that, as shown in FIG. 12 (f), the inkjet head 121 moves from the left to the right in the drawing, scans for the next one line, and applies the binder. That is, the ink jet head 121 reciprocates so as to apply the binder.

このとき、図12(f)および図12(h)に示されるように、その進行するライン上に造形物120a,120bが存在しない領域において、インクジェットヘッド121は、高速移動を行う。   At this time, as shown in FIG. 12 (f) and FIG. 12 (h), the inkjet head 121 moves at high speed in a region where the shaped objects 120a and 120b do not exist on the proceeding line.

一方、図12(g)に示されるように、その進行するライン上に造形物120b,120aが存在する領域において、インクジェットヘッド121は、結合剤を塗布するため、通常移動を行う。   On the other hand, as shown in FIG. 12 (g), in the region where the shaped objects 120b and 120a exist on the proceeding line, the inkjet head 121 performs normal movement in order to apply the binder.

すなわち、本発明の第2実施形態において、インクジェットヘッド121は、造形物120a,120bの各層を形成する領域では第1速度で移動(通常移動)され、造形物の各層を形成しない領域では第1速度よりも速い第2速度で移動(高速移動)されるようになっている。これにより、造形精度を低下させることなく、造形物を形成する時間を短縮し、より一層の高速化および効率化を図ることが可能になる。   That is, in the second embodiment of the present invention, the inkjet head 121 is moved (normally moved) at the first speed in the area where the layers of the modeled objects 120a and 120b are formed, and is first in the area where the layers of the modeled object are not formed. It moves at a second speed faster than the speed (high speed movement). As a result, it is possible to shorten the time for forming the modeled object without lowering the modeling accuracy, and to further increase the speed and efficiency.

図13は、本発明の第2実施形態の変形例を説明するための図であり、図13(a)〜図13(h)は、上述した図12(a)〜図12(h)に相当する。   FIG. 13 is a diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention. FIGS. 13 (a) to 13 (h) are shown in FIGS. 12 (a) to 12 (h). Equivalent to.

すなわち、図12(a)〜図12(h)を参照して説明した第2実施形態では、インクジェットヘッド121がX軸方向にスキャン移動して1ライン分の造形を行うスキャン移動機構、並びに、そのスキャン移動機構による1ライン分の造形の後、インクジェットヘッド121をY軸方向に所定ステップだけ移動するステップ移動機構を含み、造形物120a,120bの各層を形成する領域に基づいて、スキャン移動機構においてインクジェットヘッド121の移動速度の制御を行うようになっている。   That is, in the second embodiment described with reference to FIGS. 12A to 12H, a scan moving mechanism in which the inkjet head 121 scans in the X-axis direction to form one line, and After the modeling for one line by the scanning movement mechanism, the scanning movement mechanism includes a step movement mechanism that moves the inkjet head 121 by a predetermined step in the Y-axis direction, and based on the area in which each layer of the shaped objects 120a and 120b is formed. The moving speed of the inkjet head 121 is controlled in FIG.

これに対して、図13(a)〜図13(h)を参照して説明する第2実施形態の変形例では、インクジェットヘッド121を独立してX軸方向に移動制御するX軸移動制御機構、並びに、インクジェットヘッド121を独立してY軸方向に移動制御するY軸移動制御機構を含み、造形物120a,120bの各層を形成する領域に基づいて、X軸移動制御機構およびY軸移動制御機構の両方においてインクジェットヘッド121の移動速度の制御を行うようになっている。   On the other hand, in the modified example of the second embodiment described with reference to FIGS. 13A to 13H, an X-axis movement control mechanism that independently controls the movement of the inkjet head 121 in the X-axis direction. And an Y-axis movement control mechanism that independently controls the movement of the inkjet head 121 in the Y-axis direction, and an X-axis movement control mechanism and a Y-axis movement control based on a region in which each layer of the shaped objects 120a and 120b is formed. The moving speed of the inkjet head 121 is controlled in both mechanisms.

図13(a)に示されるように、インクジェットヘッド121は、待機位置121aに待機しており、そこから、まず、図中の右から左方向(進行方向:X軸方向)へ移動する。このとき、図13(b)に示されるように、その進行するライン上に造形物120a,120bが存在しない領域において、インクジェットヘッド121は、単に、移動するだけなので、高速での移動(高速移動)を行う。   As shown in FIG. 13A, the inkjet head 121 stands by at a standby position 121a, and first moves from the right to the left (traveling direction: X-axis direction) in the drawing. At this time, as shown in FIG. 13 (b), the inkjet head 121 simply moves in a region where the shaped objects 120a and 120b do not exist on the traveling line. )I do.

さらに、図13(c)に示されるように、その進行するライン上に造形物120aが存在する領域において、インクジェットヘッド121は、造形テーブル上にコーティングされた粉末層142に対して結合剤を塗布するため、通常速度での移動(通常移動)を行う。   Further, as shown in FIG. 13 (c), in the region where the modeled object 120a exists on the proceeding line, the inkjet head 121 applies the binder to the powder layer 142 coated on the modeled table. Therefore, movement at normal speed (normal movement) is performed.

そして、図13(d)に示されるように、次に、インクジェットヘッド121がX軸方向に移動して結合剤の塗布を行う最短の位置に、X軸移動制御機構およびY軸移動制御機構の両方によりインクジェットヘッド121を高速移動する。すなわち、図13(d)における斜め左上方向の矢印で示されるように、インクジェットヘッド121は、最短距離を高速で移動制御される。   Then, as shown in FIG. 13 (d), the X-axis movement control mechanism and the Y-axis movement control mechanism are then moved to the shortest position where the inkjet head 121 moves in the X-axis direction to apply the binder. The inkjet head 121 is moved at high speed by both. That is, as indicated by the diagonally upper left arrow in FIG. 13D, the inkjet head 121 is controlled to move at the shortest distance at high speed.

さらに、図13(e)に示されるように、その進行するライン上に造形物120b,120aが存在する領域において、インクジェットヘッド121は、造形テーブル上にコーティングされた粉末層142に対して結合剤を塗布するため通常移動を行う。   Further, as shown in FIG. 13 (e), in the region where the shaped objects 120b and 120a are present on the proceeding line, the inkjet head 121 is bonded to the powder layer 142 coated on the shaping table. The normal movement is performed to apply.

そして、図13(f)に示されるように、また、図13(d)と同様に、次に、インクジェットヘッド121がX軸方向に移動して結合剤の塗布を行う最短の位置に、X軸移動制御機構およびY軸移動制御機構の両方によりインクジェットヘッド121を高速移動する。   Then, as shown in FIG. 13 (f), and similarly to FIG. 13 (d), next, the inkjet head 121 moves in the X-axis direction to the shortest position where the binder is applied. The inkjet head 121 is moved at high speed by both the axis movement control mechanism and the Y axis movement control mechanism.

さらに、図13(g)に示されるように、その進行するライン上に造形物120bが存在する領域において、インクジェットヘッド121は、造形テーブル上にコーティングされた粉末層142に対して結合剤を塗布するため通常移動を行う。   Further, as shown in FIG. 13 (g), the inkjet head 121 applies a binder to the powder layer 142 coated on the modeling table in the region where the modeled object 120b exists on the proceeding line. To move normally.

そして、図13(h)に示されるように、全ての造形物120a,120bに対する造形処理が完了すると、インクジェットヘッド121は、その造形処理が完了した位置から待機位置121aまで最短距離で高速移動を行う。これにより、造形精度を低下させることなく、造形物を形成する時間をより短縮し、より一層の高速化および効率化を図ることが可能になる。   Then, as shown in FIG. 13 (h), when the modeling process for all the modeled objects 120a and 120b is completed, the inkjet head 121 moves at high speed at the shortest distance from the position where the modeling process is completed to the standby position 121a. Do. As a result, it is possible to further shorten the time for forming a modeled object and further increase the speed and efficiency without reducing the modeling accuracy.

図14は、本発明の第3実施形態を説明するための図であり、造形タンク104を上方から見た平面図を示すものである。図14に示されるように、本発明の第3実施形態において、造形テーブル141(粉末層142)上において、造形物120a,120bと共に、造形物120a,120bの周りを囲む壁150が形成されるようになっている。   FIG. 14 is a view for explaining the third embodiment of the present invention, and shows a plan view of the modeling tank 104 as viewed from above. As shown in FIG. 14, in the third embodiment of the present invention, on the modeling table 141 (powder layer 142), a wall 150 surrounding the modeled objects 120a and 120b is formed together with the modeled objects 120a and 120b. It is like that.

なお、本発明の第3実施形態は、例えば、前述した図1,図2,図4および図6〜図8を参照して説明した三次元積層造形装置に対して、適用することが可能である。すなわち、第3実施形態は、インクジェットヘッド121やXYプロッタを使用しない三次元積層造形装置に対しても適用することができる。   Note that the third embodiment of the present invention can be applied to, for example, the three-dimensional additive manufacturing apparatus described with reference to FIGS. 1, 2, 4, and 6 to 8 described above. is there. That is, the third embodiment can also be applied to a three-dimensional additive manufacturing apparatus that does not use the inkjet head 121 or the XY plotter.

そして、第3実施形態を適用することにより、例えば、材料となる樹脂や粉末の削減、或いは、壁150の外側の樹脂や粉末を結合剤等で汚染するのを低減するといった効果が期待できる。また、壁150の外側は粉末をリコートする必要がなくなるので、コーティング処理も低減することができ、より一層の造形時間の短縮を図ることができる。   By applying the third embodiment, for example, it is possible to expect an effect of reducing resin or powder as a material or reducing contamination of the resin or powder outside the wall 150 with a binder or the like. Further, since it is not necessary to recoat the powder on the outside of the wall 150, the coating process can be reduced, and the modeling time can be further shortened.

さらに、第3実施形態を適用することにより、例えば、造形タンク104を設けることなく、造形テーブル141上にコーティングされた粉末層142に対して、インクジェットヘッド121により結合剤(122)を塗布して造形物120a,120bを造形することも可能である。   Further, by applying the third embodiment, for example, without providing the modeling tank 104, the binder (122) is applied to the powder layer 142 coated on the modeling table 141 by the inkjet head 121. It is also possible to model the modeling objects 120a and 120b.

図15は、本発明の第4実施形態を説明するための図である。なお、本発明の第4実施形態は、例えば、図6〜図8を参照して説明した三次元積層造形装置に対して好適に適用することができる。   FIG. 15 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention. In addition, 4th Embodiment of this invention can be applied suitably with respect to the three-dimensional layered modeling apparatus demonstrated with reference to FIGS. 6-8, for example.

ここで、図15(a)は、リコーターユニット(103)によりコーティングされる粉末層の厚さと、インクジェットヘッド121から吐出(塗布)される結合剤の量が標準的な場合を示し、図15(b)は、粉末層の厚さが標準で結合剤の量が多い場合を示し、そして、図15(c)は、粉末層の厚さが厚くて結合剤の量も多い場合を示す。   Here, FIG. 15A shows a case where the thickness of the powder layer coated by the recoater unit 103 and the amount of the binder discharged (applied) from the inkjet head 121 are standard. (b) shows the case where the thickness of the powder layer is standard and the amount of the binder is large, and FIG. 15 (c) shows the case where the thickness of the powder layer is thick and the amount of the binder is also large.

図15(a)に示されるように、リコーターユニットによりコーティングされる粉末層の厚さが標準の厚さL1で、インクジェットヘッド121から吐出される結合剤の量が標準的な量B1のとき、造形タンク104内の粉末層142上に塗布された結合剤B1aは、表面の一層分の厚さよりも少し下の層に入り込むようになっている。   As shown in FIG. 15 (a), when the thickness of the powder layer coated by the recoater unit is the standard thickness L1, and the amount of the binder discharged from the inkjet head 121 is the standard amount B1. The binder B1a applied on the powder layer 142 in the modeling tank 104 enters a layer slightly lower than the thickness of one surface layer.

これに対して、第4実施形態を適用することで、例えば、図15(b)に示されるように、インクジェットヘッド121から吐出される結合剤の量をB1からB2へ増量することにより、粉末層142の複数層(図15(b)では、表面から三層目に少し入り込む程度)を同時に結合剤B2aで処理するようになっている。   On the other hand, by applying the fourth embodiment, for example, as shown in FIG. 15 (b), the amount of the binder discharged from the inkjet head 121 is increased from B1 to B2, thereby reducing the powder. Multiple layers of the layer 142 (in FIG. 15 (b), entering the third layer from the surface slightly) are simultaneously treated with the binder B2a.

すなわち、例えば、二層分の粉末層に対して、1回のインクジェットヘッド121による結合剤の塗布を行うことにより、造形物を造形する時間を短縮することが可能になる。なお、   That is, for example, by applying the binder by one inkjet head 121 to the two powder layers, it is possible to shorten the time for modeling the modeled object. In addition,

このような処理は、例えば、造形物の形状が単純な形状となっている個所に対して選択的に行うことができる。また、図15(b)の場合、リコーターユニットによりコーティングされる粉末層の厚さは標準の厚さL1でよいため、リコーターユニットによりコーティングされる粉末の量を制御しなくてもよいことになる。   Such a process can be selectively performed, for example, on a portion where the shape of the modeled object is a simple shape. In the case of FIG. 15 (b), the thickness of the powder layer coated by the recoater unit may be the standard thickness L1, so that it is not necessary to control the amount of powder coated by the recoater unit. become.

また、第4実施形態を適用することで、例えば、図15(c)に示されるように、リコーターユニットによりコーティングされる粉末層の厚さをL1からL2へ厚くすると共に、インクジェットヘッド121から吐出される結合剤の量をB1からB2へ増量することにより、造形時間を短縮し、より一層の高速化および効率化を図ることができる。   Further, by applying the fourth embodiment, for example, as shown in FIG. 15 (c), the thickness of the powder layer coated by the recoater unit is increased from L1 to L2, and from the inkjet head 121. By increasing the amount of the discharged binder from B1 to B2, it is possible to shorten the modeling time and further increase the speed and efficiency.

この場合も、例えば、造形物の形状が単純な形状となっている個所に対して上述した処理を選択的に行うことができる。なお、図15(c)の場合は、図15(b)と比較して、リコーターユニットによりコーティング処理も低減することができるため、より一層の造形時間の短縮を図ることができる。   Also in this case, for example, the above-described processing can be selectively performed on a portion where the shape of the modeled object is a simple shape. In the case of FIG. 15C, since the coating process can be reduced by the recoater unit as compared with FIG. 15B, the modeling time can be further shortened.

また、上述した内容は、インクジェットヘッド121単独で行ってもよいが、インクジェットヘッド121単独で結合剤の量を制御するのが難しい場合には、例えば、大容量用および小容量用といった結合剤の吐出量が異なる複数のインクジェットヘッドを設け、目的に合わせて使い分けることも可能である。   The above-described contents may be performed by the ink jet head 121 alone. However, when it is difficult to control the amount of the binder by the ink jet head 121 alone, for example, a binder for large capacity and small capacity may be used. It is also possible to provide a plurality of inkjet heads with different discharge amounts and use them according to the purpose.

なお、上述した本発明に係る各実施形態は、例えば、図1〜図8を参照して説明した三次元積層造形装置に限定されることなく、様々な形式の三次元積層造形装置に適用することができる。さらに、各実施形態の技術思想は、三次元積層造形装置だけでなく、三次元積層造形方法および三次元積層造形プログラムとしても適用することが可能である。   In addition, each embodiment which concerns on this invention mentioned above is applied to the three-dimensional additive manufacturing apparatus of various forms, without being limited to the three-dimensional additive manufacturing apparatus demonstrated with reference to FIGS. 1-8, for example. be able to. Furthermore, the technical idea of each embodiment can be applied not only as a three-dimensional additive manufacturing apparatus but also as a three-dimensional additive manufacturing method and a three-dimensional additive manufacturing program.

以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。   Although the embodiment has been described above, all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology. It is not intended to limit the scope of the invention. Nor does such a description of the specification indicate an advantage or disadvantage of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100,200,300,400,500,600 三次元積層造形装置
101,201,301,401,501,601 制御用コンピュータ
102 プリントヘッドユニット
103 リコーターユニット
104 造形タンク
105 昇降装置
106 粉末供給ホッパーユニット
107 クリーニングユニット
108 薬品ユニット
121 インクジェットヘッド
131 リコータ内ホッパー
132 ブレード
141 造形テーブル
142 粉末層
100, 200, 300, 400, 500, 600 Three-dimensional additive manufacturing apparatus 101, 201, 301, 401, 501, 601 Control computer 102 Print head unit 103 Recoater unit 104 Modeling tank 105 Lifting apparatus 106 Powder supply hopper unit 107 Cleaning unit 108 Chemical unit 121 Inkjet head 131 Recoater hopper 132 Blade 141 Modeling table 142 Powder layer

Claims (6)

X−Y軸平面を移動可能なプリントヘッドと、
Z軸方向に移動可能な造形テーブルと、
前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、前記プリントヘッドにより造形物の各層が順に形成されるように制御する制御部と、を有する三次元積層造形装置であって、
前記制御部は、
前記造形テーブル上において、前記造形物が、前記プリントヘッドの待機位置の近傍に形成されるように、前記プリントヘッドを制御し、
前記プリントヘッドの待機位置は、
異なる位置に設定された複数の待機位置を含み、
前記制御部は、
前記プリントヘッドを待機させるとき、前記複数の待機位置から、待機直前の前記プリントヘッドの位置からの距離が最短となる待機位置を選択し、その選択された待機位置に前記プリントヘッドを移動する、
ことを特徴とする三次元積層造形装置。
A print head capable of moving in an XY plane;
A modeling table movable in the Z-axis direction;
Each time the modeling table moves in the Z-axis direction, a control unit that controls the print head so that each layer of the model is sequentially formed, and a three-dimensional additive manufacturing apparatus,
The controller is
On the modeling table, the print head is controlled so that the modeled object is formed in the vicinity of the standby position of the print head,
The standby position of the print head is
Including multiple standby positions set at different positions,
The controller is
When waiting the print head, from the plurality of standby positions, select a standby position that has the shortest distance from the position of the print head immediately before standby, and move the print head to the selected standby position.
A three-dimensional additive manufacturing apparatus characterized by that.
前記造形物は、
Z軸方向が第1高さの第1造形物と、
Z軸方向が、前記第1高さよりも高い第2高さの第2造形物と、を含み、
前記制御部は、
前記第2造形物が、前記第1造形物よりも、前記プリントヘッドの待機位置の近くに形成されるように、前記プリントヘッドを制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元積層造形装置。
The model is
A first shaped object whose Z-axis direction is the first height;
The Z-axis direction includes a second shaped object having a second height higher than the first height,
The controller is
Controlling the print head so that the second modeled object is formed closer to a standby position of the printhead than the first modeled object;
The three-dimensional additive manufacturing apparatus according to claim 1.
X−Y軸平面を移動可能なプリントヘッド、および、Z軸方向に移動可能な造形テーブルを有し、前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、前記プリントヘッドにより造形物の各層が順に形成されるように制御する三次元積層造形方法であって、
前記造形テーブル上において、前記造形物が、前記プリントヘッドの待機位置の近傍に形成されるように、前記プリントヘッドを制御する造形物位置制御工程、を有し、
前記プリントヘッドの待機位置は、
異なる位置に設定された複数の待機位置を含み、
前記プリントヘッドを待機させるとき、前記複数の待機位置から、待機直前の前記プリントヘッドの位置からの距離が最短となる待機位置を選択し、その選択された待機位置に前記プリントヘッドを移動する、
ことを特徴とする三次元積層造形方法。
A print head that can move in the XY plane and a modeling table that can move in the Z-axis direction each time the modeling table moves in the Z-axis direction, A three-dimensional additive manufacturing method for controlling to be formed,
On the modeling table, there is a model position control step for controlling the print head so that the model is formed in the vicinity of the standby position of the print head,
The standby position of the print head is
Including multiple standby positions set at different positions,
When waiting the print head, from the plurality of standby positions, select a standby position that has the shortest distance from the position of the print head immediately before standby, and move the print head to the selected standby position.
A three-dimensional additive manufacturing method characterized by that.
前記造形物は、
Z軸方向が第1高さの第1造形物と、
Z軸方向が、前記第1高さよりも高い第2高さの第2造形物と、を含み、
前記造形物位置制御工程は、前記第2造形物を、前記第1造形物よりも、前記プリントヘッドの待機位置の近傍に形成する、
ことを特徴とする請求項に記載の三次元積層造形方法。
The model is
A first shaped object whose Z-axis direction is the first height;
The Z-axis direction includes a second shaped object having a second height higher than the first height,
The modeled object position control step forms the second modeled object in the vicinity of the standby position of the print head, rather than the first modeled object.
The three-dimensional layered manufacturing method according to claim 3 .
X−Y軸平面を移動可能なプリントヘッド、Z軸方向に移動可能な造形テーブル、および、前記造形テーブルがZ軸方向に移動する毎に、前記プリントヘッドにより造形物の各層を順に形成するように制御するコンピュータを含む制御部を有する三次元積層造形装置の制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記造形テーブル上において、前記造形物が、前記プリントヘッドの待機位置の近傍に形成されるように、前記プリントヘッドを制御する工程を実行させ、
前記プリントヘッドの待機位置は、
異なる位置に設定された複数の待機位置を含み、
前記コンピュータに、
前記プリントヘッドを待機させるとき、前記複数の待機位置から、待機直前の前記プリントヘッドの位置からの距離が最短となる待機位置を選択し、その選択された待機位置に前記プリントヘッドを移動する工程を実行させる、
ことを特徴とする三次元積層造形装置の制御プログラム。
A print head that can move in the XY plane, a modeling table that can move in the Z-axis direction, and each time the modeling table moves in the Z-axis direction, each layer of the modeled object is formed in order by the print head. A control program for a three-dimensional additive manufacturing apparatus having a control unit including a computer for controlling,
In the computer,
On the modeling table, the step of controlling the print head is executed so that the modeled object is formed in the vicinity of the standby position of the print head,
The standby position of the print head is
Including multiple standby positions set at different positions,
In the computer,
When waiting for the print head, a step of selecting a standby position having the shortest distance from the position of the print head immediately before standby from the plurality of standby positions, and moving the print head to the selected standby position To execute,
A control program for a three-dimensional additive manufacturing apparatus.
前記造形物は、
Z軸方向が第1高さの第1造形物と、
Z軸方向が、前記第1高さよりも高い第2高さの第2造形物と、を含み、
前記コンピュータに、
前記第2造形物を、前記第1造形物よりも、前記プリントヘッドの待機位置の近傍に形成する工程を実行させる、
ことを特徴とする請求項に記載の三次元積層造形装置の制御プログラム。
The model is
A first shaped object whose Z-axis direction is the first height;
The Z-axis direction includes a second shaped object having a second height higher than the first height,
In the computer,
A step of forming the second modeled object in the vicinity of the standby position of the print head, rather than the first modeled object,
A control program for a three-dimensional additive manufacturing apparatus according to claim 5 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101945113B1 (en) * 2017-07-31 2019-02-01 가부시키가이샤 마쓰우라 기카이 세이사쿠쇼 Three-dimensional object shaping method

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6194043B1 (en) * 2016-03-09 2017-09-13 株式会社松浦機械製作所 3D object modeling method
CN106001562B (en) * 2016-06-08 2018-12-14 西安智熔金属打印系统有限公司 Mobile powder bed electron beam rapid molding device
JP2018092224A (en) 2016-11-30 2018-06-14 株式会社ミマキエンジニアリング Maintenance management program, maintenance management device, maintenance management method and graphical user interface
US10478893B1 (en) 2017-01-13 2019-11-19 General Electric Company Additive manufacturing using a selective recoater
JP6850622B2 (en) * 2017-02-03 2021-03-31 三菱重工業株式会社 Slice data generation method for 3D laminated modeling, 3D laminated modeling method and slice data generation program for 3D laminated modeling
US11465358B2 (en) 2017-08-02 2022-10-11 Matsuura Machinery Corporation Three-dimensional object shaping method
CN108297436B (en) * 2017-12-08 2020-03-24 珠海赛纳打印科技股份有限公司 Printing method and printing apparatus
JP6558487B2 (en) * 2018-10-15 2019-08-14 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional structure manufacturing method and three-dimensional structure manufacturing apparatus
CN110001055A (en) * 2019-04-01 2019-07-12 共享智能铸造产业创新中心有限公司 3D printing equipment and 3D printing method
CN114126840B (en) 2019-05-23 2024-08-23 通用电气公司 Additive manufacturing recoating assembly including vacuum portion and method of using the same
EP3972756A2 (en) 2019-05-23 2022-03-30 General Electric Company Cleaning systems for additive manufacturing apparatuses and methods for using the same
EP3972760A1 (en) 2019-05-23 2022-03-30 General Electric Company Fluid management and circulation systems for use in additive manufacturing apparatuses
WO2020237118A2 (en) 2019-05-23 2020-11-26 General Electric Company Wiper arrays for use in additive manufacturing apparatuses
EP3972813A2 (en) 2019-05-23 2022-03-30 General Electric Company Additive manufacturing apparatuses and methods for using the same
US12172370B2 (en) 2019-05-23 2024-12-24 General Electric Company Recoat assemblies for additive manufacturing systems and methods for using the same
CN114126844A (en) 2019-05-23 2022-03-01 通用电气公司 Actuator assembly for additive manufacturing apparatus and method of using same
EP3972761A2 (en) 2019-05-23 2022-03-30 General Electric Company Cleaning fluids for use in additive manufacturing apparatuses and methods for monitoring status and performance of the same
US12233643B2 (en) 2019-05-23 2025-02-25 General Electric Company Printing assemblies and methods for using the same
US12059841B2 (en) 2019-05-23 2024-08-13 General Electric Company Additive manufacturing recoat assemblies including sensors and methods for using the same
WO2020237161A1 (en) 2019-05-23 2020-11-26 General Electric Company Additive manufacturing apparatuses and methods
JP7497564B2 (en) * 2019-07-25 2024-06-11 セイコーエプソン株式会社 Loop heat pipe type heat transfer device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5934528A (en) * 1982-08-23 1984-02-24 Canon Inc Copy machine
JP3122655B1 (en) * 1999-06-28 2001-01-09 川崎重工業株式会社 Marking device
JP5615667B2 (en) * 2010-11-01 2014-10-29 株式会社キーエンス Setting data creation device for 3D modeling apparatus, setting data creation method for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium
JP2013075392A (en) * 2011-09-29 2013-04-25 Brother Industries Ltd Three dimensional molding apparatus, three dimensional molding method, and three dimensional molding data creating program
JP2013136169A (en) * 2011-12-28 2013-07-11 Brother Industries Ltd Three-dimensional shaping apparatus and three-dimensional shaping data creation program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101945113B1 (en) * 2017-07-31 2019-02-01 가부시키가이샤 마쓰우라 기카이 세이사쿠쇼 Three-dimensional object shaping method

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