JP2002307562A - Three-dimensional shaping device and three-dimensional shaping method - Google Patents
Three-dimensional shaping device and three-dimensional shaping methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元造形技術に
関し、特に、結合剤を付与して粉末材料を結合させるこ
とにより、三次元造形物を生成する三次元造形技術に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional printing technique, and more particularly to a three-dimensional printing technique for producing a three-dimensional printing object by applying a binder to bind a powder material.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の三次元造形装置においては、粉末
材料の層に対して、乾燥して硬化するバインダをインク
ジェットなどで吐出し、粉末材料の結合体を順次に形成
し三次元造形物を造形するものがある。この三次元造形
装置では、例えば、次のような動作が行われ、三次元造
形物が生成される。2. Description of the Related Art In a conventional three-dimensional printing apparatus, a binder that dries and hardens is discharged to a layer of a powder material by an ink jet or the like, and a combined body of the powder materials is sequentially formed to form a three-dimensional printing object. There is something to shape. In this three-dimensional printing apparatus, for example, the following operation is performed, and a three-dimensional printing object is generated.
【0003】まず、ローラ機構などにより石膏や澱粉の
粉末材料を薄層をに均一に拡げる。次に、この粉末材料
の薄層において造形すべき領域にインクジェットのヘッ
ドを走査し、乾燥で硬化するバインダを塗布する。この
バインダが塗布された領域の粉末材料は下層、あるいは
隣接する硬化領域と結合する。造形が完了するまで、粉
末材料の薄層を順次に形成し、バインダを塗布する工程
を繰り返す。造形が完了すれば、バインダが塗布されな
い領域の粉末材料は個々に独立した状態を保つため、バ
インダで結合された三次元造形物を取り出せることとな
る。[0003] First, a powder material such as gypsum or starch is spread uniformly in a thin layer by a roller mechanism or the like. Next, an inkjet head is scanned over a region to be formed in the thin layer of the powder material, and a binder that cures by drying is applied. The powder material in the area where the binder is applied is combined with the underlying or adjacent cured area. Until the modeling is completed, the steps of sequentially forming thin layers of the powder material and applying the binder are repeated. When the shaping is completed, the powder material in the region where the binder is not applied is kept individually independent, so that the three-dimensional structure bonded by the binder can be taken out.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の三次
元造形装置では、乾燥によって硬化するバインダを使用
するため、バインダ塗布後にバインダを乾燥させ粉末材
料を結合させる時間を必要とし、造形の高速化が困難で
ある。However, since the above-described three-dimensional modeling apparatus uses a binder that cures by drying, it requires time to dry the binder after the binder is applied and to combine the powder material, thereby increasing the speed of modeling. Is difficult.
【0005】また、インクジェットのヘッドを用いて上
記バインダを塗布する場合には、ノズル部の穴径が非常
に細い(20μm以下)ため、強い接着力を持つバイン
ダを使用すると、ノズル部で乾燥により硬化して目詰り
を起こし易い。このような不具合が発生すれば目詰まり
を起こしたノズルによってバインダを塗布すべき領域の
粉末材料が結合されず、三次元造形物の形状精度や強度
が低下してしまう要因となる。Further, when the above-mentioned binder is applied using an ink-jet head, the hole diameter of the nozzle portion is very small (20 μm or less). Hardens easily and causes clogging. If such a problem occurs, the powder material in the region to which the binder is to be applied is not bonded by the clogged nozzle, which causes a reduction in the shape accuracy and strength of the three-dimensional structure.
【0006】このため、インクジェットのヘッドを用い
る場合は、弱い接着力のバインダしか用いることができ
ず、完成した三次元造形物の強度が低くなる。また、こ
の場合、弱い接着力のバインダで結合する粉末材料しか
使用できず、粉末材料を選択する自由度が制限される。For this reason, when an ink jet head is used, only a binder having a weak adhesive force can be used, and the strength of a completed three-dimensional structure is reduced. Further, in this case, only a powder material that is bonded with a binder having a weak adhesive force can be used, and the degree of freedom in selecting the powder material is limited.
【0007】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、短時間で三次元造形物を生成できる三次元造形
技術を提供することを目的とする。[0007] The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a three-dimensional printing technique capable of generating a three-dimensional printing object in a short time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1の発明は、粉末材料を結合させることによ
り、三次元造形物を生成する三次元造形装置であって、
(a)粉末材料の層を順次に形成する層形成手段と、(b)前
記粉末材料の層における選択領域に対して、特定のエネ
ルギーに反応して硬化する結合剤を付与する付与手段
と、(c)前記粉末材料に付与された前記結合剤に対し
て、前記特定のエネルギーを放射する放射手段とを備
え、前記放射手段によって前記結合剤が硬化することに
より、前記粉末材料の結合体が形成される。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is a three-dimensional printing apparatus for generating a three-dimensional printing object by binding a powder material,
(a) layer forming means for sequentially forming a layer of the powder material, and (b) applying means for applying a binder that cures in response to a specific energy to selected regions in the layer of the powder material, (c) radiating means for radiating the specific energy to the binder applied to the powder material, wherein the binder is cured by the radiating means, whereby a binder of the powder material is formed. It is formed.
【0009】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
に係る三次元造形装置において、前記放射手段は、順次
に形成される前記粉末材料の層ごとに前記特定のエネル
ギーを放射する。According to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the first aspect, the radiating means radiates the specific energy for each layer of the powder material formed sequentially.
【0010】また、請求項3の発明は、請求項1または
請求項2の発明に係る三次元造形装置において、(d)前
記粉末材料の結合体が形成された後、前記粉末材料の結
合体における彩色領域に対して着色キャリアを付与する
着色手段をさらに備える。According to a third aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the first or second aspect of the present invention, (d) after the combined body of the powder material is formed, the combined body of the powder material is formed. And coloring means for giving a colored carrier to the colored region in the above.
【0011】また、請求項4の発明は、請求項3の発明
に係る三次元造形装置において、前記着色手段は、(d-
1)異なる色の着色キャリアをそれぞれ吐出する複数のノ
ズル、を有する。According to a fourth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the third aspect of the present invention, the coloring means comprises (d-
1) It has a plurality of nozzles that respectively discharge colored carriers of different colors.
【0012】また、請求項5の発明は、請求項3または
請求項4の発明に係る三次元造形装置において、前記彩
色領域は、前記三次元造形物における表面近傍である。According to a fifth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the third or fourth aspect, the coloring region is near a surface of the three-dimensional molded object.
【0013】また、請求項6の発明は、請求項1ないし
請求項5のいずれかの発明に係る三次元造形装置におい
て、前記結合剤は、所定の波長に係る光エネルギーに反
応して硬化する。According to a sixth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the binder cures in response to light energy having a predetermined wavelength. .
【0014】また、請求項7の発明は、請求項1ないし
請求項6のいずれかの発明に係る三次元造形装置におい
て、前記結合剤は、熱エネルギーに反応して硬化する。According to a seventh aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the binder hardens in response to heat energy.
【0015】また、請求項8の発明は、請求項1ないし
請求項7のいずれかの発明に係る三次元造形装置におい
て、前記層形成手段は、(a-1)複数種類の粉末材料を選
択的に供給する供給手段を有する。According to an eighth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the layer forming means (a-1) selects a plurality of types of powder materials. And a supply means for supplying the liquid.
【0016】また、請求項9の発明は、請求項8の発明
に係る三次元造形装置において、前記供給手段は、前記
粉末材料の層ごとに、前記複数種類の粉末材料を複数の
領域に選択的に供給可能である。According to a ninth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the eighth aspect of the present invention, the supply means selects the plurality of types of powder material into a plurality of regions for each layer of the powder material. Can be supplied.
【0017】また、請求項10の発明は、請求項1ない
し請求項9のいずれかの発明に係る三次元造形装置にお
いて、前記付与手段は、圧電素子によって前記結合剤を
吐出し、前記選択領域に対して前記結合剤を付与する。According to a tenth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the applying means discharges the binder by a piezoelectric element, and the To the binder.
【0018】また、請求項11の発明は、請求項2の発
明に係る三次元造形装置において、前記層形成手段の能
動化と並行して前記付与手段と前記放射手段とを能動化
し、前記粉末材料の層に係る結合体を形成する。According to an eleventh aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the second aspect of the present invention, the applying means and the radiating means are activated in parallel with the activation of the layer forming means, and Form a conjugate according to the layer of material.
【0019】また、請求項12の発明は、請求項11の
発明に係る三次元造形装置において、前記付与手段は、
前記層形成手段と前記放射手段との間に設けられる。According to a twelfth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, the applying means is
It is provided between the layer forming means and the radiation means.
【0020】また、請求項13の発明は、請求項2の発
明に係る三次元造形装置において、前記層形成手段を能
動化して前記粉末材料の層が形成された後に、前記付与
手段と前記放射手段とを能動化して前記粉末材料の層に
係る結合体を形成する。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the second aspect of the present invention, after the layer forming means is activated and the layer of the powder material is formed, the applying means and the radiator are formed. Activating the means to form a conjugate with the layer of powdered material.
【0021】また、請求項14の発明は、請求項13の
発明に係る三次元造形装置において、前記層形成手段と
前記付与手段と前記放射手段とを一体として保持する保
持手段、をさらに備え、前記保持手段では、前記放射手
段が前記層形成手段と前記付与手段との間に配置され
る。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the three-dimensional modeling apparatus according to the thirteenth aspect, further comprising: holding means for integrally holding the layer forming means, the applying means, and the radiation means, In the holding unit, the radiating unit is disposed between the layer forming unit and the applying unit.
【0022】また、請求項15の発明は、請求項13の
発明に係る三次元造形装置において、前記層形成手段と
前記付与手段と前記放射手段とを一体として保持する保
持手段、をさらに備え、前記保持手段では、前記付与手
段が前記層形成手段と前記放射手段との間に配置され
る。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the thirteenth aspect, a holding means for integrally holding the layer forming means, the applying means, and the radiating means, In the holding means, the applying means is disposed between the layer forming means and the radiating means.
【0023】また、請求項16の発明は、請求項2ない
し請求項15のいずれかの発明に係る三次元造形装置に
おいて、前記放射手段は、主走査および/または副走査
を伴って、前記特定のエネルギーを放射する。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to any one of the second to fifteenth aspects, the radiating means includes a main scanning and / or a sub-scanning. Emits energy.
【0024】また、請求項17の発明は、粉末材料を結
合させることにより、三次元造形物を生成する三次元造
形方法であって、(a)粉末材料の層を順次に形成する層
形成工程と、(b)前記粉末材料の層における選択領域に
対して、特定のエネルギーに反応して硬化する結合剤を
付与する付与工程と、(c)前記粉末材料に付与された前
記結合剤に対して、前記特定のエネルギーを放射する放
射工程とを備え、前記放射工程において前記結合剤が硬
化することにより、前記粉末材料の結合体が形成され
る。[0024] Further, the invention of claim 17 is a three-dimensional modeling method for forming a three-dimensional structure by bonding powder materials, wherein (a) a layer forming step of sequentially forming layers of the powder material. And (b) for a selected region in the layer of the powder material, an application step of applying a binder that cures in response to specific energy, and (c) for the binder applied to the powder material And a radiating step of radiating the specific energy. In the radiating step, the binder is cured to form a binder of the powder material.
【0025】また、請求項18の発明は、請求項17の
発明に係る三次元造形方法において、前記放射工程にお
いては、順次に形成される前記粉末材料の層ごとに前記
特定のエネルギーを放射する。According to an eighteenth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling method according to the seventeenth aspect, in the radiating step, the specific energy is radiated for each layer of the powder material formed sequentially. .
【0026】また、請求項19の発明は、請求項17ま
たは請求項18の発明に係る三次元造形方法において、
(d)前記粉末材料の結合体が形成された後、前記粉末材
料の結合体における彩色領域に対して着色キャリアを付
与する着色工程をさらに備える。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the three-dimensional molding method according to the seventeenth or eighteenth aspect,
(d) after the combination of the powder materials is formed, the method further includes a coloring step of applying a colored carrier to a colored region in the combination of the powder materials.
【0027】また、請求項20の発明は、請求項19の
発明に係る三次元造形方法において、前記着色工程は、
(d-1)複数のノズルから異なる色の着色キャリアを吐出
する吐出工程を有する。According to a twentieth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling method according to the nineteenth aspect, the coloring step comprises:
(d-1) There is an ejection step of ejecting colored carriers of different colors from the plurality of nozzles.
【0028】また、請求項21の発明は、請求項19ま
たは請求項20の発明に係る三次元造形方法において、
前記彩色領域は、前記三次元造形物における表面近傍で
ある。According to a twenty-first aspect of the present invention, in the three-dimensional forming method according to the nineteenth or twentieth aspect,
The coloring region is near the surface of the three-dimensional structure.
【0029】また、請求項22の発明は、請求項17な
いし請求項21のいずれかの発明に係る三次元造形方法
において、前記結合剤は、所定の波長に係る光エネルギ
ーに反応して硬化する。According to a twenty-second aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling method according to any one of the seventeenth to twenty-first aspects, the binder cures in response to light energy having a predetermined wavelength. .
【0030】また、請求項23の発明は、請求項17な
いし請求項22のいずれかの発明に係る三次元造形方法
において、前記結合剤は、熱エネルギーに反応して硬化
する。According to a twenty-third aspect of the present invention, in the three-dimensional molding method according to any one of the seventeenth to twenty-second aspects, the binder hardens in response to heat energy.
【0031】また、請求項24の発明は、請求項17な
いし請求項23のいずれかの発明に係る三次元造形方法
において、前記層形成工程は、(a-1)複数種類の粉末材
料を選択的に供給する供給工程を有する。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling method according to any one of the seventeenth to twenty-third aspects, the layer forming step includes the step of (a-1) selecting a plurality of types of powder materials. And a supply step for supply.
【0032】また、請求項25の発明は、請求項24の
発明に係る三次元造形方法において、前記供給工程にお
いては、前記粉末材料の層ごとに、前記複数種類の粉末
材料を複数の領域に選択的に供給する。According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the three-dimensional molding method according to the twenty-fourth aspect, in the supplying step, the plurality of types of powder materials are divided into a plurality of regions for each layer of the powder materials. Supply selectively.
【0033】また、請求項26の発明は、請求項17な
いし請求項25のいずれかの発明に係る三次元造形方法
において、前記付与工程においては、圧電素子によって
前記結合剤を吐出し、前記選択領域に対して前記結合剤
を付与する。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling method according to any one of the seventeenth to twenty-fifth aspects, in the applying step, the binder is discharged by a piezoelectric element and the selection is performed. Apply the binder to the area.
【0034】また、請求項27の発明は、請求項18の
発明に係る三次元造形方法において、前記層形成工程と
並行して前記付与工程と前記放射工程とを行い、前記粉
末材料の層に係る結合体を形成する。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling method according to the eighteenth aspect, the applying step and the radiating step are performed in parallel with the layer forming step, and the layer of the powder material is formed. Such a conjugate is formed.
【0035】また、請求項28の発明は、請求項18の
発明に係る三次元造形方法において、前記層形成工程に
おいて前記粉末材料の層が形成された後に、前記付与工
程と前記放射工程とを行って前記粉末材料の層に係る結
合体を形成する。According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the three-dimensional molding method according to the eighteenth aspect, after the powder material layer is formed in the layer forming step, the applying step and the radiation step are performed. To form a composite according to the layer of powdered material.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】<第1実施形態> <三次元造形装置の要部構成>図1は、本発明の第1実
施形態に係る三次元造形装置100の要部構成を示す図
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment><Main Configuration of Three-Dimensional Modeling Apparatus> FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a three-dimensional modeling apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. .
【0037】三次元造形装置100は、制御部10と、
薄層形成部20と、バインダ付与部30と、造形部40
とを備えて構成されている。The three-dimensional printing apparatus 100 includes a control unit 10
Thin layer forming section 20, binder applying section 30, and shaping section 40
It is comprised including.
【0038】制御部10は、コンピュータ11と、コン
ピュータ11と電気的に接続する駆動制御部12とを備
えている。The control unit 10 includes a computer 11 and a drive control unit 12 electrically connected to the computer 11.
【0039】コンピュータ11は、内部にCPUやメモ
リ等を備えて構成される一般的な卓上型コンピュータ等
である。このコンピュータ11は、三次元形状の造形物
を形状データとしてデータ化し、それを平行な幾層もの
薄い断面体にスライスして得られる断面データを駆動制
御部12に対して出力する。The computer 11 is a general desk-top type computer or the like which includes a CPU, a memory and the like inside. The computer 11 converts the three-dimensional object into shape data as shape data, and outputs to the drive control unit 12 cross-sectional data obtained by slicing the data into thin parallel cross-sections.
【0040】駆動制御部12は、薄層形成部20とバイ
ンダ付与部30と造形部40とをそれぞれに駆動する制
御手段として機能する。駆動制御部12は、コンピュー
タ11から断面データを取得すると、その断面データに
基づいて上記の各部に対して駆動指令を与えることによ
り造形部40において粉末材料の供給及び伸展を行わ
せ、造形部40に粉末の結合体を一層ごとに順次形成し
ていくように統括制御する。The drive control section 12 functions as control means for driving the thin layer forming section 20, the binder applying section 30, and the modeling section 40, respectively. When the section data is acquired from the computer 11, the drive control section 12 gives a drive command to each of the above-described sections based on the section data, thereby causing the modeling section 40 to supply and extend the powder material, and The overall control is carried out so that a powdered composite is sequentially formed for each layer.
【0041】また、駆動制御部12は、断面データに基
づいて粉末材料を結合させる選択領域を特定して、薄層
形成部20において粉末材料の薄層を一層分形成するご
とに結合剤となるバインダを層表面の所定領域に吐出す
るように駆動制御する。Further, the drive control unit 12 specifies a selection region to which the powder material is to be bonded based on the cross-sectional data, and becomes a binder every time one thin layer of the powder material is formed in the thin layer forming unit 20. Drive control is performed so that the binder is discharged to a predetermined region of the layer surface.
【0042】薄層形成部20は、層形成手段として機能
する伸展ローラ21と、粉末供給機構22と、例えばモ
ータを有する駆動部29とを備えて構成される。この薄
層形成部20は駆動部29によってX方向に沿って往復
移動可能となっている。The thin layer forming section 20 includes an extending roller 21 functioning as a layer forming means, a powder supply mechanism 22, and a driving section 29 having, for example, a motor. The thin layer forming section 20 can be reciprocated by the driving section 29 in the X direction.
【0043】伸展ローラ21および粉末供給機構22
は、Y方向に長く伸びており、駆動部29によるX方向
に沿った1回の動作で、造形部40に粉末材料の薄層形
成を行うことができるように構成されている。Extension roller 21 and powder supply mechanism 22
Is elongated in the Y direction, and is configured such that a thin layer of the powder material can be formed on the modeling unit 40 by one operation in the X direction by the driving unit 29.
【0044】粉末供給機構22は、薄層形成部20が+
X方向に移動する場合に、伸展ローラ21の進行方向前
方側(すなわち、進行方向の下流側)に位置するように
配置されている。そして、薄層形成部20が+X方向に
移動する際には、伸展ローラ21と粉末供給機構22と
が能動化され、粉末供給機構22が伸展ローラ21の移
動方向前方側に粉末材料を供給する。The powder supply mechanism 22 includes a
When moving in the X direction, it is arranged so as to be located on the front side in the traveling direction of the extension roller 21 (that is, on the downstream side in the traveling direction). When the thin layer forming section 20 moves in the + X direction, the extension roller 21 and the powder supply mechanism 22 are activated, and the powder supply mechanism 22 supplies the powder material to the front side in the movement direction of the extension roller 21. .
【0045】粉末供給機構22の上部側は、石膏や澱粉
などの粉末材料を収容するための粉末容器23として構
成されており、その粉末容器23の下部側には多孔質の
供給ローラ24が設けられる。The upper side of the powder supply mechanism 22 is configured as a powder container 23 for storing a powder material such as gypsum or starch, and a porous supply roller 24 is provided below the powder container 23. Can be
【0046】供給ローラ24の表面は多孔質となってお
り、粉末容器23の粉末材料と接する部分の孔部には、
粉末材料が充填される。そして、この供給ローラ24が
回転することにより、ローラ表面の孔部に充填された粉
体が粉末供給機構22の最下部に形成された開口22h
側に導かれ、その開口22hより粉末材料が落下するこ
とで、造形部40に粉末材料が供給される。The surface of the supply roller 24 is porous, and the hole of the powder container 23 in contact with the powder material has
The powder material is filled. When the supply roller 24 rotates, the powder filled in the hole on the roller surface is filled with an opening 22 h formed at the lowermost portion of the powder supply mechanism 22.
The powder material is guided to the side and falls from the opening 22h, whereby the powder material is supplied to the modeling unit 40.
【0047】伸展ローラ21は、この供給ローラ24の
回転に連動して、回転するように構成されている。これ
により、粉末供給機構22の開口22hから落下した粉
末材料を適切に伸展できることとなる。The extension roller 21 is configured to rotate in conjunction with the rotation of the supply roller 24. Thereby, the powder material dropped from the opening 22h of the powder supply mechanism 22 can be appropriately extended.
【0048】粉末容器23に収容される粉末材料につい
ては、発色を良くするため、白色のものを使用するのが
好ましい。白い用紙の上に印刷する場合などにおいて
は、彩色箇所のみ有色のインクを塗布することで下地の
白色とのバランスで色の階調表現が可能となるが、三次
元造形物の彩色にも同様のことが言えるため、白色の粉
末材料を使用するのが望ましいこととなる。As for the powder material stored in the powder container 23, it is preferable to use a white one in order to improve color development. When printing on white paper, for example, applying colored ink only to the colored areas enables gradation expression of the color in balance with the white background, but the same applies to the coloring of three-dimensional objects. Therefore, it is desirable to use a white powder material.
【0049】バインダ付与部30は、タンク部31と、
ヘッド部34と、紫外線照射部39とを備えている。The binder applying section 30 includes a tank section 31 and
A head section 34 and an ultraviolet irradiation section 39 are provided.
【0050】タンク部31は、4つのインクタンク32
と、バインダタンク33とを備えている。The tank section 31 has four ink tanks 32.
And a binder tank 33.
【0051】インクタンク32a〜32d内には、それ
ぞれ異なる色成分、Y(イエロー)、M(マジェン
タ)、C(シアン)の3原色およびW(ホワイト)に着
色された液状インクが収容されている。なお、着色キャ
リアとして働く各インクは、粉末材料と結合しても変色
しないものであり、長時間経過しても変色・退色しない
ものを使用するのが望ましい。The ink tanks 32a to 32d contain liquid inks having different color components, three primary colors of Y (yellow), M (magenta) and C (cyan) and W (white). . It should be noted that each ink that functions as a colored carrier does not change its color even when combined with a powder material, and it is desirable to use one that does not change its color or discolor even after a long period of time.
【0052】バインダタンク33は、遮光性の素材で形
成されており、その中に液状の紫外線硬化樹脂が収容さ
れている。この紫外線硬化樹脂については、インクジェ
ットヘッドを用いて吐出が可能なように粘度の低いも
の、例えば分子量の低いアクリルモノマー系の樹脂を利
用するのが好ましい。なお、紫外線硬化樹脂として、エ
ポキシ系の樹脂などを利用しても良い。The binder tank 33 is made of a light-shielding material, and contains a liquid ultraviolet curable resin. As the ultraviolet curable resin, it is preferable to use a resin having a low viscosity such as an acrylic monomer resin having a low molecular weight so that the resin can be discharged using an ink jet head. Note that an epoxy resin or the like may be used as the ultraviolet curing resin.
【0053】インクタンク32a〜32d、バインダタ
ンク33の各タンクにはチューブが敷設されており、タ
ンク内の液体がヘッド部34に個別に導かれる。このバ
インダタンク33からヘッド部34に敷設されているチ
ューブは遮光性の素材で形成されている。Tubes are laid in each of the ink tanks 32 a to 32 d and the binder tank 33, and the liquid in the tank is individually guided to the head unit 34. The tube laid from the binder tank 33 to the head portion 34 is formed of a light-shielding material.
【0054】図2は、ヘッド部34の要部構成を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of the head section 34. As shown in FIG.
【0055】ヘッド部34は、ヘッド部本体35と、ヘ
ッド部本体35に連結する駆動部36と、ヘッド部本体
35の下部で突出する複数の吐出ノズル37a〜37e
と、遮光板38とを備えている。The head section 34 includes a head section main body 35, a driving section 36 connected to the head section main body 35, and a plurality of ejection nozzles 37 a to 37 e protruding below the head section main body 35.
And a light blocking plate 38.
【0056】ヘッド部34は、インクジェット方式等で
微小な液滴として上記各色のインクおよび紫外線硬化樹
脂を吐出ノズル37a〜37eから吐出(噴出)できる
ように構成されている。このヘッド部34は、着脱自在
のピエゾ方式のインクジェットヘッド、すなわち圧電素
子のたわみ変形による体積変化によって吐出力を得ての
吐出を行うヘッドとして構成されるのが好ましい。この
ような構成のヘッド部34により、バインダである紫外
線硬化樹脂の物性によらず安定して吐出できるととも
に、万が一、ヘッド部34でバインダの硬化による吐出
ノズル37の詰まり等のトラブルが発生しても着脱自在
で交換が容易にできるため、迅速な復旧が可能となる。The head section 34 is configured to be able to eject (eject) the ink of each color and the ultraviolet curable resin from the ejection nozzles 37a to 37e as minute liquid droplets by an ink jet method or the like. The head section 34 is preferably configured as a detachable piezo type inkjet head, that is, a head that performs ejection by obtaining ejection force by volume change due to flexural deformation of a piezoelectric element. With the head portion 34 having such a configuration, stable discharge can be performed regardless of the physical properties of the ultraviolet curable resin as a binder, and troubles such as clogging of the discharge nozzle 37 due to hardening of the binder in the head portion 34 occur. Since it is also detachable and can be easily replaced, quick recovery is possible.
【0057】駆動部36は、X方向に伸びるガイドレー
ル(図示せず)に沿って、ヘッド部34をX方向に移動
自在となっている。The driving section 36 is capable of moving the head section 34 in the X direction along a guide rail (not shown) extending in the X direction.
【0058】各吐出ノズル37a〜37eは、Y方向に
複数のバインダ吐出孔を有するマルチノズル機構となっ
ており、駆動制御部12が複数のバインダ吐出孔のうち
から粉末の結合体を形成するのに必要なバインダ吐出孔
を選択して、バインダ吐出を個別に制御することが可能
となっている。そして、各吐出ノズル37a〜37eか
ら吐出されるインクおよび紫外線硬化樹脂は、吐出ノズ
ル37に対向する位置に設けられている造形部40の粉
末層82に付着する。Each of the discharge nozzles 37a to 37e has a multi-nozzle mechanism having a plurality of binder discharge holes in the Y direction, and the drive control unit 12 forms a combined body of powder from the plurality of binder discharge holes. It is possible to individually control the binder discharge by selecting a binder discharge hole necessary for the above. The ink and the ultraviolet curable resin discharged from each of the discharge nozzles 37 a to 37 e adhere to the powder layer 82 of the modeling unit 40 provided at a position facing the discharge nozzle 37.
【0059】遮光板38は、吐出ノズル37を矩形状に
覆うように形成されており、紫外線を含む光が吐出ノズ
ル37eに到達するのを阻止する。この遮光板により、
吐出ノズル37eの目詰まりが防止できる。The light shielding plate 38 is formed so as to cover the discharge nozzle 37 in a rectangular shape, and prevents light including ultraviolet rays from reaching the discharge nozzle 37e. With this light blocking plate,
Clogging of the discharge nozzle 37e can be prevented.
【0060】紫外線照射部39は、粉末層82に付与さ
れた紫外線硬化樹脂を硬化させて粉末材料を結合するた
めに、粉末層82に対して紫外領域の波長に係る光エネ
ルギーとしての紫外線を照射する部位である。The ultraviolet irradiator 39 irradiates the powder layer 82 with ultraviolet light as light energy having a wavelength in the ultraviolet region in order to cure the ultraviolet curable resin applied to the powder layer 82 and bond the powder material. It is a part to do.
【0061】図1に戻り、説明を続ける。Returning to FIG. 1, the description will be continued.
【0062】造形部40は、中央に凹状部を有する造形
部本体41、造形部本体41の凹状部の内部に設けられ
ている造形ステージ42、造形ステージ42をZ方向に
移動させるZ方向移動部43と、Z方向移動部43を駆
動する駆動部44を備えている。The modeling section 40 includes a modeling section main body 41 having a concave portion at the center, a modeling stage 42 provided inside the concave section of the modeling section main body 41, and a Z-direction moving section for moving the modeling stage 42 in the Z direction. 43 and a driving unit 44 for driving the Z-direction moving unit 43.
【0063】造形部本体41は、三次元造形物を生成す
るための作業領域を提供する役目を果たしている。The modeling unit main body 41 plays a role of providing a work area for generating a three-dimensional modeled object.
【0064】造形ステージ42は、XY断面において矩
形型の形状を有し、その側面が造形部本体41における
凹状部の垂直内壁41aと接している。そして、この造
形ステージ42と造形部本体41の垂直内壁41aとで
形成される直方体状の三次元空間が、三次元造形物を生
成するための造形空間として機能する。すなわち、吐出
ノズル37eから吐出されたバインダにより、造形ステ
ージ42上にて粉末を接合させて三次元造形物が作成さ
れることとなる。The molding stage 42 has a rectangular shape in the XY section, and its side surface is in contact with the vertical inner wall 41 a of the concave portion in the molding portion main body 41. Then, the rectangular solid three-dimensional space formed by the modeling stage 42 and the vertical inner wall 41a of the modeling part main body 41 functions as a modeling space for generating a three-dimensional modeled object. That is, the three-dimensional object is created by bonding the powder on the modeling stage 42 by the binder discharged from the discharge nozzle 37e.
【0065】Z方向移動部43は、造形ステージ42と
連結する支持棒43aを有している。そして、支持棒4
3aが、駆動部44によって垂直方向に昇降駆動される
ことにより、支持棒43aと連結する造形ステージ42
のZ方向の移動が可能となっている。The Z-direction moving section 43 has a support bar 43 a connected to the modeling stage 42. And support rod 4
The modeling stage 42 connected to the support bar 43a by vertically driving the driving unit 3a vertically.
Can be moved in the Z direction.
【0066】<三次元造形装置100の動作>図3は、
三次元造形装置100の基本的な動作を示すフローチャ
ートである。以下、同図を参照して、その基本動作を説
明する。<Operation of Three-Dimensional Modeling Apparatus 100> FIG.
5 is a flowchart illustrating a basic operation of the three-dimensional printing apparatus 100. Hereinafter, the basic operation will be described with reference to FIG.
【0067】ステップS1では、コンピュータ11が、
表面にカラー模様等が施された三次元造形対象物を表現
したモデルデータが作成される。造形するための基にな
る形状データには、一般の三次元CADモデリングソフ
トウェアで作成されるカラー三次元モデルデータを使用
することができる。また、三次元形状入力装置で計測さ
れた形状データおよびテクスチャを利用することも可能
である。In step S1, the computer 11
Model data representing a three-dimensional object having a color pattern or the like on its surface is created. Color three-dimensional model data created by general three-dimensional CAD modeling software can be used as shape data that is the basis for modeling. It is also possible to use shape data and texture measured by the three-dimensional shape input device.
【0068】モデルデータにおいては、色情報が三次元
モデルの表面にのみ付与されているもの、または色情報
がモデル内部まで付与されているものがある。後者の場
合でも造形に際してモデル表面の色情報のみを使用する
ことが可能であるし、モデル内部の色情報も使用するこ
とが可能である。例えば、人体モデル等の三次元造形物
を生成する際、各内臓ごとに異なる色で彩色を施したい
場合もあり、その場合にはモデル内部の色情報を使用す
る。In the model data, there are data in which color information is provided only on the surface of the three-dimensional model, and data in which color information is provided up to the inside of the model. In the latter case, it is possible to use only the color information of the model surface at the time of modeling, and it is also possible to use the color information inside the model. For example, when generating a three-dimensional structure such as a human body model, there is a case where it is desired to apply a different color to each internal organ, and in that case, color information inside the model is used.
【0069】ステップS2では、コンピュータ11が上
記のモデルデータから造形対象物を水平方向にスライス
した各断面ごとの断面データを生成する。モデルデータ
から積層する粉末の一層分の厚みに相当するピッチ(層
厚t)でスライスされた断面体を切り出し、形状データ
および彩色データを作成する。なお、スライスするピッ
チは、所定範囲内(粉末を結合可能な厚みの範囲)で変
更可能である。In step S2, the computer 11 generates section data for each section obtained by horizontally slicing the modeling object from the model data. A cross section sliced at a pitch (layer thickness t) corresponding to the thickness of one layer of the powder to be laminated is cut out from the model data, and shape data and coloring data are created. In addition, the pitch for slicing can be changed within a predetermined range (a range of a thickness capable of binding the powder).
【0070】図4は、ステップS2で生成される断面デ
ータの一例を示す図である。図4に示すように、モデル
データから色情報を含めて断面体を切り出し、格子状に
細分化する。それを、2次元画像のビットマップと同様
に扱い、各色毎のビットマップ情報に変換する。このビ
ットマップ情報は階調などを考慮した情報となってい
る。ここでは、三次元造形物の表面に現れる部分のみ
が、YCMWの色情報を有している。FIG. 4 is a diagram showing an example of the cross-sectional data generated in step S2. As shown in FIG. 4, a cross section including the color information is cut out from the model data and subdivided into a lattice shape. It is handled in the same way as a two-dimensional image bitmap, and is converted into bitmap information for each color. This bitmap information is information taking into account the gradation and the like. Here, only the part that appears on the surface of the three-dimensional structure has YCMW color information.
【0071】ステップS3では、造形対象物を造形する
際における粉末の積層厚さ(断面データ作成の際のスラ
イスピッチ)及び積層数(断面データセットの数)に関
する情報が、コンピュータ11から駆動制御部12に入
力される。In step S 3, information on the powder stacking thickness (slice pitch at the time of creating cross-sectional data) and the number of stacks (the number of cross-sectional data sets) at the time of shaping the object to be formed are transmitted from the computer 11 to the drive control unit. 12 is input.
【0072】次のステップS4以降については、駆動制
御部12が各部を制御することによって行われる動作で
ある。図5は、これらの動作を説明する概念図である。
以下では、同図を参照しながら説明する。The operation from step S4 onward is performed by the drive control unit 12 controlling each unit. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating these operations.
Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
【0073】ステップS4では、造形ステージ42にお
いて粉末の第N層目(N=1,2,…)の結合体を形成
するために、造形ステージ42がZ方向移動部43によ
り、コンピュータ11から入力された上記層厚tに基づ
き、その厚さに相当する距離だけ下降されて保持され
る。初期状態では、造形ステージ42は造形部40の上
端位置と同一の高さ位置に位置しており、そこから層厚
tに応じた距離だけ下降することとなる。そして、造形
ステージ42は、粉末材料による1層分形成ごとに順次
層厚tに応じた距離だけ段階的に下降する。これによ
り、造形ステージ42上に粉末材料が堆積され、バイン
ダによる必要な結合が完了した粉末層の上方に、新たな
粉末の層を1層分形成するためのスペースを形成するこ
とができる。In step S 4, the molding stage 42 is input from the computer 11 by the Z-direction moving unit 43 in order to form a combined body of the Nth layer (N = 1, 2,...) Of the powder on the molding stage 42. Based on the above-mentioned layer thickness t, it is lowered and held by a distance corresponding to the thickness. In the initial state, the modeling stage 42 is located at the same height position as the upper end position of the modeling section 40, and descends therefrom by a distance corresponding to the layer thickness t. Then, the modeling stage 42 descends step by step by a distance corresponding to the layer thickness t sequentially for each layer of the powder material. As a result, a powder material is deposited on the modeling stage 42, and a space for forming a new powder layer by one layer can be formed above the powder layer in which the necessary bonding by the binder has been completed.
【0074】ステップS5では、薄層形成部20を+X
方向に向かう移動を行うことにより、三次元造形物の造
形において材料となる粉末の供給を行いつつ粉末材料の
1層分の薄層形成を行うとともに、ヘッド部34から所
定領域に、紫外線硬化樹脂の吐出を行うことで粉末材料
の必要な部分の結合を行う。In step S5, the thin layer forming section 20 is set to + X
By performing the movement in the direction, while forming a thin layer of one layer of the powder material while supplying the powder as the material in the formation of the three-dimensional structure, the ultraviolet curable resin is transferred from the head portion 34 to a predetermined region. The required portion of the powder material is joined by performing the discharge of the liquid.
【0075】図5(a)に示すように、薄層形成部20が
+X方向に移動する際には、伸展ローラ21の最下点が
造形部40の上端部と同一高さ位置となるように下降
し、その状態で+X方向への移動が行われることで、粉
末供給機構22と伸展ローラ21とによる粉末材料の均
一な薄層形成が正確に行われる。As shown in FIG. 5A, when the thin layer forming section 20 moves in the + X direction, the lowest point of the extension roller 21 is at the same height position as the upper end of the modeling section 40. Then, the movement in the + X direction is performed in this state, so that a uniform thin layer of the powder material is accurately formed by the powder supply mechanism 22 and the extension roller 21.
【0076】粉末供給機構22から1層分形成時(X方
向に沿った1回の移動を行う間)に供給される粉末材料
の量は、1層分形成に必要な量よりも若干多めに設定さ
れ、造形空間内の任意の位置において粉末不足が生じる
ことを回避している。このため、1層分形成後は粉末材
料が余ることとなるが、余った粉末材料は回収して、再
度利用可能である。The amount of the powder material supplied from the powder supply mechanism 22 at the time of forming one layer (during one movement in the X direction) is slightly larger than the amount required for forming one layer. It is set to avoid powder shortage at any position in the molding space. For this reason, after the formation of one layer, the powder material remains, but the surplus powder material can be collected and reused.
【0077】また、ヘッド部34も薄層形成部20の移
動と一体となって+X方向に移動し、駆動制御部12か
らの制御信号に基づいて吐出ノズル37eから伸展され
た粉末層に対して紫外線硬化樹脂のバインダを吐出す
る。このとき、駆動制御部12は、断面データの形状デ
ータ(図4参照)に基づいてヘッド部34に対して制御信
号を与えることにより、造形すべき選択領域に対してバ
インダが塗布される。The head section 34 also moves in the + X direction together with the movement of the thin layer forming section 20, and moves on the basis of the control signal from the drive control section 12 with respect to the powder layer extended from the discharge nozzle 37 e. Discharges a binder of an ultraviolet curable resin. At this time, the drive control unit 12 applies a control signal to the head unit 34 based on the shape data of the cross-sectional data (see FIG. 4), so that the binder is applied to the selected region to be formed.
【0078】ステップS6では、ヘッド部34と一体と
なって移動する紫外線照射部39によって粉末材料の薄
層に対して紫外線を照射する。これにより、粉末材料の
薄層に塗布された紫外線硬化樹脂のバインダが硬化され
ることとなる。その結果、粉末層ごとに粉末材料の結合
体が生成されるとともに、バインダが塗布されない領域
の粉末材料は個々に独立した状態を保つこととなる。In step S6, a thin layer of the powder material is irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation section 39 which moves together with the head section 34. Thereby, the binder of the ultraviolet curable resin applied to the thin layer of the powder material is cured. As a result, a combination of the powder materials is generated for each powder layer, and the powder materials in the region where the binder is not applied remain individually independent.
【0079】そして、薄層形成部20が図5(b)に示す
ような位置に到達すれば、1回の粉末材料の結合動作が
終了し、1層分の造形が完了することとなる。When the thin layer forming section 20 reaches the position as shown in FIG. 5B, one bonding operation of the powder material is completed, and the molding of one layer is completed.
【0080】ステップS7では、−X方向に向かってヘ
ッド部34の移動を行い、紫外線照射によりバインダが
硬化し形成された粉末材料の結合体に、吐出ノズル37
a〜37dから各色のインクを吐出する。このとき、駆
動制御部12は、断面データにおけるYCMWの彩色デ
ータ(図4参照)に基づいてヘッド部34に対して制御信
号を与えることにより、三次元造形物の表面近傍となる
彩色領域に対してインクが塗布される。これにより、三
次元造形物に対して、所望の彩色が施せることとなる。
なお、この際には、粉末層82に塗布された紫外線硬化
樹脂の硬化を確実にするため、紫外線照射部39から紫
外線を照射するのが好ましい。In step S7, the head unit 34 is moved in the −X direction, and the discharge nozzle 37
Ink of each color is ejected from a to 37d. At this time, the drive control unit 12 gives a control signal to the head unit 34 based on the YCMW coloring data (see FIG. 4) in the cross-sectional data, thereby controlling the coloring region near the surface of the three-dimensional structure. Ink is applied. Thereby, a desired coloring can be applied to the three-dimensional structure.
In this case, it is preferable to irradiate ultraviolet rays from the ultraviolet irradiating section 39 in order to surely cure the ultraviolet curable resin applied to the powder layer 82.
【0081】一般に、彩色を行うためにはY、M、Cの
三原色を混色すればよいが、色の濃淡(階調)を表現す
るためには、三原色に加えて白色のバインダを吐出し混
色することが有効となる。一般のプリンタ等では白色の
紙にインク、トナー等で字、画像をプリントしていくた
め、基材となる紙の白色を利用すれば白色インクは必要
でなく、Y、M、Cの三色を使用するだけで原理的に各
色成分の濃淡を表現することができる。しかしながら、
三次元造形の材料となる粉末の色が白色でないような場
合には、白色のバインダを使用することが特に有効とな
る。In general, it is sufficient to mix the three primary colors of Y, M, and C in order to perform coloring. However, in order to express the density (gradation) of the colors, a white binder is ejected in addition to the three primary colors to discharge the mixed colors. It is effective to do. In general printers, etc., characters and images are printed on white paper with ink, toner, and the like. Therefore, if the white color of the base paper is used, white ink is not required, and three colors of Y, M, and C are used. By simply using, the shading of each color component can be expressed in principle. However,
In the case where the color of the powder used as the material for three-dimensional modeling is not white, it is particularly effective to use a white binder.
【0082】このように三次元造形物に彩色を施す際の
濃淡を表示する場合のインクの吐出形態の一例について
説明する。An example of the form of ink ejection when displaying shades when coloring a three-dimensional object in this way will be described.
【0083】図6は、シアンについての階調表現の一例
を示す図である。駆動制御部12において所定の階調変
換が行われると、断面データに含まれる多値の階調デー
タは基本ドット領域(図6の最小矩形)ごとの2値デー
タに変換される。この2値データはインクを吐出する各
吐出ノズル37a〜dをON/OFF制御するための情
報となる。淡いシアンを表示する場合には、2×2のマ
トリクス配列のうち1つの基本ドット領域にシアンを吐
出し、他の基本ドット領域にはホワイトを吐出する。ま
た、濃いシアンを表示する場合には基本集合領域の全体
にシアンを吐出する。このように基本集合領域に対する
シアンのインクとホワイトのインクとの吐出割合を変化
させることにより、淡いシアンから濃いシアンへの階調
変化を適切に表現することが可能になる。FIG. 6 is a diagram showing an example of gradation expression for cyan. When predetermined gradation conversion is performed in the drive control unit 12, the multi-value gradation data included in the cross-sectional data is converted into binary data for each basic dot area (the minimum rectangle in FIG. 6). The binary data is information for ON / OFF control of each of the ejection nozzles 37a to 37d for ejecting ink. When displaying pale cyan, cyan is ejected to one basic dot area in a 2 × 2 matrix array, and white is ejected to the other basic dot areas. When displaying dark cyan, cyan is ejected to the entire basic set area. As described above, by changing the ejection ratio of the cyan ink and the white ink with respect to the basic set area, it is possible to appropriately express a gradation change from light cyan to dark cyan.
【0084】次に、図7は淡いシアンから淡いイエロー
へ変化する表現の一例を示す図である。図7の左端は淡
いシアンを表現する際のCとWとの吐出パターンであ
り、右端は淡いイエローを表現する際のYとWとの吐出
パターンである。淡いシアンからシアンとイエローとの
混合色を経て淡いイエローへと変化させる際には図7に
示すように基本集合領域内へのCとYとWとを吐出する
割合をしだいに変化させていくことによって、そのよう
な色の変化を表現することが可能になる。Next, FIG. 7 is a diagram showing an example of an expression changing from pale cyan to pale yellow. The left end of FIG. 7 is a discharge pattern of C and W when expressing light cyan, and the right end is a discharge pattern of Y and W when expressing light yellow. When changing from pale cyan to pale yellow through a mixed color of cyan and yellow, as shown in FIG. 7, the ratio of discharging C, Y, and W into the basic set area is gradually changed. This makes it possible to express such a color change.
【0085】図8は、上記の彩色のための基本集合領域
が複数個集合したものを示している。図8(a)はCとW
との吐出パターンを示しており、図8(b)は図8(a)の
吐出パターンによって表現される彩色形態を具体的に示
している。図8に示すように駆動制御部12が吐出パタ
ーンを制御することによって三次元造形物の造形過程に
おける彩色を行うことが可能になる。FIG. 8 shows a case where a plurality of basic set areas for coloring are set. FIG. 8A shows C and W
FIG. 8B specifically shows a coloring form expressed by the ejection pattern of FIG. 8A. As shown in FIG. 8, the drive control unit 12 controls the ejection pattern, so that it is possible to perform coloring in the process of forming the three-dimensional structure.
【0086】ステップS8では、三次元造形物の造形が
完了したかを判定する。ここで、造形が完了していない
場合には、第N層目の上側に第N+1層目の新たな粉末
の結合体を形成する動作が行われる。そして、三次元造
形物の造形が完了すると、バインダが付与されていない
独立した個々の粉末材料を分離することにより、バイン
ダで結合された粉末材料の結合体(三次元造形物)を取
り出すことができる。なお、結合されなかった粉末材料
は回収して、再度粉末材料として利用しても良い。In step S8, it is determined whether the formation of the three-dimensional structure has been completed. Here, when the modeling is not completed, an operation of forming a new powder combined body of the (N + 1) th layer on the upper side of the (N) th layer is performed. Then, when the formation of the three-dimensional structure is completed, by separating the individual powder materials to which the binder is not provided, a combined body (three-dimensional structure) of the powder materials combined with the binder can be taken out. it can. The unbound powder material may be collected and reused as the powder material.
【0087】このように、図5(a)〜(f)に示す動作を
積層数だけ繰り返すことにより、ステージ42上に一層
ごとのカラー化された結合体が順次積層されていき最終
的に造形対象物の三次元造形物が造形ステージ42上に
造形されることとなる。As described above, the operations shown in FIGS. 5A to 5F are repeated by the number of laminations, so that the colored composites for each layer are sequentially laminated on the stage 42, and finally the modeling is performed. The three-dimensional structure of the object is formed on the forming stage 42.
【0088】以上のような三次元造形装置100の動作
により、紫外線の照射で硬化する紫外線硬化樹脂をバイ
ンダとして使用するため、造形時間が短縮され、短時間
で三次元造形物を生成できる。また、紫外線の有無によ
りバインダの硬化をコントロールできるため、吐出ノズ
ルで紫外線を遮断すればバインダの流動性が確保でき、
目詰まりを防止できる。With the operation of the three-dimensional printing apparatus 100 as described above, since the ultraviolet curable resin which is cured by the irradiation of ultraviolet rays is used as the binder, the molding time is shortened, and the three-dimensional molded article can be generated in a short time. Also, since the curing of the binder can be controlled by the presence or absence of ultraviolet rays, if the ultraviolet rays are blocked by the discharge nozzle, the fluidity of the binder can be secured,
Clogging can be prevented.
【0089】さらに、従来の三次元造形装置では、粉末
材料の各層ごとにバインダを硬化させる動作を行ってい
ないため、以下のような問題点があった。Further, in the conventional three-dimensional printing apparatus, since the operation of hardening the binder is not performed for each layer of the powder material, there are the following problems.
【0090】(1)粉末材料の各層で造形領域にバインダ
を塗布した後に、さらにインクを塗布して彩色する場
合、バインダが硬化しない状態でインクを塗布するた
め、にじみが生じて色再現性、分解能が低下する。(1) When a binder is applied to the modeling area with each layer of the powder material and then the ink is further applied and colored, the ink is applied in a state where the binder is not cured, so that bleeding occurs and the color reproducibility is increased. Resolution decreases.
【0091】(2)バインダが硬化しない状態で上部の粉
末材料層が形成されるため、三次元造形物の表示面に現
れるべき領域に、その周囲の未固化領域の粉末材料が付
着してしまい、完成した三次元造形物の形状精度や色再
現性が低下する。(2) Since the upper powder material layer is formed in a state where the binder is not cured, the powder material in the surrounding unsolidified area adheres to the area to be displayed on the display surface of the three-dimensional structure. In addition, the shape accuracy and color reproducibility of the completed three-dimensional structure are reduced.
【0092】以上の問題点については、三次元造形装置
100において、各層ごとに紫外線を照射し粉末材料を
結合させた後に彩色を施すため、色再現性などが向上す
ることとなる。Regarding the above-mentioned problems, in the three-dimensional modeling apparatus 100, since the coloring is performed after each layer is irradiated with ultraviolet rays to combine the powder material, the color reproducibility and the like are improved.
【0093】<第2実施形態>図9は、本発明の第2実
施形態に係る三次元造形装置100Aの要部構成を示す
図である。<Second Embodiment> FIG. 9 is a diagram showing a main configuration of a three-dimensional printing apparatus 100A according to a second embodiment of the present invention.
【0094】三次元造形装置100Aは、第1実施形態
の三次元造形装置100と類似の構成となっているが、
薄層形成部60が異なっている。この薄層形成部60の
構成を以下で説明する。The three-dimensional printing apparatus 100A has a configuration similar to that of the three-dimensional printing apparatus 100 of the first embodiment.
The thin layer forming part 60 is different. The configuration of the thin layer forming section 60 will be described below.
【0095】薄層形成部60は、第1実施形態の薄層形
成部20と同様に、伸展ローラ61と、粉末供給機構6
2と、駆動部69とを備えて構成される。この薄層形成
部60は駆動部69によってX方向に沿って往復移動可
能となっている。そして、伸展ローラ61および粉末供
給機構62は、Y方向に長く伸びており、駆動部69に
よるX方向に沿った1回の動作で、造形部40に粉末材
料の薄層形成を行うことができるように構成されてい
る。The thin layer forming section 60 includes an extension roller 61 and a powder supply mechanism 6 similarly to the thin layer forming section 20 of the first embodiment.
2 and a drive unit 69. The thin layer forming section 60 can be reciprocated by the driving section 69 in the X direction. The extension roller 61 and the powder supply mechanism 62 are elongated in the Y direction, and can form a thin layer of the powder material on the modeling unit 40 by a single operation in the X direction by the driving unit 69. It is configured as follows.
【0096】図10は、粉末供給機構62の要部構成を
示す図である。ここで、図10(a)は、XZ平面に関す
る粉末供給機構62の断面図であり、図10(b)は、粉
末供給機構62を下方から見た図である。FIG. 10 is a diagram showing a main configuration of the powder supply mechanism 62. As shown in FIG. Here, FIG. 10A is a cross-sectional view of the powder supply mechanism 62 with respect to the XZ plane, and FIG. 10B is a view of the powder supply mechanism 62 as viewed from below.
【0097】粉末供給機構62の上部側は、異なる粉末
材料を収容するための2つの粉末容器63a、63bを
有しており、粉末容器63a、63bの下部には多孔質
の供給ローラ64a、64bが設けられている。また、
粉末供給機構62は、30枚のシャッター65と、シャ
ッター65を駆動するアクチュエータ66とを備えてい
る。The upper side of the powder supply mechanism 62 has two powder containers 63a and 63b for accommodating different powder materials, and the lower portions of the powder containers 63a and 63b have porous supply rollers 64a and 64b. Is provided. Also,
The powder supply mechanism 62 includes 30 shutters 65 and an actuator 66 that drives the shutters 65.
【0098】それぞれのシャッター65は、駆動制御部
12からの指令に基づきアクチュエータ66によって、
開口Ha、Hbにおける開状態SOと閉状態SCとの切
替えが可能となっている。このシャッター65の開閉制
御により、粉末容器63a、63bに収容される2種類
の粉末材料を選択的に供給して、粉末材料の層形成を行
えることとなる。この粉末容器63a、63bには、例
えば粒径の異なる2種類の粉末材料が収容される。Each of the shutters 65 is actuated by an actuator 66 based on a command from the drive control unit 12.
Switching between the open state SO and the closed state SC at the openings Ha and Hb is possible. By controlling the opening and closing of the shutter 65, two types of powder materials accommodated in the powder containers 63a and 63b are selectively supplied to form a layer of the powder material. The powder containers 63a and 63b contain, for example, two types of powder materials having different particle sizes.
【0099】<三次元造形装置100Aの動作>三次元
造形装置100Aの動作は、図3のフローチャートに示
す動作とほぼ等しいが、ステップS5に対応する粉末材
料の薄層の形成動作が異なる。<Operation of Three-Dimensional Modeling Apparatus 100A> The operation of the three-dimensional modeling apparatus 100A is substantially the same as the operation shown in the flowchart of FIG. 3, but the operation of forming a thin layer of the powder material corresponding to step S5 is different.
【0100】この薄層の形成動作では、薄層形成部60
を+X方向に沿った移動を行いつつ、粉末容器63a、
63bに収容される2種類の粉末材料の供給を行う。具
体的には、図10(b)に示すように、粉末供給機構62
においてY方向に同位置となる2つの開口Ha、Hbの
うち一方を開状態、他方を閉状態とすることで、2種類
の粉末材料を選択的に供給する。In this thin layer forming operation, the thin layer forming section 60
While moving along the + X direction, the powder container 63a,
Two kinds of powder materials stored in 63b are supplied. Specifically, as shown in FIG.
, One of the two openings Ha and Hb at the same position in the Y direction is opened and the other is closed, thereby selectively supplying two types of powder materials.
【0101】図11は、この薄層形成部60によって造
形ステージ42上に形成された粉末材料の層の一例を示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a layer of a powder material formed on the modeling stage 42 by the thin layer forming section 60. As shown in FIG.
【0102】図11に示すように、粉末容器63a内の
粉末材料82aと、粉末容器63b内の粉末材料82b
(平行斜線部)とで粉末層1層の形成が行われる。このよ
うな層形成により、三次元造形物の一部において、表面
荒さや強度などを他の部分と異ならせることができるた
め、三次元造形のバリエーションが増すこととなる。As shown in FIG. 11, the powder material 82a in the powder container 63a and the powder material 82b in the powder container 63b
(Parallel hatched portions), one powder layer is formed. By forming such a layer, the surface roughness, the strength, and the like of a part of the three-dimensional structure can be made different from those of the other parts, so that variations of the three-dimensional structure are increased.
【0103】以上のような三次元造形装置100Aの動
作により、第1実施形態の三次元造形装置100と同様
の効果を発揮することとなる。さらに、複数の粉末材料
を三次元造形に使用できるため、造形の自由度が向上す
る。By the operation of the three-dimensional printing apparatus 100A as described above, the same effects as those of the three-dimensional printing apparatus 100 of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since a plurality of powder materials can be used for three-dimensional modeling, the degree of freedom in modeling is improved.
【0104】<第3実施形態>本発明の第3実施形態に
係る三次元造形装置100Bは、第1実施形態の三次元
造形装置100と類似の構成となっているが、バインダ
付与部30Bの構成が異なっている。このバインダ付与
部30Bの構成を以下で説明する。<Third Embodiment> A three-dimensional printing apparatus 100B according to a third embodiment of the present invention has a configuration similar to that of the three-dimensional printing apparatus 100 of the first embodiment. The configuration is different. The configuration of the binder applying section 30B will be described below.
【0105】図12は、バインダ付与部30Bの要部構
成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a main configuration of the binder applying section 30B.
【0106】バインダ付与部30Bは、各色のインクを
吐出する吐出ノズル37a〜37dと、紫外線硬化樹脂
のバインダを吐出する吐出ノズル37eとの間に、紫外
線照射部39が配設されている。In the binder applying section 30B, an ultraviolet irradiation section 39 is provided between the discharge nozzles 37a to 37d for discharging ink of each color and the discharge nozzle 37e for discharging a binder of an ultraviolet curable resin.
【0107】すなわち、吐出ノズル37eを有して付与
手段として機能するバインダ吐出ユニットUbは、層形
成手段として機能する伸展ローラ21と、紫外線照射部
39を有して放射手段として機能する紫外線照射ユニッ
トUvとの間に配置されることとなる。That is, the binder discharge unit Ub having the discharge nozzle 37e and functioning as an application means is composed of the extension roller 21 functioning as a layer forming means and the ultraviolet irradiation unit having the ultraviolet irradiation section 39 and functioning as a radiation means. Uv.
【0108】<三次元造形装置100Bの動作>三次元
造形装置100Bの動作は、図3のフローチャートに示
す動作とほぼ等しいが、ステップS5〜S7が粉末層に
関して並列的に行われることが異なる。<Operation of Three-dimensional Modeling Apparatus 100B> The operation of the three-dimensional modeling apparatus 100B is almost the same as the operation shown in the flowchart of FIG. 3, except that steps S5 to S7 are performed in parallel with respect to the powder layer.
【0109】図13は、三次元造形装置100Bの動作
概要を示す図である。図13(a)は、バインダ付与部3
0Bの往路(+X方向)の動作を示しており、図13(b)
は、バインダ付与部30Bの復路(−X方向)の動作を示
している。FIG. 13 is a diagram showing an outline of the operation of the three-dimensional printing apparatus 100B. FIG. 13A shows the state of the binder applying unit 3.
FIG. 13B shows the operation of the forward path (+ X direction) of FIG.
Indicates the operation of the binder applying section 30B in the return path (−X direction).
【0110】図13(a)に示すように、伸展ローラ21
を+X方向に移動させるとともに、色インク吐出ユニッ
トUc、紫外線照射ユニットUvおよびバインダ吐出ユ
ニットUbを一体として+X方向に移動させる。[0110] As shown in FIG.
Is moved in the + X direction, and the color ink ejection unit Uc, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the binder ejection unit Ub are integrally moved in the + X direction.
【0111】ここでは、粉末供給機構20により供給さ
れた粉末の塊Kaに対して、伸展ローラ21によって粉
末材料の層の形成を行いつつ、バインダ吐出ユニットU
bから紫外線硬化樹脂のバインダを吐出するとともに、
紫外線照射ユニットUvを+X方向に副走査して粉末材
料の層に紫外線を照射する。さらに、色インク吐出ユニ
ットUcから各色のインクを粉末層に吐出する。Here, a powder material layer is formed by the extension roller 21 on the powder mass Ka supplied by the powder supply mechanism 20 while the binder discharge unit U is formed.
While discharging the binder of the ultraviolet curing resin from b,
The layer of the powder material is irradiated with ultraviolet rays by sub-scanning the ultraviolet irradiation unit Uv in the + X direction. Further, each color ink is ejected from the color ink ejection unit Uc to the powder layer.
【0112】すなわち、伸展ローラ21の能動化と並行
して、バインダ吐出ユニットUb、紫外線照射ユニット
Uvおよび色インク吐出ユニットUcを能動化(ON)す
ることによって、往路において粉末材料の結合体を生成
できるとともに、これに彩色を施すことができる。That is, in parallel with the activation of the extension roller 21, the binder discharge unit Ub, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the color ink discharge unit Uc are activated (ON), so that a combined body of the powder material is generated on the outward path. It can be colored as well as possible.
【0113】そして、図13(b)に示すように、−X方
向の復路においては、伸展ローラ21、バインダ吐出ユ
ニットUb、紫外線照射ユニットUvおよび色インク吐
出ユニットUcを能動化させずに、往路の移動速度より
大きな移動速度で、初期位置まで戻る動作を行う。Then, as shown in FIG. 13B, on the return path in the -X direction, the extension roller 21, the binder discharge unit Ub, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the color ink discharge unit Uc are not activated, and The operation of returning to the initial position is performed at a moving speed higher than the moving speed of the.
【0114】以上の動作を繰り返すことにより、粉末材
料の層ごとに順次に結合体が生成され、バインダで結合
されなかった粉末材料と分離することによって、三次元
造形物が生成できることとなる。By repeating the above operation, a binder is sequentially generated for each layer of the powder material, and a three-dimensional structure can be generated by separating the binder from the powder material not bound by the binder.
【0115】以上の三次元造形装置100Bの動作によ
り、第1実施形態の三次元造形装置100と同様の効果
が発揮できる。また、往路において造形および彩色の動
作を行い、復路ではこれらの動作を省略し高速で移動す
るため、三次元造形時間を短縮できる。By the operation of the three-dimensional printing apparatus 100B described above, the same effect as the three-dimensional printing apparatus 100 of the first embodiment can be exhibited. In addition, modeling and coloring operations are performed on the outward path, and these operations are omitted and the apparatus moves at high speed on the return path, so that the three-dimensional modeling time can be reduced.
【0116】なお、各ユニットの配列は、三次元造形装
置100Bの配置に限らず、図14に示すような構成で
も良い。The arrangement of the units is not limited to the arrangement of the three-dimensional printing apparatus 100B, but may be configured as shown in FIG.
【0117】図14に示す構成では、バインダ吐出ユニ
ットUb、色インク吐出ユニットUc、紫外線照射ユニ
ットUvの順に伸展ローラ21から配置されている。こ
こでは、往路においては、図14(a)に示すように伸展
ローラ21およびバインダ吐出ユニットUbを能動化し
てバインダを粉末層に吐出するとともに、紫外線照射ユ
ニットUvを能動化して紫外線を照射する。一方、復路
においては、図14(b)に示すように紫外線照射ユニッ
トUvを能動化して粉末層に2回目の紫外線照射を行う
とともに、色インク吐出ユニットUcを能動化して各色
のインクを吐出する。In the configuration shown in FIG. 14, the binder discharge unit Ub, the color ink discharge unit Uc, and the ultraviolet irradiation unit Uv are arranged in this order from the extension roller 21. Here, on the outward path, as shown in FIG. 14A, the extension roller 21 and the binder discharge unit Ub are activated to discharge the binder to the powder layer, and the ultraviolet irradiation unit Uv is activated to irradiate the ultraviolet rays. On the other hand, in the return path, as shown in FIG. 14B, the ultraviolet irradiation unit Uv is activated to perform the second ultraviolet irradiation on the powder layer, and the color ink ejection unit Uc is activated to eject ink of each color. .
【0118】以上の動作により、粉末層へのインク塗布
前に2回の紫外線照射が行えるため、紫外線硬化樹脂の
バインダを強固に硬化することができ、彩色を適切に行
えることとなる。また、バインダ吐出ユニットUbと紫
外線照射ユニットUvとが隣接しないため、紫外線照射
ユニットUvからの紫外光漏れに起因するバインダ吐出
ユニットUvの吐出ノズル37eの目詰まりを防止でき
る。By the above operation, the ultraviolet irradiation can be performed twice before the ink is applied to the powder layer, so that the binder of the ultraviolet curable resin can be hardened and the coloring can be appropriately performed. Further, since the binder discharge unit Ub and the ultraviolet irradiation unit Uv are not adjacent to each other, it is possible to prevent the discharge nozzle 37e of the binder discharge unit Uv from being clogged due to ultraviolet light leakage from the ultraviolet irradiation unit Uv.
【0119】また、各ユニットの配列は、図15に示す
ような構成でも良い。The arrangement of each unit may be configured as shown in FIG.
【0120】図15に示す構成では、色インク吐出ユニ
ットUc、バインダ吐出ユニットUb、紫外線照射ユニ
ットUvの順に伸展ローラ21から配置されている。こ
こでは、往路においては、図15(a)に示すように伸展
ローラ21およびバインダ吐出ユニットUbを能動化し
てバインダを粉末層に吐出するとともに、紫外線照射ユ
ニットUvを能動化して紫外線を照射する。一方、復路
においては、紫外線照射ユニットUvを能動化して粉末
層に2回目の紫外線照射を行うとともに、色インク吐出
ユニットUcを能動化して各色のインクを吐出する。In the configuration shown in FIG. 15, the color ink discharge unit Uc, the binder discharge unit Ub, and the ultraviolet irradiation unit Uv are arranged in this order from the extension roller 21. Here, on the outward path, as shown in FIG. 15A, the extension roller 21 and the binder discharge unit Ub are activated to discharge the binder to the powder layer, and the ultraviolet irradiation unit Uv is activated to irradiate the ultraviolet rays. On the other hand, in the return path, the ultraviolet irradiation unit Uv is activated to perform the second ultraviolet irradiation on the powder layer, and the color ink ejection unit Uc is activated to eject ink of each color.
【0121】以上の動作により、インク塗布前に2回の
紫外線照射が行えるため、紫外線硬化樹脂のバインダを
強固に硬化することができ、彩色を適切に行えることと
なる。また、バインダ吐出ユニットUbと紫外線照射ユ
ニットUvとが隣接するため、粉末層にバインダが塗布
されてから紫外線が照射されるまでの時間を短くでき
る。これにより、粉末層におけるバインダのにじみが抑
制できるため、より高精度および高精細の造形が可能と
なる。By the above operation, the ultraviolet irradiation can be performed twice before the ink application, so that the binder of the ultraviolet curable resin can be hardened and the coloring can be appropriately performed. Further, since the binder discharge unit Ub and the ultraviolet irradiation unit Uv are adjacent to each other, the time from application of the binder to the powder layer to irradiation of the ultraviolet light can be shortened. Thereby, since the bleeding of the binder in the powder layer can be suppressed, the molding with higher precision and higher definition can be performed.
【0122】さらに、各ユニットの配列は、図16に示
すような構成でも良い。Further, the arrangement of each unit may be configured as shown in FIG.
【0123】図16に示す構成では、図14と同様に、
バインダ吐出ユニットUb、色インク吐出ユニットU
c、紫外線照射ユニットUvの順に伸展ローラ21から
配置されている。さらに、各ユニットUb、Uc、Uv
の上方には、造形エリア全体、すなわち造形ステージ4
2上の粉末層全面に照射するための固定紫外線照射ユニ
ットUwが配設されている。ここで、往路においては、
図16(a)に示すように伸展ローラ21およびバインダ
吐出ユニットUbを能動化してバインダを粉末層に吐出
し、紫外線照射ユニットUvを能動化して紫外線を照射
するとともに、固定紫外線照射ユニットUwから造形エ
リア全体に紫外線を照射する。一方、復路においては、
図16(b)に示すように紫外線照射ユニットUvを能動
化して粉末層に2回目の紫外線照射を行い、色インク吐
出ユニットUcを能動化して各色のインクを吐出すると
ともに、固定紫外線照射ユニットUwから造形エリア全
体に紫外線を照射する。In the configuration shown in FIG. 16, similar to FIG.
Binder discharge unit Ub, color ink discharge unit U
c, the ultraviolet irradiation units Uv are arranged in this order from the extension roller 21. Further, each unit Ub, Uc, Uv
Above the entire molding area, that is, the molding stage 4
A fixed ultraviolet irradiation unit Uw for irradiating the entire surface of the powder layer on the upper surface 2 is provided. Here, on the outbound route,
As shown in FIG. 16 (a), the extension roller 21 and the binder discharge unit Ub are activated to discharge the binder to the powder layer, the ultraviolet irradiation unit Uv is activated to irradiate ultraviolet rays, and the fixed ultraviolet irradiation unit Uw is used for molding. Irradiate the entire area with UV light. On the other hand, on the return trip,
As shown in FIG. 16 (b), the UV irradiation unit Uv is activated to perform the second UV irradiation on the powder layer, and the color ink discharge unit Uc is activated to discharge ink of each color, and the fixed UV irradiation unit Uw Irradiates the entire molding area with ultraviolet rays.
【0124】以上の動作により、図14の場合と同様の
効果を発揮するとともに、紫外線照射ユニットUvから
の紫外線照射に、固定紫外線照射ユニットUwからの紫
外線照射が補助的に加わるため、紫外線照射量が増加し
強固にバインダを硬化させることができる。By the above operation, the same effect as in the case of FIG. 14 can be obtained, and the ultraviolet irradiation from the fixed ultraviolet irradiation unit Uw is added to the ultraviolet irradiation from the ultraviolet irradiation unit Uv. And the binder can be hardened firmly.
【0125】<第4実施形態>本発明の第4実施形態に
係る三次元造形装置100Cは、第1実施形態の三次元
造形装置100と類似の構成となっているが、薄層形成
部20Cおよびバインダ付与部30Cの構成が異なって
いる。この薄層形成部20Cおよびバインダ付与部30
Bの構成を以下で説明する。なお、図17に示すよう
に、薄層形成部20Cの伸展ローラ21を含む機構を伸
展ユニットUpとする。<Fourth Embodiment> A three-dimensional printing apparatus 100C according to a fourth embodiment of the present invention has a configuration similar to that of the three-dimensional printing apparatus 100 of the first embodiment. And the configuration of the binder applying section 30C is different. The thin layer forming section 20C and the binder applying section 30
The configuration of B will be described below. As shown in FIG. 17, a mechanism including the extension roller 21 of the thin layer forming section 20C is referred to as an extension unit Up.
【0126】バインダ付与部30Cは、図17に示すよ
うに、色インク吐出ユニットUc、紫外線照射ユニット
Uv、バインダ吐出ユニットUbの順に伸展ユニットU
pから配置されている。これは、第3実施形態のバイン
ダ付与部30Bの各ユニットの配置をX方向に鏡面対象
とする配置となっており、−X方向への復路において造
形および彩色を行えることとなる。そして、伸展ユニッ
トUp、色インク吐出ユニットUc、紫外線照射ユニッ
トUv、バインダ吐出ユニットUbのそれぞれは、保持
手段として機能する1の台板上に配設され一体化されて
保持されており、また紫外線照射ユニットUvが伸展ユ
ニットUpとバインダ吐出ユニットUbとの間に配置さ
れている。また、各ユニットUv、Uc、Ub、Upは
一体となってX方向に伸びるガイドGに接続されてお
り、ガイドGに沿ってX方向に移動可能となっている。As shown in FIG. 17, the binder applying section 30C includes the extension unit U in the order of the color ink discharge unit Uc, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the binder discharge unit Ub.
p. This is an arrangement in which the arrangement of each unit of the binder applying section 30B of the third embodiment is mirror-finished in the X direction, so that modeling and coloring can be performed on the return path in the −X direction. Each of the extension unit Up, the color ink discharge unit Uc, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the binder discharge unit Ub is provided and integrated on one base plate functioning as a holding unit, and is held by the ultraviolet light. The irradiation unit Uv is arranged between the extension unit Up and the binder discharge unit Ub. Each unit Uv, Uc, Ub, Up is integrally connected to a guide G extending in the X direction, and is movable in the X direction along the guide G.
【0127】バインダ吐出ユニットUbおよび色インク
吐出ユニットUcは、Y方向に移動(主走査)可能な吐出
ヘッドHb、Hcが設けられている。これらの吐出ヘッ
ドHb、Hcは、主走査を行うとともに、ガイドGに沿
った副走査を行うことで粉末材料の層における所望の領
域にバインダおよび色インクを塗布できることとなる。The binder discharge unit Ub and the color ink discharge unit Uc are provided with discharge heads Hb and Hc that can move (main scan) in the Y direction. These ejection heads Hb and Hc can apply the binder and the color ink to a desired region in the layer of the powder material by performing the main scanning and the sub-scanning along the guide G.
【0128】<三次元造形装置100Cの動作>三次元
造形装置100Cの動作は、図3のフローチャートに示
す動作とほぼ同様となっているが、伸展ユニットUpと
色インク吐出ユニットUcと紫外線照射ユニットUvと
バインダ吐出ユニットUbとが一体となってX方向に移
動するため、以下の考慮が必要となる。<Operation of Three-Dimensional Modeling Apparatus 100C> The operation of the three-dimensional modeling apparatus 100C is almost the same as the operation shown in the flowchart of FIG. 3, but the extension unit Up, the color ink discharge unit Uc, and the ultraviolet irradiation unit Since Uv and the binder discharge unit Ub move integrally in the X direction, the following consideration is required.
【0129】吐出ヘッドHb、Hcを有する各ユニット
Ub、Ucでは、Y方向への主走査が完了しない限り、
X方向への副走査が行えないため、X方向への移動が断
続的に、すなわち連続してスムーズに行われないことと
なる。これは、伸展ユニットUpのX方向への移動が、
粉末材料を均一に展開させる観点から連続して行うのが
好ましいことに反することとなる。In the units Ub and Uc having the ejection heads Hb and Hc, unless the main scanning in the Y direction is completed,
Since the sub-scanning in the X direction cannot be performed, the movement in the X direction is not performed intermittently, that is, continuously and smoothly. This is because the movement of the extension unit Up in the X direction
This is contrary to the fact that it is preferable to perform the powder material continuously from the viewpoint of uniformly developing the powder material.
【0130】そこで、+X方向に移動する往路において
は、伸展ユニットUpの前方に供給される粉末材料に対
して伸展ユニットUpのみを能動化させて均一な粉末層
を形成する。一方、−X方向に移動する復路において
は、伸展ユニットUp以外の色インク吐出ユニットU
c、紫外線照射ユニットUvおよびバインダ吐出ユニッ
トUbを能動化して、バインダ塗布、紫外線照射および
カラーリングを行う。Therefore, in the forward movement in the + X direction, only the extension unit Up is activated with respect to the powder material supplied in front of the extension unit Up to form a uniform powder layer. On the other hand, on the return path moving in the −X direction, the color ink ejection units U other than the extension unit Up
(c) Activate the ultraviolet irradiation unit Uv and the binder discharge unit Ub to perform binder application, ultraviolet irradiation, and coloring.
【0131】すなわち、往路において伸展ユニットUp
を能動化し粉末材料の層が形成された後に、バインダ付
与ユニットと紫外線照射ユニットとを能動化して粉末材
料の層に係る結合体を形成することとなる。That is, in the outward path, the extension unit Up
After the powder material layer is formed by activating the binder, the binder applying unit and the ultraviolet irradiation unit are activated to form a combined body relating to the powder material layer.
【0132】以上の三次元造形装置100Cにおいて
は、各ユニットUb、Uv、Uc、Upが一体として配
設されるため、装置構成を簡素化できるとともに、粉末
材料の薄層形成と他の動作とを独立して行うため、粉末
層の形成が適切に行える。また、この三次元造形装置1
00Cの構成では、図1に示すような粉末供給機構22
による上方からの粉末供給に適用できるとともに、造形
部40の内部から粉末材料を上方に押出して供給する下
方からの粉末供給にも適用できることとなる。In the above-described three-dimensional printing apparatus 100C, since the units Ub, Uv, Uc, and Up are integrally disposed, the apparatus configuration can be simplified, and a thin layer of powder material can be formed and other operations can be performed. Is performed independently, so that a powder layer can be formed appropriately. In addition, the three-dimensional modeling device 1
In the configuration of 00C, the powder supply mechanism 22 as shown in FIG.
In addition to the above, the present invention can be applied to powder supply from above, and also powder supply from below, which extrudes and supplies a powder material upward from the inside of the shaping section 40.
【0133】なお、三次元造形装置100Cの構成に限
らず、図18に示すような各ユニットの構成でも良い。The configuration of each unit as shown in FIG. 18 is not limited to the configuration of the three-dimensional printing apparatus 100C.
【0134】ここでは、図18に示すように、バインダ
吐出ユニットUb、紫外線照射ユニットUv、色インク
吐出ユニットUcの順に伸展ユニットUpから配置され
ている。そして、三次元造形装置100Cと同様に、伸
展ユニットUp、バインダ吐出ユニットUb、紫外線照
射ユニットUv、色インク吐出ユニットUcのそれぞれ
は、1の台板上に配設され一体化されて保持されてお
り、またバインダ吐出ユニットUbが伸展ユニットUp
と紫外線照射ユニットUvとの間に配置されている。ま
た、各ユニットUv、Uc、Ub、Upは一体となって
X方向に伸びるガイドGに接続されており、ガイドGに
沿ってX方向に移動可能となっている。Here, as shown in FIG. 18, the binder discharge unit Ub, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the color ink discharge unit Uc are arranged in this order from the extension unit Up. Then, similarly to the three-dimensional printing apparatus 100C, each of the extension unit Up, the binder discharge unit Ub, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the color ink discharge unit Uc is disposed and integrated and held on one base plate. And the binder discharge unit Ub is the extension unit Up
And the ultraviolet irradiation unit Uv. Each unit Uv, Uc, Ub, Up is integrally connected to a guide G extending in the X direction, and is movable in the X direction along the guide G.
【0135】図18に示す装置においては、三次元造形
装置100Cと同様に、往路(+X方向)において、伸展
ユニットUpの前方に供給される粉末材料に対して伸展
ユニットUpのみを能動化させて均一な粉末材料の層を
形成する。一方、復路(−X)において、伸展ユニットU
p以外の色インク吐出ユニットUc、紫外線照射ユニッ
トUvおよびバインダ吐出ユニットUbを能動化させ
て、バインダ塗布、紫外線照射およびカラーリングを行
う。これにより、上記の三次元造形装置100Cと同様
の効果を発揮できる。なお、上方からの粉末供給につい
ては、供給された粉末材料の塊が往路において、伸展ユ
ニットUpより先にバインダ吐出ユニットUbおよび色
インク吐出ユニットUcの下方を通過するため、粉末材
料の塊の最上端がバインダ吐出ユニットUbおよび色イ
ンク吐出ユニットUcの最下端と接触しないように留意
することが必要となる。In the apparatus shown in FIG. 18, similarly to the three-dimensional printing apparatus 100C, in the outward path (+ X direction), only the extension unit Up is activated with respect to the powder material supplied in front of the extension unit Up. Form a uniform layer of powdered material. On the other hand, in the return path (-X), the extension unit U
The color ink ejection unit Uc other than p, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the binder ejection unit Ub are activated to perform binder application, ultraviolet irradiation, and coloring. Thereby, the same effect as the above-described three-dimensional printing apparatus 100C can be exerted. In the case of powder supply from above, the supplied powder material lump passes below the binder discharge unit Ub and the color ink discharge unit Uc on the outward path before the extension unit Up, so that the powder material lump is at the very end. Care must be taken that the upper end does not contact the lowermost ends of the binder discharge unit Ub and the color ink discharge unit Uc.
【0136】また、三次元造形装置100Cのように各
ユニットが一体として形成されるのは必須でなく、図1
9および図20に示すように、伸展ユニットUpとバイ
ンダ付与部とが分離されている構成でも良い。すなわ
ち、この構成では、1の台板上にバインダ吐出ユニット
Ub、紫外線照射ユニットUvおよび色インク吐出ユニ
ットUcを配設し、伸展ユニットUpは別に設けること
となる。この場合には、バインダ付与部を軽量化できる
ため、X方向の移動を迅速に行えることとなる。なお、
伸展ユニットUpと、バインダ付与部のユニットUb、
Uv、Ucとを独立に移動できるため、バインダ付与部
の断続的な移動と独立して、伸展ユニットUpを連続的
にスムーズに移動できる。これにより、往路において粉
末層の形成とともに、バインダ塗布等の動作も行えるこ
ととなる。It is not essential that each unit is integrally formed as in the three-dimensional printing apparatus 100C.
As shown in FIGS. 9 and 20, the extension unit Up and the binder applying section may be separated. That is, in this configuration, the binder discharge unit Ub, the ultraviolet irradiation unit Uv, and the color ink discharge unit Uc are provided on one base plate, and the extension unit Up is provided separately. In this case, since the weight of the binder applying portion can be reduced, the movement in the X direction can be performed quickly. In addition,
An extension unit Up, a unit Ub of a binder applying unit,
Since the Uv and Uc can be moved independently, the extension unit Up can be smoothly moved continuously and independently of the intermittent movement of the binder applying unit. Thereby, the operation such as the application of the binder and the like can be performed in the outward path as well as the formation of the powder layer.
【0137】<第5実施形態>本発明の第5実施形態に
係る三次元造形装置100Dは、第4実施形態の三次元
造形装置100Cと類似の構成となっているが、薄層形
成部20Dおよびバインダ付与部30Dの構成が異なっ
ている。すなわち、第4実施形態の三次元造形装置10
0Cでは、各ユニットUb、Uv、Uc、Upが一体と
なっているが、三次元造形装置100Dでは、各ユニッ
トUb、Uv、Uc、Upが分離された構成となってい
る。<Fifth Embodiment> A three-dimensional printing apparatus 100D according to a fifth embodiment of the present invention has a configuration similar to that of the three-dimensional printing apparatus 100C of the fourth embodiment. And the configuration of the binder applying section 30D is different. That is, the three-dimensional printing apparatus 10 of the fourth embodiment
In 0C, each unit Ub, Uv, Uc, Up is integrated, but in the three-dimensional printing apparatus 100D, each unit Ub, Uv, Uc, Up is separated.
【0138】バインダ付与部30Dは、図21に示すよ
うに、紫外線照射ユニットUv、色インク吐出ユニット
Uc、バインダ吐出ユニットUb、伸展ユニットUpの
順に配置されている。そして、伸展ユニットUp、バイ
ンダ吐出ユニットUb、色インク吐出ユニットUc、紫
外線照射ユニットUvのそれぞれは、X方向に伸びるガ
イドGに接続されている。このガイドGに沿って、各ユ
ニットUv、Uc、Ub、Upが独立してX方向に移動
可能となる。As shown in FIG. 21, the binder applying section 30D is arranged in the order of an ultraviolet irradiation unit Uv, a color ink discharge unit Uc, a binder discharge unit Ub, and an extension unit Up. Each of the extension unit Up, the binder discharge unit Ub, the color ink discharge unit Uc, and the ultraviolet irradiation unit Uv is connected to a guide G extending in the X direction. Along this guide G, each unit Uv, Uc, Ub, Up can be independently moved in the X direction.
【0139】バインダ吐出ユニットUbおよび色インク
吐出ユニットUcは、Y方向に移動(主走査)可能な吐出
ヘッドHb、Hcが設けられている。The binder discharge unit Ub and the color ink discharge unit Uc are provided with discharge heads Hb and Hc that can move (main scan) in the Y direction.
【0140】三次元造形装置100Dの動作は、三次元
造形装置100Cの動作と異なり、X方向において各ユ
ニットUv、Uc、Ub、Upを独立に移動できるた
め、往路で伸展ユニットUpを能動化させて薄層形成の
みを行う必要がなくなる。すなわち、例えば、往路(+
X方向)においては、伸展ユニットUpとバインダ吐出
ユニットUbと紫外線照射ユニットとを能動化させて粉
末層に結合体を形成し、復路(−X方向)においては、色
インク吐出ユニットUcを能動化させてカラーリングを
行えることとなる。The operation of the three-dimensional printing apparatus 100D is different from the operation of the three-dimensional printing apparatus 100C in that the units Uv, Uc, Ub, and Up can be moved independently in the X direction, so that the extension unit Up is activated on the outward path. Therefore, it is not necessary to form only a thin layer. That is, for example, the forward path (+
In the (X direction), the extension unit Up, the binder discharge unit Ub, and the ultraviolet irradiation unit are activated to form a combined body in the powder layer, and in the return path (-X direction), the color ink discharge unit Uc is activated. Then, coloring can be performed.
【0141】以上の三次元造形装置100Dの動作によ
り、上記の各実施形態と同様に、適切に三次元造形物が
生成できる。また、各ユニットが独立して移動できるた
め、造形動作および彩色動作の自由度が向上する。By the above-described operation of the three-dimensional printing apparatus 100D, a three-dimensional printing object can be appropriately generated similarly to the above embodiments. In addition, since each unit can move independently, the degree of freedom of the modeling operation and the coloring operation is improved.
【0142】なお、三次元造形装置100Dの構成に限
らず、図22に示すような構成でも良い。Note that the configuration is not limited to the configuration of the three-dimensional printing apparatus 100D, but may be a configuration as shown in FIG.
【0143】図22に示す構成では、バインダ吐出ユニ
ットUb、紫外線照射ユニットUv、色インク吐出ユニ
ットUc、伸展ユニットUpの順に配置されて、それぞ
れガイドGに接続されている。そして、三次元造形装置
100Dと同様に、各ユニットが独立して移動可能な構
成となっているため、造形動作および彩色動作の自由度
が向上することとなる。In the configuration shown in FIG. 22, the binder discharge unit Ub, the ultraviolet irradiation unit Uv, the color ink discharge unit Uc, and the extension unit Up are arranged in this order and connected to the guide G. Then, as in the case of the three-dimensional printing apparatus 100D, each unit is configured to be independently movable, so that the degree of freedom of the printing operation and the coloring operation is improved.
【0144】また、三次元造形装置100Dのように各
ユニットが全て分離されているのは必須でなく、図23
に示すように、バインダ吐出ユニットUbと色インク吐
出ユニットUcとを一体とするバインダ・色インク吐出
ユニットUbcを有する構成でも良い。It is not essential that all units are separated as in the three-dimensional printing apparatus 100D.
As shown in (1), a configuration may be adopted in which a binder / color ink discharge unit Ubc is formed by integrating the binder discharge unit Ub and the color ink discharge unit Uc.
【0145】このバインダ・色インク吐出ユニットUb
cは、三次元造形装置100Dにおけるバインダの吐出
ヘッドHbと色インクの吐出ヘッドHcとを一体化した
吐出ヘッドHbcを有している。This binder / color ink discharge unit Ub
c has a discharge head Hbc in which the discharge head Hb of the binder and the discharge head Hc of the color ink in the three-dimensional printing apparatus 100D are integrated.
【0146】図24は、吐出ヘッドHbcの要部構成を
示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing the configuration of the main part of the ejection head Hbc.
【0147】吐出ヘッドHbcは、複数の吐出孔を有す
るバインダ吐出孔部Qbと、複数の吐出孔を有するYイ
ンク吐出孔部Qy、Mインク吐出孔部QmおよびCイン
ク吐出孔部QcとがY方向に関して並列に配列された構
成となっている。In the ejection head Hbc, the binder ejection holes Qb having a plurality of ejection holes, and the Y ink ejection holes Qy, the M ink ejection holes Qm, and the C ink ejection holes Qc each having the plurality of ejection holes are Y. They are arranged in parallel in the direction.
【0148】このような吐出ヘッドHbcの構成によ
り、吐出ヘッドHbcをY方向に主走査するための駆動
機構が簡素化できる。With such a configuration of the ejection head Hbc, a driving mechanism for performing the main scanning of the ejection head Hbc in the Y direction can be simplified.
【0149】なお、吐出ヘッドについては、図25に示
す吐出ヘッドHbc1のように、ランプやLEDを利用
する紫外線の光源Lvを有するものでも良い。この場
合、吐出ヘッドHbc1を方向M1(+Y方向)に移動さ
せつつバインダ吐出孔部Qbからバインダを吐出し、そ
の直後に光源Lvから紫外線を照射できる。これによ
り、光源Lvの主走査が行え、またバインダ・色インク
吐出ユニットUbcのX方向への移動、すなわち副走査
が加わることにより、粉末層の全面に光源Lvによる紫
外線照射が可能となる。ここでは、主走査が完了すれ
ば、X方向のスキャン(走査)幅Scだけ吐出ヘッドHb
c1を移動させる。なお、光源Lvの長さについては、
図25中に示す仮想線まで延長しても良い。The ejection head may have an ultraviolet light source Lv using a lamp or an LED like the ejection head Hbc1 shown in FIG. In this case, the binder can be discharged from the binder discharge hole Qb while moving the discharge head Hbc1 in the direction M1 (+ Y direction), and immediately after that, the ultraviolet can be irradiated from the light source Lv. Thereby, the main scanning of the light source Lv can be performed, and the movement of the binder / color ink ejection unit Ubc in the X direction, that is, the addition of the sub-scanning makes it possible to irradiate the entire surface of the powder layer with ultraviolet rays by the light source Lv. Here, when the main scanning is completed, the discharge head Hb is moved by the scan (scanning) width Sc in the X direction.
Move c1. In addition, about the length of the light source Lv,
It may be extended to a virtual line shown in FIG.
【0150】また、吐出ヘッドについては、図26に示
す吐出ヘッドHbc2のように、2個の紫外線の光源L
v1、Lv2を有するものでも良い。これらの光源Lv
1、Lv2は、それぞれバインダ吐出孔部Qbを挟んで
両側に設けられている。この場合、吐出ヘッドHbc2
を双方向M2に移動させつつ、バインダ塗布および紫外
線照射を行えることとなる。すなわち、往路ではバイン
ダ吐出孔部Qbからバインダを吐出しつつ光源Lv1か
ら紫外線を照射し、一方、復路ではバインダを吐出しつ
つ光源Lv2から紫外線を照射する。As for the ejection head, two ultraviolet light sources L are used as in the ejection head Hbc2 shown in FIG.
It may have v1 and Lv2. These light sources Lv
1 and Lv2 are provided on both sides of the binder discharge hole Qb. In this case, the ejection head Hbc2
Is moved to the bidirectional M2, the binder application and the ultraviolet irradiation can be performed. That is, on the outward path, ultraviolet light is emitted from the light source Lv1 while discharging the binder from the binder discharge hole portion Qb, and on the return path, ultraviolet light is emitted from the light source Lv2 while discharging the binder.
【0151】さらに、吐出ヘッドについては、図24に
示すような吐出孔部の並列的な配列でなく、図27に示
す吐出ヘッドHbc3のように孔部の直列的な配列でも
良い。Further, as for the ejection heads, instead of the arrangement of the ejection holes in parallel as shown in FIG. 24, a series arrangement of holes as in the ejection head Hbc3 shown in FIG. 27 may be used.
【0152】吐出ヘッドHbc3は、複数の吐出孔を有
するバインダ吐出孔部Rb、Yインク吐出孔部Ry、M
インク吐出孔部RmおよびCインク吐出孔部RcがY方
向に関して直列に配列された構成となっている。このよ
うな吐出ヘッドHbc3の構成においても、バインダお
よび色インクの吐出を行う吐出ヘッドHbcをY方向に
主走査するための駆動機構が簡素化できることとなる。The ejection head Hbc3 includes a binder ejection hole Rb having a plurality of ejection holes, Y ink ejection holes Ry, M
The ink ejection holes Rm and the C ink ejection holes Rc are arranged in series in the Y direction. Also in such a configuration of the ejection head Hbc3, the driving mechanism for performing the main scanning of the ejection head Hbc for ejecting the binder and the color ink in the Y direction can be simplified.
【0153】なお、吐出ヘッドHbc3においては、バ
インダ吐出孔部Rbと、Yインク吐出孔部Ry、Mイン
ク吐出孔部RmおよびCインク吐出孔部Rcとの間に、
紫外線の光源Lv3が介挿される吐出ヘッドHbc4の
構成でも良い。この場合、吐出ヘッドHbc4を方向M
3(+Y方向)に移動させつつバインダ吐出孔部Rbから
バインダを吐出し、その直後に光源Lv3から紫外線を
照射できる。そして、主走査が完了すれば、X方向のス
キャン幅Scだけ吐出ヘッドHbc1を移動させる副走
査を行う。Note that, in the ejection head Hbc3, between the binder ejection hole Rb and the Y ink ejection hole Ry, the M ink ejection hole Rm, and the C ink ejection hole Rc.
The structure of the ejection head Hbc4 in which the ultraviolet light source Lv3 is inserted may be used. In this case, the ejection head Hbc4 is moved in the direction M
3 (+ Y direction), the binder is discharged from the binder discharge holes Rb, and immediately after that, ultraviolet light can be emitted from the light source Lv3. Then, when the main scanning is completed, the sub-scanning in which the ejection head Hbc1 is moved by the scan width Sc in the X direction is performed.
【0154】また、吐出ヘッドについては、図29に示
す吐出ヘッドHbc5および図30に示す吐出ヘッドH
bc6のように、2個の紫外線の光源Lv4、Lv5を
有するものでも良い。これらの光源Lv4、Lv5は、
それぞれバインダ吐出孔部Rbと、インク吐出孔部R
y、Rm、Rcとの間に介挿されている。この場合、上
記の吐出ヘッドHbc2と同様に、吐出ヘッドHbc
5、Hbc6を双方向M4に移動させつつ、バインダ塗
布および紫外線照射を行える。The ejection heads Hbc5 shown in FIG. 29 and the ejection head H shown in FIG.
As shown by bc6, a device having two ultraviolet light sources Lv4 and Lv5 may be used. These light sources Lv4 and Lv5 are:
Each of the binder discharge holes Rb and the ink discharge holes R
It is interposed between y, Rm, and Rc. In this case, similarly to the ejection head Hbc2, the ejection head Hbc
5. While moving Hbc6 in bidirectional M4, binder application and ultraviolet irradiation can be performed.
【0155】なお、図24に示す吐出ヘッドHbc等に
ついては、図31(a)に示すような構成であることが好
ましい。すなわち、吐出ヘッドHbcを着脱自在に保持
するヘッドマウントMtを設けるようにする。このヘッ
ドマウントMtにより、図31(b)に示すように隣接す
る紫外線照射ユニットUvから漏洩する紫外光Lu(平
行斜線部)を遮光できるとともに、粉末層82上で飛散
した粉末材料Pwから吐出ヘッドHbcを保護できるこ
ととなる。It is preferable that the ejection head Hbc and the like shown in FIG. 24 have a configuration as shown in FIG. That is, a head mount Mt for detachably holding the ejection head Hbc is provided. By this head mount Mt, as shown in FIG. 31B, ultraviolet light Lu (parallel hatched portion) leaking from the adjacent ultraviolet irradiation unit Uv can be shielded, and at the same time, the discharge head is discharged from the powder material Pw scattered on the powder layer 82. Hbc can be protected.
【0156】<変形例> ◎上記の第2実施形態の三次元造形装置については、粉
末材料の1層ごとに2種類の粉末材料を用いるのは必須
ではなく、三次元造形物ごとに複数の粉末材料を選択し
ても良い。この場合には、除去される粉末材料が同種の
ものとなるため、再利用が容易となる。<Modifications> In the three-dimensional printing apparatus according to the second embodiment, it is not essential to use two kinds of powder materials for each layer of the powder material, and it is not necessary to use a plurality of powder materials for each three-dimensional printing object. A powder material may be selected. In this case, since the powder material to be removed is of the same type, reuse is facilitated.
【0157】◎上記の第2実施形態における2種類の粉
末材料は、粒子径の異なる組合せに限らず、安価な材料
と高価な材料との組合せなどでも良い。この場合には、
造形物の目立つ部分などに高価な粉末材料を使用し、そ
れ以外には安価な材料を使用することで、三次元造形物
のコストを抑えることができる。The two types of powder materials in the second embodiment are not limited to combinations having different particle diameters, but may be combinations of inexpensive materials and expensive materials. In this case,
By using an expensive powder material for a conspicuous portion of the modeled object and using an inexpensive material for other portions, the cost of the three-dimensional modeled product can be reduced.
【0158】また、軽量な材料と重い材料との組合せで
も良い。この場合には、三次元造形物の重量のバランス
をコントロールできる。Further, a combination of a lightweight material and a heavy material may be used. In this case, the weight balance of the three-dimensional structure can be controlled.
【0159】◎上記の各実施形態における彩色について
は、Y、M、Cの3原色のインクを塗布するのは必須で
なく、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の3原色
を塗布しても良い。Regarding the coloring in each of the above embodiments, it is not essential to apply the inks of the three primary colors of Y, M and C, but the three primary colors of R (red), G (green) and B (blue) May be applied.
【0160】また、インクにより彩色を行うのは必須で
はなく、トナーなどで彩色を行っても良い。It is not essential to perform coloring with ink, and coloring may be performed with toner or the like.
【0161】◎上記の各実施形態のバインダについて
は、紫外線硬化樹脂のように紫外領域の波長の光に反応
して硬化するものを使用するのは必須でなく、例えば、
可視光硬化樹脂のように可視領域の波長の光に反応して
硬化する液状のものを使用しても良く、また熱硬化樹脂
ように特定の熱エネルギーに反応して硬化する液状のも
のを使用しても良い。It is not essential to use a binder that reacts with light having a wavelength in the ultraviolet region, such as an ultraviolet curable resin, as the binder in each of the above embodiments.
A liquid that cures in response to light in the visible region, such as a visible light curable resin, or a liquid that cures in response to specific thermal energy, such as a thermosetting resin, may be used. You may.
【0162】この可視光硬化樹脂を使用する場合には、
上述した紫外線照射部の代わりに、可視領域の波長の光
を照射する手段が設けられる。また、熱硬化樹脂を使用
する場合には、上述した紫外線照射部の代わりに、熱エ
ネルギーを放出するヒータが設けられることとなる。When this visible light curable resin is used,
Means for irradiating light having a wavelength in the visible region is provided instead of the above-described ultraviolet irradiation unit. When a thermosetting resin is used, a heater that emits thermal energy is provided instead of the above-described ultraviolet irradiation unit.
【0163】◎図20に示す構成のバインダ付与部にお
いては、図32に示すように吐出ヘッドHb、Hcを共
通の駆動機構Dvで連結して、それぞれの吐出ヘッドH
b、Hcを同期させ走査するようにしても良い。この場
合、吐出ヘッドHb、Hcを駆動する駆動機構が簡素化
できることとなる。In the binder applying section having the structure shown in FIG. 20, the ejection heads Hb and Hc are connected by a common drive mechanism Dv as shown in FIG.
The scanning may be performed by synchronizing b and Hc. In this case, the driving mechanism for driving the ejection heads Hb and Hc can be simplified.
【0164】◎バインダ吐出ユニットUbについては、
図33に示すように吐出ヘッドHbに紫外線を照射する
2個の光源Lv6が付加される構成でも良い。この構成
により、バインダ吐出ユニットUbの副走査および、吐
出ヘッドHbの主走査によって、光源Lv6による粉末
層の全面に紫外線照射が可能となる。この際には、光源
Lv6からは、紫外線照射ユニットUvより強度の大き
い紫外線を照射するようにする。これは、紫外線硬化樹
脂のバインダに対して、強い紫外線を先に照射し、弱い
紫外線を後で照射するとバインダの硬化が容易となるた
めである。これにより、バインダを適切に硬化できるこ
ととなる。◎ Regarding the binder discharge unit Ub,
As shown in FIG. 33, two light sources Lv6 for irradiating the discharge head Hb with ultraviolet light may be added. With this configuration, the entire surface of the powder layer can be irradiated with the ultraviolet light by the light source Lv6 by the sub-scan of the binder discharge unit Ub and the main scan of the discharge head Hb. At this time, the light source Lv6 irradiates ultraviolet light having a higher intensity than the ultraviolet irradiation unit Uv. This is because the hardening of the binder is facilitated by irradiating the ultraviolet curable resin binder with strong ultraviolet rays first and irradiating weak ultraviolet rays later. Thereby, the binder can be appropriately cured.
【0165】[0165]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項28の発明によれば、粉末材料の層における選択領
域に対して特定のエネルギーに反応して硬化する結合剤
を付与し、付与された結合剤に対して特定のエネルギー
を放射するため、短時間で三次元造形物を生成できる。As described above, according to the first to twenty-eighth aspects of the present invention, a binder that reacts with a specific energy and hardens in response to a specific energy is applied to a selected region in a layer of a powder material. Since a specific energy is emitted to the binder, the three-dimensional object can be generated in a short time.
【0166】特に、請求項2および請求項18の発明に
おいては、順次に形成される粉末材料の層ごとに特定の
エネルギーを放射するため、三次元造形を確実に行え
る。In particular, in the inventions of claims 2 and 18, since a specific energy is radiated for each layer of the powder material sequentially formed, three-dimensional modeling can be performed reliably.
【0167】また、請求項3および請求項19の発明に
おいては、粉末材料の結合体が形成された後、粉末材料
の結合体における彩色領域に対して着色キャリアを付与
するため、彩色において色再現性や分解能が向上する。Further, in the invention of claim 3 and claim 19, after the combined body of the powder material is formed, the colored carrier is provided to the colored region in the combined body of the powder material, so that the color reproduction in the coloring is performed. Performance and resolution are improved.
【0168】また、請求項4および請求項20の発明に
おいては、複数のノズルから異なる色の着色キャリアを
吐出するため、彩色の表現力が向上する。In the inventions of claims 4 and 20, since colored carriers of different colors are ejected from a plurality of nozzles, the expressiveness of coloring is improved.
【0169】また、請求項5および請求項21の発明に
おいては、彩色領域が三次元造形物における表面近傍で
あるため、彩色範囲を少なくできる。In the fifth and twenty-first aspects of the present invention, since the coloring region is near the surface of the three-dimensional structure, the coloring range can be reduced.
【0170】また、請求項6および請求項22の発明に
おいては、結合剤が所定の波長に係る光エネルギーに反
応して硬化するため、適切に結合剤の硬化が行える。In the inventions of claims 6 and 22, the binder is cured in response to light energy of a predetermined wavelength, so that the binder can be appropriately cured.
【0171】また、請求項7および請求項23の発明に
おいては、結合剤が熱エネルギーに反応して硬化するた
め、適切に結合剤の硬化が行える。[0171] In the inventions of claims 7 and 23, the binder is cured in response to heat energy, so that the binder can be appropriately cured.
【0172】また、請求項8および請求項24の発明に
おいては、複数種類の粉末材料を選択的に供給するた
め、造形の自由度が向上する。In the inventions of claims 8 and 24, since a plurality of types of powder materials are selectively supplied, the degree of freedom in molding is improved.
【0173】また、請求項9および請求項25の発明に
おいては、粉末材料の層ごとに複数種類の粉末材料を複
数の領域に選択的に供給するため、造形の自由度がより
向上する。In the ninth and twenty-fifth aspects of the present invention, a plurality of types of powder materials are selectively supplied to a plurality of regions for each layer of the powder material, so that the degree of freedom in modeling is further improved.
【0174】また、請求項10および請求項26の発明
においては、圧電素子によって結合剤を吐出するため、
結合剤の物性によらず、安定した吐出が可能となる。In the tenth and twenty-sixth aspects of the present invention, since the binder is discharged by the piezoelectric element,
Stable ejection is possible regardless of the physical properties of the binder.
【0175】また、請求項11の発明においては、層形
成手段の能動化と並行して付与手段と放射手段とを能動
化し、粉末材料の層に係る結合体を形成するため、造形
時間の短縮化が図れる。According to the eleventh aspect of the present invention, since the applying means and the radiating means are activated in parallel with the activation of the layer forming means to form a combined body relating to the layer of the powder material, the molding time is reduced. Can be achieved.
【0176】また、請求項12の発明においては、付与
手段が層形成手段と放射手段との間に設けられるため、
造形時間の短縮化のための構成を簡易に実現できる。In the twelfth aspect of the present invention, since the applying means is provided between the layer forming means and the radiating means,
A configuration for shortening the molding time can be easily realized.
【0177】また、請求項13の発明においては、層形
成手段を能動化して粉末材料の層が形成された後に、付
与手段と放射手段とを能動化して粉末材料の層に係る結
合体を形成するため、粉末材料の層の形成が適切に行え
る。According to the thirteenth aspect of the present invention, after the layer of powder material is formed by activating the layer forming means, the applying means and the radiating means are activated to form a combined body relating to the layer of powder material. Therefore, the layer of the powder material can be appropriately formed.
【0178】また、請求項14の発明においては、層形
成手段と付与手段と放射手段とを一体として保持する保
持手段では放射手段が層形成手段と付与手段との間に配
置されるため、装置構成を簡素化できるともに、粉末材
料の層が適切に形成できる。According to the fourteenth aspect of the present invention, in the holding means for integrally holding the layer forming means, the applying means and the radiating means, the radiating means is disposed between the layer forming means and the applying means. The structure can be simplified, and the layer of the powder material can be appropriately formed.
【0179】また、請求項15の発明においては、層形
成手段と付与手段と放射手段とを一体として保持する保
持手段では付与手段が層形成手段と放射手段との間に配
置されるため、装置構成を簡素化できるともに、粉末材
料の層が適切に形成できる。Further, in the invention of claim 15, in the holding means for integrally holding the layer forming means, the applying means and the radiating means, the applying means is disposed between the layer forming means and the radiating means. The structure can be simplified, and the layer of the powder material can be appropriately formed.
【0180】また、請求項16の発明においては、放射
手段が主走査および/または副走査を伴って特定のエネ
ルギーを放射するため、粉末材料の層に対して特定のエ
ネルギーを効率よく放射できる。In the invention of claim 16, since the radiating means radiates a specific energy with the main scanning and / or the sub-scanning, the specific energy can be efficiently radiated to the powder material layer.
【0181】また、請求項27の発明においては、層形
成工程と並行して付与工程と放射工程とを行い、粉末材
料の層に係る結合体を形成するため、造形時間の短縮化
が図れる。According to the twenty-seventh aspect of the present invention, since the applying step and the radiating step are performed in parallel with the layer forming step to form a combined body relating to the layer of the powder material, the molding time can be shortened.
【0182】また、請求項28の発明においては、層形
成工程において粉末材料の層が形成された後に、付与工
程と放射工程とを行って粉末材料の層に係る結合体を形
成するため、粉末材料の層の形成が適切に行える。According to the twenty-eighth aspect of the present invention, after the powder material layer is formed in the layer forming step, the applying step and the radiating step are performed to form a conjugate related to the powder material layer. The formation of the material layer can be performed appropriately.
【図1】本発明の第1実施形態に係る三次元造形装置1
00の要部構成を示す図である。FIG. 1 shows a three-dimensional printing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the principal part structure of 00.
【図2】ヘッド部34の要部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of a head unit.
【図3】三次元造形装置100の基本的な動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a basic operation of the three-dimensional printing apparatus 100.
【図4】断面データの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of cross-sectional data.
【図5】三次元造形装置100の動作を説明する図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the three-dimensional printing apparatus 100.
【図6】シアンについての階調表現の一例を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of gradation expression for cyan.
【図7】淡いシアンから淡いイエローへ変化する表現の
一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of an expression changing from light cyan to light yellow.
【図8】彩色のための基本集合領域が複数個集合したも
のを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a group of a plurality of basic set areas for coloring.
【図9】本発明の第2実施形態に係る三次元造形装置1
00Aの要部構成を示す図である。FIG. 9 shows a three-dimensional printing apparatus 1 according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the principal part structure of 00A.
【図10】粉末供給機構62の要部構成を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing a main configuration of a powder supply mechanism 62.
【図11】薄層形成部60によって造形ステージ42上
に形成された粉末材料の層の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a layer of a powder material formed on a modeling stage by a thin layer forming unit 60;
【図12】本発明の第3実施形態に係るバインダ付与部
30Bの要部構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a main configuration of a binder applying unit 30B according to a third embodiment of the present invention.
【図13】三次元造形装置100Bの動作概要を説明す
る図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an operation outline of the three-dimensional printing apparatus 100B.
【図14】三次元造形における他の動作を説明する図で
ある。FIG. 14 is a diagram illustrating another operation in three-dimensional printing.
【図15】三次元造形における他の動作を説明する図で
ある。FIG. 15 is a diagram illustrating another operation in three-dimensional printing.
【図16】三次元造形における他の動作を説明する図で
ある。FIG. 16 is a diagram illustrating another operation in three-dimensional printing.
【図17】本発明の第4実施形態に係る薄層形成部20
Cおよびバインダ付与部30Bの要部構成を示す図であ
る。FIG. 17 is a diagram illustrating a thin-layer forming unit 20 according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the principal part structure of C and the binder provision part 30B.
【図18】薄層形成部およびバインダ付与部における他
の構成を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing another configuration of the thin layer forming section and the binder applying section.
【図19】薄層形成部およびバインダ付与部における他
の構成を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing another configuration of the thin layer forming section and the binder applying section.
【図20】薄層形成部およびバインダ付与部における他
の構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing another configuration of the thin layer forming section and the binder applying section.
【図21】本発明の第5実施形態に係る薄層形成部20
Dおよびバインダ付与部30Dの要部構成を示す図であ
る。FIG. 21 is a diagram illustrating a thin layer forming unit 20 according to a fifth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the principal part structure of D and the binder provision part 30D.
【図22】薄層形成部およびバインダ付与部における他
の構成を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing another configuration of the thin layer forming section and the binder applying section.
【図23】薄層形成部およびバインダ付与部における他
の構成を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing another configuration of the thin layer forming section and the binder applying section.
【図24】吐出ヘッドHbcの要部構成を示す平面図で
ある。FIG. 24 is a plan view illustrating a main configuration of the ejection head Hbc.
【図25】吐出ヘッドHbc1の要部構成を示す平面図
である。FIG. 25 is a plan view showing a configuration of a main part of a discharge head Hbc1.
【図26】吐出ヘッドHbc2の要部構成を示す平面図
である。FIG. 26 is a plan view illustrating a configuration of a main part of a discharge head Hbc2.
【図27】吐出ヘッドHbc3の要部構成を示す平面図
である。FIG. 27 is a plan view showing a configuration of a main part of a discharge head Hbc3.
【図28】吐出ヘッドHbc4の要部構成を示す平面図
である。FIG. 28 is a plan view illustrating a configuration of a main part of a discharge head Hbc4.
【図29】吐出ヘッドHbc5の要部構成を示す平面図
である。FIG. 29 is a plan view illustrating a main configuration of a discharge head Hbc5.
【図30】吐出ヘッドHbc6の要部構成を示す平面図
である。FIG. 30 is a plan view showing a configuration of a main part of a discharge head Hbc6.
【図31】吐出ヘッドHbcの構成を説明する図であ
る。FIG. 31 is a diagram illustrating a configuration of a discharge head Hbc.
【図32】本発明の変形例に係る吐出ヘッドの構成を示
す図である。FIG. 32 is a view showing a configuration of an ejection head according to a modified example of the invention.
【図33】変形例に係るバインダ吐出ユニットの構成を
示す図である。FIG. 33 is a view illustrating a configuration of a binder discharge unit according to a modification.
10 制御部 20、60 薄層形成部 23、63a、63b 粉末容器 30 バインダ付与部 32a〜d インクタンク 33 バインダタンク 34 ヘッド部 38 遮光板 39 紫外線照射部 40 造形部 65 シャッター 100、100A、100B、100C、100D 三
次元造形装置 Hb、Hc、Hbc 吐出ヘッド Ub バインダ吐出ユニット Uc 色インク吐出ユニット Up 伸展ユニット Uv 紫外線照射ユニットDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control part 20, 60 Thin layer formation part 23, 63a, 63b Powder container 30 Binder provision part 32a-d Ink tank 33 Binder tank 34 Head part 38 Light shielding plate 39 Ultraviolet irradiation part 40 Modeling part 65 Shutter 100, 100A, 100B, 100C, 100D 3D modeling apparatus Hb, Hc, Hbc Discharge head Ub Binder discharge unit Uc Color ink discharge unit Up Extension unit Uv Ultraviolet irradiation unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 晃 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 宮崎 誠 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 4F213 AA21 AA36 AA39 AB12 AC04 WA25 WL04 WL10 WL13 WL24 WL43 WL67 WL74 WL87 WL96 WW33 WW34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Wada 2-3-1-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Miyazaki Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 2-3-1-3 Osaka International Building Minolta Co., Ltd. F-term (reference) 4F213 AA21 AA36 AA39 AB12 AC04 WA25 WL04 WL10 WL13 WL24 WL43 WL67 WL74 WL87 WL96 WW33 WW34
Claims (28)
元造形物を生成する三次元造形装置であって、 (a)粉末材料の層を順次に形成する層形成手段と、 (b)前記粉末材料の層における選択領域に対して、特定
のエネルギーに反応して硬化する結合剤を付与する付与
手段と、 (c)前記粉末材料に付与された前記結合剤に対して、前
記特定のエネルギーを放射する放射手段と、を備え、 前記放射手段によって前記結合剤が硬化することによ
り、前記粉末材料の結合体が形成されることを特徴とす
る三次元造形装置。1. A three-dimensional modeling apparatus for producing a three-dimensional molded object by binding a powder material, comprising: (a) a layer forming means for sequentially forming layers of the powder material; For a selected region in the layer of the material, applying means for applying a binder that cures in response to a specific energy, (c) for the binder applied to the powder material, the specific energy A radiating means for radiating, wherein the binder is cured by the radiating means to form a combined body of the powder material, a three-dimensional modeling apparatus.
て、 前記放射手段は、順次に形成される前記粉末材料の層ご
とに前記特定のエネルギーを放射することを特徴とする
三次元造形装置。2. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the radiating unit emits the specific energy for each layer of the powder material formed sequentially. .
造形装置において、 (d)前記粉末材料の結合体が形成された後、前記粉末材
料の結合体における彩色領域に対して着色キャリアを付
与する着色手段、をさらに備えることを特徴とする三次
元造形装置。3. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein (d) after the combined body of the powder material is formed, a colored carrier for a colored region in the combined body of the powder material. A three-dimensional modeling apparatus, further comprising: a coloring unit that imparts a color.
て、 前記着色手段は、 (d-1)異なる色の着色キャリアをそれぞれ吐出する複数
のノズル、を有することを特徴とする三次元造形装置。4. The three-dimensional printing apparatus according to claim 3, wherein the coloring means includes: (d-1) a plurality of nozzles for discharging colored carriers of different colors, respectively. apparatus.
造形装置において、 前記彩色領域は、前記三次元造形物における表面近傍で
あることを特徴とする三次元造形装置。5. The three-dimensional printing apparatus according to claim 3, wherein the coloring area is near a surface of the three-dimensional printing object.
載の三次元造形装置において、 前記結合剤は、所定の波長に係る光エネルギーに反応し
て硬化することを特徴とする三次元造形装置。6. The three-dimensional printing apparatus according to claim 1, wherein the binder cures in response to light energy having a predetermined wavelength. apparatus.
載の三次元造形装置において、 前記結合剤は、熱エネルギーに反応して硬化することを
特徴とする三次元造形装置。7. The three-dimensional printing apparatus according to claim 1, wherein the binder is cured in response to heat energy.
載の三次元造形装置において、 前記層形成手段は、 (a-1)複数種類の粉末材料を選択的に供給する供給手
段、を有することを特徴とする三次元造形装置。8. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the layer forming unit includes: (a-1) a supply unit that selectively supplies a plurality of types of powder materials. A three-dimensional printing apparatus characterized by having:
て、 前記供給手段は、前記粉末材料の層ごとに、前記複数種
類の粉末材料を複数の領域に選択的に供給可能であるこ
とを特徴とする三次元造形装置。9. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 8, wherein the supply unit can selectively supply the plurality of types of powder materials to a plurality of regions for each layer of the powder material. Characteristic three-dimensional modeling device.
記載の三次元造形装置において、 前記付与手段は、圧電素子によって前記結合剤を吐出
し、前記選択領域に対して前記結合剤を付与することを
特徴とする三次元造形装置。10. The three-dimensional printing apparatus according to claim 1, wherein the applying unit discharges the binder using a piezoelectric element, and applies the binder to the selected area. A three-dimensional printing apparatus characterized by performing.
いて、 前記層形成手段の能動化と並行して前記付与手段と前記
放射手段とを能動化し、前記粉末材料の層に係る結合体
を形成することを特徴とする三次元造形装置。11. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 2, wherein the applying means and the radiating means are activated in parallel with the activation of the layer forming means, and a combined body relating to the layer of the powder material is formed. A three-dimensional printing apparatus characterized by forming.
おいて、 前記付与手段は、前記層形成手段と前記放射手段との間
に設けられることを特徴とする三次元造形装置。12. The three-dimensional printing apparatus according to claim 11, wherein said applying means is provided between said layer forming means and said radiating means.
いて、 前記層形成手段を能動化して前記粉末材料の層が形成さ
れた後に、前記付与手段と前記放射手段とを能動化して
前記粉末材料の層に係る結合体を形成することを特徴と
する三次元造形装置。13. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 2, wherein after the layer forming means is activated to form a layer of the powder material, the applying means and the radiating means are activated to activate the powder. A three-dimensional modeling apparatus for forming a combination according to a layer of a material.
おいて、 前記層形成手段と前記付与手段と前記放射手段とを一体
として保持する保持手段、をさらに備え、 前記保持手段では、前記放射手段が前記層形成手段と前
記付与手段との間に配置されることを特徴とすることを
特徴とする三次元造形装置。14. The three-dimensional printing apparatus according to claim 13, further comprising: holding means for integrally holding said layer forming means, said applying means, and said radiating means, wherein said holding means includes: said radiating means. Is disposed between the layer forming means and the applying means.
おいて、 前記層形成手段と前記付与手段と前記放射手段とを一体
として保持する保持手段、をさらに備え、 前記保持手段では、前記付与手段が前記層形成手段と前
記放射手段との間に配置されることを特徴とすることを
特徴とする三次元造形装置。15. The three-dimensional printing apparatus according to claim 13, further comprising: holding means for integrally holding the layer forming means, the applying means, and the radiating means, wherein the holding means comprises the applying means. Is disposed between the layer forming means and the radiating means.
に記載の三次元造形装置において、 前記放射手段は、主走査および/または副走査を伴っ
て、前記特定のエネルギーを放射することを特徴とする
三次元造形装置。16. The three-dimensional printing apparatus according to claim 2, wherein the radiating unit radiates the specific energy with main scanning and / or sub-scanning. 3D modeling equipment.
次元造形物を生成する三次元造形方法であって、 (a)粉末材料の層を順次に形成する層形成工程と、 (b)前記粉末材料の層における選択領域に対して、特定
のエネルギーに反応して硬化する結合剤を付与する付与
工程と、 (c)前記粉末材料に付与された前記結合剤に対して、前
記特定のエネルギーを放射する放射工程と、を備え、 前記放射工程において前記結合剤が硬化することによ
り、前記粉末材料の結合体が形成されることを特徴とす
る三次元造形方法。17. A three-dimensional modeling method for producing a three-dimensional structure by bonding powder materials, comprising: (a) a layer forming step of sequentially forming layers of the powder material; For a selected region in the layer of the material, an application step of applying a binder that cures in response to a specific energy, (c) for the binder applied to the powder material, the specific energy A radiating step of radiating, wherein the binder is cured in the radiating step to form a bonded body of the powder material, a three-dimensional modeling method.
おいて、 前記放射工程においては、順次に形成される前記粉末材
料の層ごとに前記特定のエネルギーを放射することを特
徴とする三次元造形方法。18. The three-dimensional printing method according to claim 17, wherein, in the radiating step, the specific energy is radiated for each layer of the powder material formed sequentially. Method.
三次元造形方法において、 (d)前記粉末材料の結合体が形成された後、前記粉末材
料の結合体における彩色領域に対して着色キャリアを付
与する着色工程、をさらに備えることを特徴とする三次
元造形方法。19. The three-dimensional molding method according to claim 17, wherein (d) after the composite of the powder material is formed, a colored carrier for a colored region in the composite of the powder material. A three-dimensional modeling method, further comprising:
おいて、 前記着色工程は、 (d-1)複数のノズルから異なる色の着色キャリアを吐出
する吐出工程、を有することを特徴とする三次元造形方
法。20. The three-dimensional modeling method according to claim 19, wherein the coloring step includes: (d-1) a discharging step of discharging colored carriers of different colors from a plurality of nozzles. Original molding method.
三次元造形方法において、 前記彩色領域は、前記三次元造形物における表面近傍で
あることを特徴とする三次元造形方法。21. The three-dimensional printing method according to claim 19, wherein the coloring region is near a surface of the three-dimensional printing object.
かに記載の三次元造形方法において、 前記結合剤は、所定の波長に係る光エネルギーに反応し
て硬化することを特徴とする三次元造形方法。22. The three-dimensional printing method according to claim 17, wherein the binder is cured in response to light energy having a predetermined wavelength. Method.
かに記載の三次元造形方法において、 前記結合剤は、熱エネルギーに反応して硬化することを
特徴とする三次元造形方法。23. The three-dimensional molding method according to claim 17, wherein the binder is cured in response to heat energy.
かに記載の三次元造形方法において、 前記層形成工程は、 (a-1)複数種類の粉末材料を選択的に供給する供給工
程、を有することを特徴とする三次元造形方法。24. The three-dimensional modeling method according to claim 17, wherein the layer forming step includes: (a-1) a supplying step of selectively supplying a plurality of types of powder materials. A three-dimensional printing method characterized by having:
おいて、 前記供給工程においては、前記粉末材料の層ごとに、前
記複数種類の粉末材料を複数の領域に選択的に供給する
ことを特徴とする三次元造形方法。25. The three-dimensional modeling method according to claim 24, wherein, in the supplying step, the plurality of types of powder materials are selectively supplied to a plurality of regions for each layer of the powder material. 3D modeling method.
かに記載の三次元造形方法において、 前記付与工程においては、圧電素子によって前記結合剤
を吐出し、前記選択領域に対して前記結合剤を付与する
ことを特徴とする三次元造形方法。26. The three-dimensional modeling method according to claim 17, wherein in the applying step, the binder is discharged by a piezoelectric element, and the binder is applied to the selected region. A three-dimensional printing method characterized by providing.
おいて、 前記層形成工程と並行して前記付与工程と前記放射工程
とを行い、前記粉末材料の層に係る結合体を形成するこ
とを特徴とする三次元造形方法。27. The three-dimensional modeling method according to claim 18, wherein the applying step and the radiating step are performed in parallel with the layer forming step to form a combined body relating to the layer of the powder material. Characteristic three-dimensional modeling method.
おいて、 前記層形成工程において前記粉末材料の層が形成された
後に、前記付与工程と前記放射工程とを行って前記粉末
材料の層に係る結合体を形成することを特徴とする三次
元造形方法。28. The three-dimensional modeling method according to claim 18, wherein after the layer of the powder material is formed in the layer forming step, the applying step and the radiating step are performed to form the layer of the powder material. A three-dimensional printing method characterized by forming such a combined body.
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