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JP2019038139A - Laminate molding apparatus and laminate molding method - Google Patents

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JP2019038139A JP2017160305A JP2017160305A JP2019038139A JP 2019038139 A JP2019038139 A JP 2019038139A JP 2017160305 A JP2017160305 A JP 2017160305A JP 2017160305 A JP2017160305 A JP 2017160305A JP 2019038139 A JP2019038139 A JP 2019038139A
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弘樹 鍋島
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Abstract

【課題】本発明は、硬化層を積層して形成される３次元造形物を効率よく冷却することで、反りや変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供する。【解決手段】本発明の積層造形装置は、硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面を有する造形部と、前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化部と、前記造形面から突出した突出部を有し、前記突出部で供給された前記材料に接する温度調節部と、を有する。【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a layered modeling apparatus capable of modeling in which warp and deformation are less likely to occur by efficiently cooling a three-dimensional modeled object formed by laminating hardened layers. A layered modeling apparatus of the present invention is provided with a modeling section having a modeling surface for laminating a hardening layer to model a three-dimensional model, and a supply section for supplying a predetermined material to the modeling surface. A curing part that cures a predetermined region of the material into the cured layer, and a temperature adjusting part that has a protrusion protruding from the modeling surface and is in contact with the material supplied by the protrusion. [Selection diagram]

Description

本発明は、層を積層して３次元造形物を造形する積層造形技術に関する。   The present invention relates to an additive manufacturing technique for forming a three-dimensional structure by stacking layers.

３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データを層分割し、分割した層ごとに層の上に層を積むようにして材料を付加して３次元の造形物を製造する方法は、国際規格でＡｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇと定義されている。１９８０年代に発明されたこの製造方法は、一般的には３Ｄプリンタ（スリー ディー プリンタ）と呼ばれる。３Ｄプリンタは、３次元ＣＡＤデータがあれば、金型を使わずに複雑な形状を容易に製造できることから、近年、新たなものづくり手法として注目されている。   A method of manufacturing a three-dimensional structure by dividing a layer of three-dimensional CAD (Computer Aided Design) data and adding a material so that the divided layers are stacked on each layer is defined as an additive manufacturing in the international standard. Has been. This manufacturing method invented in the 1980's is generally called a 3D printer (3D printer). In recent years, 3D printers are attracting attention as a new manufacturing method because they can easily manufacture complex shapes without using a mold if there is 3D CAD data.

３Ｄプリンタでは、切削による除去的な加工や、型に材料を流し込んで固める成形加工とは異なり、メッシュ形状やポーラス形状をはじめとする、かつては製造が難しかった形状を容易に正確に製造できる。更には、複数の種類の材料を造形物内に自由に配置した構造を可能とすることも期待されている。複数の材料を用いた構造により、それぞれの材料の特性を活かした新たな機能を付与した造形物が実現できるからである。   In 3D printers, shapes that were once difficult to manufacture, such as mesh shapes and porous shapes, can be easily and accurately manufactured, unlike removal processing by cutting and molding processing in which a material is poured into a mold and hardened. Furthermore, it is also expected to enable a structure in which a plurality of types of materials are freely arranged in a model. This is because a structure using a plurality of materials can realize a shaped article having a new function utilizing the characteristics of each material.

粉末材料を硬化して積層し３次元造形物を形成する「粉末焼結積層法」では、造形ステージに粉末材料を敷き詰め、敷き詰められた粉末材料の所定の箇所をレーザ照射することで焼結または溶融硬化する。これを繰り返して硬化層を積層することで造形物を形成する。このときにレーザ照射された造形物の熱は造形ステージに放熱される。特許文献１には、造形ステージを冷却手段によって冷却することで造形物を効率よく冷却する方法が開示されている。特許文献１によれば、造形物の熱収縮が安定化した後に仕上げ加工を行うことで、仕上げ加工後の収縮が抑制され、造形物の加工精度が向上するとしている。   In the “powder sintering lamination method” in which a powder material is cured and laminated to form a three-dimensional structure, the powder material is spread on the modeling stage, and a predetermined portion of the spread powder material is sintered or irradiated by laser irradiation. Melt and cure. By repeating this, a hardened layer is laminated to form a shaped article. At this time, the heat of the modeling object irradiated with the laser is radiated to the modeling stage. Patent Document 1 discloses a method for efficiently cooling a modeled object by cooling a modeling stage by a cooling unit. According to Patent Literature 1, the finishing process is performed after the thermal contraction of the modeled object is stabilized, whereby the contraction after the finishing process is suppressed, and the processing accuracy of the modeled object is improved.

また、特許文献２と特許文献３には、造形ステージの造形面を複数の小領域に分割し、小領域を造形面に突出させて所定の突出形状を形成し、突出形状を含む造形面上に造形物を形成する方法が開示されている。特許文献２と特許文献３によれば、３次元造形物の造形を効率よく容易に行うことができるとしている。   Further, in Patent Document 2 and Patent Document 3, the modeling surface of the modeling stage is divided into a plurality of small regions, the small regions are projected on the modeling surface to form a predetermined protruding shape, and on the modeling surface including the protruding shape Discloses a method of forming a shaped object. According to patent document 2 and patent document 3, it is said that modeling of a three-dimensional structure can be performed efficiently and easily.

特開２００８−３０７８９５号公報JP 2008-307895 A 特開２０００−２８０３５５号公報JP 2000-280355 A 特開平５−３１８６０７号公報JP-A-5-318607

しかしながら、特許文献１〜３の方法では、造形物の熱は造形物が接する造形面を介して造形ステージに放熱される。このため、造形物を形成する硬化層の積層数が増すと、上層ほど硬化層の熱が放熱されにくくなり、加工後の熱収縮により造形物に反りや変形が生じ加工精度が低下するという、解決すべき課題が生じている。   However, in the methods of Patent Documents 1 to 3, the heat of the modeled object is radiated to the modeling stage via the modeled surface with which the modeled object comes into contact. For this reason, when the number of layers of the hardened layer forming the modeled object increases, the heat of the hardened layer is less likely to be dissipated as the upper layer, and the modeled object is warped and deformed due to thermal shrinkage after processing, and the processing accuracy decreases. There is a problem to be solved.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、硬化層を積層して形成される３次元造形物を効率よく冷却することで、反りや変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to efficiently cool a three-dimensional structure formed by laminating a hardened layer, thereby enabling modeling that is unlikely to be warped or deformed. An object of the present invention is to provide an additive manufacturing apparatus.

本発明の積層造形装置は、硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面を有する造形部と、前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化部と、前記造形面から突出した突出部を有し、前記突出部で供給された前記材料に接する温度調節部と、を有する。   The layered manufacturing apparatus of the present invention includes a modeling unit having a modeling surface for stacking a hardened layer to model a three-dimensional modeled object, a supply unit that supplies a predetermined material to the modeling surface, and a predetermined of the supplied material And a temperature adjusting portion that has a protruding portion protruding from the modeling surface and is in contact with the material supplied by the protruding portion.

本発明の積層造形方法は、硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面に所定の材料を供給し、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とし、前記造形面から突出させた突出部で前記材料に接して前記硬化層を温度調節する。   In the additive manufacturing method of the present invention, a predetermined material is supplied to a modeling surface for forming a three-dimensional structure by stacking a hardened layer, and a predetermined region of the supplied material is cured to form the hardened layer. The temperature of the hardened layer is adjusted in contact with the material by a protruding portion protruding from the modeling surface.

本発明によれば、硬化層を積層して形成される３次元造形物を効率よく冷却することで、反りや変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the additive manufacturing apparatus which enables modeling which does not produce a curvature and a deformation | transformation efficiently by cooling the three-dimensional structure formed by laminating | stacking a hardened layer efficiently can be provided.

本発明の第１の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the additive manufacturing apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の温度調節柱の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the temperature control pillar of the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の造形ステージと温度調節柱の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modeling stage and temperature control pillar of the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置による造形方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modeling method by the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置による造形方法の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the modeling method by the layered manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置による別の造形方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another modeling method by the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置によるさらに別の造形方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another modeling method by the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the additive manufacturing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。本実施形態の積層造形装置１は、硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面１１ａを有する造形部１１と、前記造形面１１ａに所定の材料を供給する供給部１２と、を有する。さらに、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化部１４と、前記造形面１１ａから突出した突出部１５ａを有し、前記突出部１５ａで供給された前記材料に接する温度調節部１５と、を有する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the preferred embodiments described below are technically preferable for carrying out the present invention, but the scope of the invention is not limited to the following.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an additive manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The additive manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes a modeling unit 11 having a modeling surface 11a that models a three-dimensional model by stacking a hardened layer, and a supply unit 12 that supplies a predetermined material to the modeling surface 11a. Have. Furthermore, it has the hardening part 14 which hardens | cures the predetermined area | region of the supplied said material and makes it the said hardened layer, and the protrusion part 15a protruded from the said modeling surface 11a, The said material supplied by the said protrusion part 15a And a temperature adjusting unit 15 in contact therewith.

積層造形装置１によれば、３次元造形物の熱は、造形物が接する造形面を介して造形部１１に放熱されるとともに、造形物の側面や底面から温度調節部１５にも放熱される。これにより、造形物を形成する硬化層の積層数が増した場合でも、上層の熱は造形物の側面や底面から温度調節部１５にも放熱されるため、３次元造形物の熱は効率よく放熱される。その結果、３次元造形物の熱による反りや変形が抑制される。   According to the additive manufacturing apparatus 1, the heat of the three-dimensional structure is radiated to the modeling unit 11 through the modeling surface with which the model is in contact, and is also radiated to the temperature adjusting unit 15 from the side surface and the bottom surface of the modeled object. . As a result, even when the number of hardened layers forming the modeled object increases, the heat of the upper layer is also dissipated from the side surface and the bottom surface of the modeled object to the temperature adjusting unit 15, so that the heat of the three-dimensional modeled object is efficiently Heat is dissipated. As a result, warpage and deformation due to heat of the three-dimensional structure are suppressed.

以上のように本実施形態によれば、硬化層を積層して形成される３次元造形物を効率よく冷却することで、反りや変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することができる。
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。本実施形態の積層造形装置２は、造形ステージ２１と、材料供給機構２２と、スキージ２３と、レーザ照射機構２４と、温度調節柱２５と、回収ボックス２６と、コントローラ２７と、を有する。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a layered manufacturing apparatus that enables modeling that is less likely to be warped or deformed by efficiently cooling a three-dimensional structure formed by laminating a hardened layer. Can do.
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the additive manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The additive manufacturing apparatus 2 according to the present embodiment includes a modeling stage 21, a material supply mechanism 22, a squeegee 23, a laser irradiation mechanism 24, a temperature adjustment column 25, a collection box 26, and a controller 27.

造形ステージ２１は、材料供給機構２２から供給された材料を積層して３次元造形物を造形する造形面２１ａを備えている。さらに、造形ステージ２１は油圧や空圧による昇降機構を有し、材料の積層に合わせて造形面２１ａを昇降することができる。造形面２１ａには、材料供給機構２２により所定の材料が供給され、供給された材料がスキージ２３により平坦化された材料層となり、平坦化された材料の所定の領域がレーザ照射機構２４により硬化され硬化層となる。この硬化層が積層されて３次元造形物が形成される。   The modeling stage 21 includes a modeling surface 21a that stacks the materials supplied from the material supply mechanism 22 to model a three-dimensional modeled object. Furthermore, the modeling stage 21 has a lifting mechanism by hydraulic pressure or pneumatic pressure, and can lift the modeling surface 21a in accordance with the lamination of materials. A predetermined material is supplied to the modeling surface 21 a by the material supply mechanism 22, and the supplied material becomes a material layer flattened by the squeegee 23, and a predetermined region of the flattened material is cured by the laser irradiation mechanism 24. And become a hardened layer. This hardened layer is laminated to form a three-dimensional structure.

造形ステージ２１はまた、造形面２１ａ上の材料層や硬化層の温度調節を行うことのできる、冷却機構や加熱機構を備えることができる。冷却機構としては、例えば、造形ステージ２１内に水などの冷媒を流す流路を設けることができる。加熱機構としては、例えば、造形ステージ２１内にヒータを設けることができる。   The modeling stage 21 can also include a cooling mechanism and a heating mechanism that can adjust the temperature of the material layer and the cured layer on the modeling surface 21a. As the cooling mechanism, for example, a flow path for allowing a coolant such as water to flow in the modeling stage 21 can be provided. As the heating mechanism, for example, a heater can be provided in the modeling stage 21.

材料供給機構２２は、チャンバ２２ａと供給筒２２ｂとを有する。チャンバ２２ａは、材料を保管する。供給筒２２ｂは、チャンバ２２ａに保管された材料を、造形ステージ２１の造形面２１ａの所定の位置に所定の量を供給する。ここで所定の量とは、造形面２１ａ上に材料を所定の厚さの材料層として敷き詰めるために必要な量である。   The material supply mechanism 22 has a chamber 22a and a supply cylinder 22b. The chamber 22a stores the material. The supply cylinder 22 b supplies a predetermined amount of the material stored in the chamber 22 a to a predetermined position on the modeling surface 21 a of the modeling stage 21. Here, the predetermined amount is an amount necessary for spreading a material as a material layer having a predetermined thickness on the modeling surface 21a.

材料は粉体（粉末材料）とすることができ、粉体の形状は球形とすることができる。球形状の生成方法としてはアトマイズ法を用いることができるが、これには限定されない。粉体の粒径は５μｍ〜５０μｍなどとすることができるが、これには限定されない。粉体の形状は、また、鱗片状の平板形状（円板形状）とすることができる。平板形状は、アトマイズ法等で製造した球形の粉体を、さらにスタンピング等の方法で鱗片状に平板化することで得られるが、これには限定されない。さらに、材料の形状は球形や平板には限定されず、任意の多面体や楕円体などでもよい。   The material can be powder (powder material), and the shape of the powder can be spherical. An atomizing method can be used as a method for generating a spherical shape, but is not limited thereto. The particle size of the powder may be 5 μm to 50 μm, but is not limited thereto. The shape of the powder can also be a scale-like flat plate shape (disc shape). The flat plate shape can be obtained by further flattening a spherical powder produced by an atomizing method or the like into a scaly shape by a method such as stamping, but is not limited thereto. Furthermore, the shape of the material is not limited to a spherical shape or a flat plate, and may be any polyhedron or ellipsoid.

材料の材質は、プラスチック材料とすることができ、例えば、ナイロン、ポリ乳酸、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトンとすることができる。また、これらの材料にガラスやカーボン等を所定量添加していても良い。また、金属材料とすることもでき、例えば、銅、ステンレス、アルミ、チタンとすることができる。また、セラミックやカーボンとすることもできる。   The material of the material can be a plastic material, for example, nylon, polylactic acid, polyethylene, polystyrene, or polyetheretherketone. Further, a predetermined amount of glass, carbon or the like may be added to these materials. Moreover, it can also be set as a metal material, for example, can be set as copper, stainless steel, aluminum, and titanium. It can also be ceramic or carbon.

スキージ２３は、造形面２１ａ上に供給された材料を、造形面２１ａ上に平坦に引き延ばして均一の厚さに敷き詰めた材料層とする。スキージ２３は、平スキージ、角スキージ、剣スキージ等、目的に合わせた形状とすることができる。また、スキージ２３をローラとし、ローラを転がすことによって材料を平坦化し均一な厚さに敷き詰めても良い。スキージ２３の材質は、ゴム、プラスチック、金属等から、目的に合わせて選択することができる。   The squeegee 23 is a material layer in which the material supplied on the modeling surface 21a is stretched flat on the modeling surface 21a and spread to a uniform thickness. The squeegee 23 can have a shape suitable for the purpose, such as a flat squeegee, a square squeegee, or a sword squeegee. Alternatively, the squeegee 23 may be used as a roller, and the material may be flattened by rolling the roller and spread to a uniform thickness. The material of the squeegee 23 can be selected according to the purpose from rubber, plastic, metal and the like.

レーザ照射機構２４は、スキージ２３により平坦化され均一な厚さに敷き詰められた材料層の所定の領域、すなわち造形物を形成する領域に、レーザ光を照射して加熱し、材料を焼結または溶融硬化して硬化層を形成する。硬化層の形成方法としては、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）がＡｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇの方式として分類している粉末床溶融結合方式（Ｐｏｗｄｅｒ ｂｅｄ ｆｕｓｉｏｎ）を用いることができる。レーザとしては、Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇで使用されるファイバーレーザ等を用いることができる。   The laser irradiation mechanism 24 irradiates and heats a predetermined region of the material layer flattened by the squeegee 23 and spreads to a uniform thickness, that is, a region where a model is formed, to sinter or sinter the material. Melt cure to form a cured layer. As a method for forming the hardened layer, a powder bed fusion method (ASTM (American Society for Testing and Materials)) classified as an additive manufacturing method can be used. As the laser, a fiber laser or the like used in Additive Manufacturing can be used.

なお、材料層を加熱して焼結または溶融硬化して硬化層を形成する方法は、レーザ照射には限定されない。材料層を加熱して焼結または溶融硬化して硬化層を形成する方法としては、材料層に電子線を照射してもよい。   Note that the method for heating the material layer to form a hardened layer by sintering or melt-curing is not limited to laser irradiation. As a method of forming a cured layer by heating or sintering the material layer to form a cured layer, the material layer may be irradiated with an electron beam.

温度調節柱２５は、造形ステージ２１の造形面２１ａから突出する部分を有し、この突出する部分の側面で平坦化された材料層の側面に接することができる。突出する部分は、材料層（硬化層）に合わせて造形面２１ａ内で上下することができる。   The temperature control column 25 has a portion protruding from the modeling surface 21a of the modeling stage 21, and can contact the side surface of the material layer flattened on the side surface of the protruding portion. The protruding portion can be moved up and down within the modeling surface 21a in accordance with the material layer (cured layer).

スキージ２３は、温度調節柱２５が造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化することができる。温度調節柱２５は、平坦化された材料層を造形面２１ａから突出する部分の側面で温度調節、例えば冷却することができる。さらに、温度調節柱２５は、レーザ照射されて硬化した硬化層を、造形面２１ａから突出する部分の側面で温度調節、例えば冷却することができる。平坦化された材料層、またレーザ照射されて硬化した硬化層は、造形ステージ２１の造形面２１ａによっても温度調節される。   The squeegee 23 can flatten the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature control column 25 protrudes from the modeling surface 21a and the surface of the material layer. The temperature adjusting column 25 can adjust the temperature of the flattened material layer on the side surface of the portion protruding from the modeling surface 21a, for example, can be cooled. Furthermore, the temperature control column 25 can control the temperature of the hardened layer that has been cured by the laser irradiation, for example, the side of the portion protruding from the modeling surface 21a. The temperature of the flattened material layer and the hardened layer cured by laser irradiation are also adjusted by the modeling surface 21 a of the modeling stage 21.

図３は、温度調節柱２５の構成を示す図である。温度調節柱２５は、温度調節部２５ａと昇降部２５ｃを有する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the temperature control column 25. The temperature adjustment column 25 includes a temperature adjustment unit 25a and an elevating unit 25c.

温度調節部２５ａは、上面と側面とを有する。温度調節部２５ａは、造形ステージ２１の造形面２１ａから突出することができ、造形面２１ａから突出する部分の側面で材料層や硬化層に接して、材料層や硬化層の冷却または加熱をすることができる。このために温度調節部２５ａは、温度調節した水や油などの媒質を流す流路２５ｂを有することができる。温度調節部２５ａはまた、ペルチェ素子やヒータなどを内蔵して、冷却または加熱をするようにしてもよい。温度調節部２５ａは、銅やアルミニウムやステンレスなどの熱伝導性の良い金属などの材質とすることができる。温度調節部２５ａはまた、その上面で材料層や硬化層に接して、材料層や硬化層の冷却または加熱をすることができる。   The temperature adjustment unit 25a has an upper surface and side surfaces. The temperature adjusting unit 25a can protrude from the modeling surface 21a of the modeling stage 21, and is in contact with the material layer or the cured layer on the side surface of the portion protruding from the modeling surface 21a to cool or heat the material layer or the cured layer. be able to. For this purpose, the temperature adjusting unit 25a can have a flow path 25b through which a medium such as water or oil whose temperature has been adjusted flows. The temperature adjustment unit 25a may also be cooled or heated by incorporating a Peltier element or a heater. The temperature control unit 25a can be made of a material such as copper, aluminum, stainless steel, or the like with good thermal conductivity. The temperature adjustment unit 25a can also cool or heat the material layer or the cured layer by contacting the material layer or the cured layer on the upper surface thereof.

昇降部２５ｃは、油圧や空圧などにより、温度調節部２５ａを材料の積層に合わせて昇降することができる。   The elevating unit 25c can elevate and lower the temperature adjusting unit 25a according to the stack of materials by hydraulic pressure or pneumatic pressure.

図４は、本実施形態の積層造形装置２の造形ステージ２１と温度調節柱２５の温度調節部２５ａの構成を示す（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。温度調節部２５ａは、造形ステージ２１の造形面２１ａ内の任意の位置に任意の数を配置することができる。例えば、造形物の形状に合わせて、造形物を効果的に温度調節できるように、造形物に近い位置に配置することができる。   4A is a top view and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating the configuration of the modeling stage 21 of the additive manufacturing apparatus 2 of the present embodiment and the temperature adjustment unit 25a of the temperature adjustment column 25. The temperature control unit 25 a can arrange an arbitrary number at any position in the modeling surface 21 a of the modeling stage 21. For example, it can arrange | position to the position close | similar to a molded article so that the temperature of a molded article can be adjusted effectively according to the shape of a molded article.

また、図４の複数の温度調節部２５ａは、各々異なる温度調節をするように、各々異なる温度に設定することができる。これにより、造形物の温度を均一にしたり、逆に部分的に温度を変えたりすることが可能である。この結果、造形物の反りや変形を、より厳密に抑制したり制御したりすることができる。   Further, the plurality of temperature adjusting units 25a in FIG. 4 can be set to different temperatures so as to perform different temperature adjustments. Thereby, it is possible to make the temperature of a molded article uniform, or to change a temperature partially conversely. As a result, warping and deformation of the modeled object can be more strictly suppressed or controlled.

なお、造形ステージ２１上で予め設けられた温度調節部２５ａの一部が、造形物の形状などの都合により不要となる場合、温度調節部２５ａを取り外すことができる。そして、温度調節部２５ａを取り外したことで造形ステージ２１上に生じた穴を、穴を埋めるキャップなどで塞ぐことができる。穴を埋めるキャップには磁性体を用いて、磁力により固定してもよい。   In addition, when a part of temperature control part 25a previously provided on the modeling stage 21 becomes unnecessary for convenience, such as the shape of a molded article, the temperature control part 25a can be removed. And the hole which arose on the modeling stage 21 by removing the temperature control part 25a can be closed with the cap etc. which fill a hole. A cap that fills the hole may be fixed by a magnetic force using a magnetic material.

なお、温度調節部２５ａの上面の形状は、円形には限定されない。温度調節部２５ａの上面の形状は、多角形や、また、曲線や直線を任意に組み合わせた形状とすることができる。   In addition, the shape of the upper surface of the temperature control part 25a is not limited to a circle. The shape of the upper surface of the temperature control unit 25a can be a polygon, or a shape that is an arbitrary combination of curves and straight lines.

回収ボックス２６は、材料層の硬化層を除いた未硬化な材料を回収する。回収された材料は、再利用することができる。回収ボックス２６は、造形ステージ２１の外周を取り囲むようにして設けることができる。未硬化な材料の回収には、例えば、造形ステージ２１の造形面２１ａ上の未硬化な材料を回収ボックス２６の中へ、ハケやブラシなどで掃き出したり、空気で吹き飛ばしたりして回収することができる。   The collection box 26 collects uncured material excluding the cured layer of the material layer. The recovered material can be reused. The collection box 26 can be provided so as to surround the outer periphery of the modeling stage 21. In order to recover the uncured material, for example, the uncured material on the modeling surface 21a of the modeling stage 21 can be recovered by sweeping it into the recovery box 26 with a brush or brush, or blowing it off with air. it can.

コントローラ２７は、所定の造形物を造形するために、造形ステージ２１や材料供給機構２２やスキージ２３やレーザ照射機構２４や温度調節柱２５や回収ボックス２６に接続し、これらの動作を制御して連携させる。すなわち、造形ステージ２１の昇降の量、材料の供給量や供給位置や供給タイミング、スキージ２３の動作、レーザ光の照射の出力や位置や時間、温度調節柱２５の温度や造形面２１ａからの突出量、未硬化材料の回収などの、造形物の積層造形に関わる制御を行なう。   The controller 27 is connected to the modeling stage 21, the material supply mechanism 22, the squeegee 23, the laser irradiation mechanism 24, the temperature control column 25, and the collection box 26 in order to model a predetermined modeled object, and controls these operations. Connect. That is, the amount of ascent and descent of the modeling stage 21, the supply amount and supply position and supply timing of the material, the operation of the squeegee 23, the output and position and time of laser light irradiation, the temperature of the temperature control column 25 and the protrusion from the modeling surface 21 a Control related to layered modeling of a modeled object, such as amount and recovery of uncured material.

コントローラ２７は、サーバなどの情報処理装置をプログラムにより動作させて実現することができる。このプログラムによる動作の内で、積層造形に関わる動作は、造形物の３次元ＣＡＤデータに基づいて設定される。すなわち、コントローラ２７は、３次元ＣＡＤデータに基づいて３次元造形物の造形を制御することができる。   The controller 27 can be realized by operating an information processing apparatus such as a server by a program. Among the operations by this program, the operations related to additive manufacturing are set based on the three-dimensional CAD data of the modeled object. That is, the controller 27 can control the modeling of the three-dimensional structure based on the three-dimensional CAD data.

図５は、本実施形態の積層造形装置２による造形方法を説明するための図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a modeling method by the additive manufacturing apparatus 2 of the present embodiment.

図５の（ａ）では、造形ステージ２１の造形面２１ａに対して、温度調節柱２５の温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。（ｂ）では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして材料層とする。このとき、スキージ２３は、温度調節部２５ａが造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化する。材料層１層の厚さは、例えば５０μｍとすることができるが、これには限定されない。材料層１層の厚さは、３次元ＣＡＤデータに基づいて造形物ごとに任意に設定することができる。   In FIG. 5A, the temperature adjustment portion 25 a of the temperature adjustment column 25 is protruded by one material layer from the modeling surface 21 a of the modeling stage 21. In (b), the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a is extended by the squeegee 23 to form a material layer. At this time, the squeegee 23 flattens the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature adjusting unit 25a protrudes from the modeling surface 21a and the surface of the material layer. The thickness of one material layer can be, for example, 50 μm, but is not limited thereto. The thickness of one material layer can be arbitrarily set for each model based on the three-dimensional CAD data.

（ｃ）では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、所定の出力のレーザ光を照射して材料層を硬化層とする。このときレーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。   In (c), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with a laser beam having a predetermined output for a predetermined time to make the material layer a hardened layer. At this time, the heat generated in the hardened layer by the laser light irradiation is radiated to the modeling stage 21 and the temperature adjusting unit 25a, and the hardened layer is cooled. Moreover, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature by setting the temperature of the temperature adjusting unit 25a to a predetermined temperature.

（ｃ）では、硬化層は温度調節部２５ａに直接接していても、未硬化の材料層を介して間接的に接していてもよい。硬化層が温度調節部２５ａに直接接することで、硬化層の冷却効果を向上させることができる。また、硬化層が未硬化の材料層を介して間接的に接することで、完成した造形物を取り出しやすくすることができる。   In (c), the cured layer may be in direct contact with the temperature adjusting unit 25a or indirectly through an uncured material layer. When the hardened layer is in direct contact with the temperature adjusting unit 25a, the cooling effect of the hardened layer can be improved. Moreover, it can make it easy to take out the completed modeling thing because a hardened layer contacts indirectly through an unhardened material layer.

（ｄ）では、温度調節部２５ａを、次の材料層１層分だけさらに突出させる。（ｅ）では、供給された材料を平坦化することによって、次の材料層を形成する。このとき、次の材料層の表面と温度調節部２５ａの上面が揃うようにする。（ｆ）では、次の材料層の所定の位置に所定の時間、所定の出力のレーザ光を照射して次の硬化層を形成する。以上を繰り返すことによって、（ｇ）では、所定の数の層を積層した造形物が完成する。（ｈ）では、未硬化の材料を回収し、完成した造形物を取り出す。   In (d), the temperature control part 25a is further protruded by one layer of the next material layer. In (e), the next material layer is formed by planarizing the supplied material. At this time, the surface of the next material layer is aligned with the upper surface of the temperature adjusting unit 25a. In (f), a next hardened layer is formed by irradiating a predetermined position of the next material layer with a laser beam having a predetermined output for a predetermined time. By repeating the above, in (g), a modeled object in which a predetermined number of layers are laminated is completed. In (h), the uncured material is collected and the completed model is taken out.

図６は、図５に示す造形方法の変形例を説明するための図である。例えば、図６の中央の温度調節部２５ａに示すように、温度調節部２５ａの上面を硬化層に接触させて、温度調節部２５ａの上面で硬化層を冷却するようにしてもよい。このようにすることで、硬化層は、その側面や底面から温度調節部２５ａの側面や上面に放熱することができる。   FIG. 6 is a diagram for explaining a modification of the modeling method shown in FIG. For example, as shown in the temperature control unit 25a in the center of FIG. 6, the upper surface of the temperature control unit 25a may be brought into contact with the cured layer, and the cured layer may be cooled on the upper surface of the temperature control unit 25a. By doing in this way, the hardened layer can radiate heat from the side surface and the bottom surface to the side surface and the top surface of the temperature adjusting unit 25a.

図７は、本実施形態の積層造形装置２による別の造形方法を説明するための図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining another modeling method by the additive manufacturing apparatus 2 of the present embodiment.

図７の（ａ）では、造形ステージ２１の造形面２１ａに、温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する。（ｂ）では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして材料層とする。（ｃ）では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して材料層を硬化層とする。   In (a) of FIG. 7, the upper surface of the temperature control part 25a of the temperature control column 25 is arranged in alignment with the modeling surface 21a of the modeling stage 21. In (b), the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a is extended by the squeegee 23 to form a material layer. In (c), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with a laser beam for a predetermined time to make the material layer a hardened layer.

（ｄ）では、温度調節部２５ａを、材料層１層分だけ突出させる。これにより、レーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。   In (d), the temperature control part 25a is protruded by one material layer. Thereby, the heat generated in the hardened layer by the laser light irradiation is radiated to the modeling stage 21 and the temperature adjusting unit 25a, and the hardened layer is cooled. Moreover, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature by setting the temperature of the temperature adjusting unit 25a to a predetermined temperature.

（ｅ）では、温度調節部２５ａの上面に残っている未硬化の材料と材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして次の材料層とする。（ｆ）では、レーザ照射機構２４が、次の材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して次の硬化層とする。以上を繰り返すことによって、（ｇ）では、所定の数の層を積層した造形物が完成する。（ｈ）では、未硬化の材料を回収し、完成した造形物を取り出す。   In (e), the uncured material remaining on the upper surface of the temperature control unit 25a and the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a are extended by the squeegee 23 to be the next material layer. In (f), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the next material layer with a laser beam for a predetermined time to form a next hardened layer. By repeating the above, in (g), a modeled object in which a predetermined number of layers are laminated is completed. In (h), the uncured material is collected and the completed model is taken out.

図８は、本実施形態の積層造形装置２によるさらに別の造形方法を説明するための図である。   FIG. 8 is a view for explaining still another modeling method by the additive manufacturing apparatus 2 of the present embodiment.

図８の（ａ）では、造形ステージ２１の造形面２１ａに、温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する。（ｂ）では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして最初の材料層とする。（ｃ）では、温度調節部２５ａを最初の材料層と次の材料層の厚さ分だけ造形面２１ａから突出させ、温度調節部２５ａの上面の材料と材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして次の材料層とする。このとき、次の材料層の表面と温度調節部２５ａの上面が揃うようにする。   In (a) of FIG. 8, the upper surface of the temperature control part 25a of the temperature control column 25 is arranged in alignment with the modeling surface 21a of the modeling stage 21. In (b), the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a is extended by the squeegee 23 to be the first material layer. In (c), the temperature adjusting unit 25a is protruded from the modeling surface 21a by the thickness of the first material layer and the next material layer, and the material on the upper surface of the temperature adjusting unit 25a and the material supply mechanism 22 are placed on the modeling surface 21a. The supplied material is extended by the squeegee 23 to form the next material layer. At this time, the surface of the next material layer is aligned with the upper surface of the temperature adjusting unit 25a.

（ｄ）では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して、次の材料層を硬化層とする。レーザ光照射の時間や照射パワーを制御することによって、最初の材料層は硬化させずに次の硬化層を硬化させることができる。また、最初の材料層を、硬化のためにより多くの熱量を必要とする材料とすることによって、最初の材料層を硬化させずに次の硬化層を硬化させることができる。   In (d), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with laser light for a predetermined time, and the next material layer is set as a hardened layer. By controlling the laser light irradiation time and irradiation power, the next cured layer can be cured without curing the first material layer. Also, by making the first material layer a material that requires more heat for curing, the next cured layer can be cured without curing the first material layer.

このときレーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。   At this time, the heat generated in the hardened layer by the laser light irradiation is radiated to the modeling stage 21 and the temperature adjusting unit 25a, and the hardened layer is cooled. Moreover, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature by setting the temperature of the temperature adjusting unit 25a to a predetermined temperature.

（ｅ）では、温度調節部２５ａを、さらに次の材料層１層分だけさらに突出させる。さらに、供給された材料を平坦化することによって、さらに次の材料層を形成する。このときスキージ２３は、温度調節部２５ａが造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化することができる。   In (e), the temperature control part 25a is further protruded by the next material layer. Further, the next material layer is further formed by planarizing the supplied material. At this time, the squeegee 23 can flatten the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature adjusting portion 25a protrudes from the modeling surface 21a and the surface of the material layer.

（ｆ）では、さらに次の材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して次の硬化層を形成する。以上を繰り返すことによって、（ｇ）では、所定の数の層を積層した造形物が完成する。このとき、造形面２１ａには未硬化の材料が接している。このため、造形物の取り出しは、より容易となる。（ｈ）では、未硬化の材料を回収し、完成した造形物を取り出す。   In (f), the next cured layer is formed by irradiating a predetermined position of the next material layer with laser light for a predetermined time. By repeating the above, in (g), a modeled object in which a predetermined number of layers are laminated is completed. At this time, the uncured material is in contact with the modeling surface 21a. For this reason, taking out of a model becomes easier. In (h), the uncured material is collected and the completed model is taken out.

図８のように、造形面２１ａ上に未硬化の材料層を１層設けた上に造形物を造形することが可能なのは、レーザ光照射により硬化層に生じた熱が、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層が効果的に冷却されることによる。これにより、前述の図８の（ｄ）のようにして、未硬化の材料層の上の材料層を硬化し積層して造形物を形成することができる。   As shown in FIG. 8, the modeling object can be modeled on the modeling surface 21 a provided with one uncured material layer because the heat generated in the cured layer by the laser light irradiation is the modeling stage 21 and temperature. This is because heat is radiated to the adjusting portion 25a and the hardened layer is effectively cooled. Thereby, as shown in FIG. 8D, the material layer on the uncured material layer can be cured and laminated to form a modeled object.

図９は、本実施形態の積層造形装置２の動作を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the additive manufacturing apparatus 2 of the present embodiment.

ステップＳ１では、造形ステージ２１の造形面２１ａに対して、温度調節柱２５の温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。なお、別の動作として、造形ステージ２１の造形面２１ａに、温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置することができる。   In step S <b> 1, the temperature adjustment portion 25 a of the temperature adjustment column 25 protrudes from the modeling surface 21 a of the modeling stage 21 by one material layer. As another operation, the upper surface of the temperature adjusting portion 25a of the temperature adjusting column 25 can be arranged in alignment with the modeling surface 21a of the modeling stage 21.

ステップＳ２では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に所定の材料を供給する。   In step S2, the material supply mechanism 22 supplies a predetermined material onto the modeling surface 21a.

ステップＳ３では、材料供給機構２２が供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして平坦化し材料層とする。このとき、スキージ２３は、温度調節部２５ａが造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化する。なお、別の動作として、ステップＳ１で造形面２１ａに温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する場合は、単に材料を平坦化する。   In step S3, the material supplied by the material supply mechanism 22 is flattened by the squeegee 23 being stretched to form a material layer. At this time, the squeegee 23 flattens the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature adjusting unit 25a protrudes from the modeling surface 21a and the surface of the material layer. As another operation, in the case where the upper surface of the temperature adjusting portion 25a of the temperature adjusting column 25 is aligned with the modeling surface 21a in step S1, the material is simply flattened.

ステップＳ４では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して材料層を硬化層とする。なお、別の動作として、ステップＳ１で造形面２１ａに温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する場合は、ステップＳ４ではさらに、造形面２１ａに対して、温度調節柱２５の温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。   In step S4, the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with a laser beam for a predetermined time to make the material layer a hardened layer. As another operation, in the case where the upper surface of the temperature adjusting portion 25a of the temperature adjusting column 25 is aligned with the modeling surface 21a in step S1, the temperature adjusting column 25 is further moved relative to the modeling surface 21a in step S4. The temperature control part 25a is protruded by one material layer.

ステップＳ４で、このときレーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。   In step S4, the heat generated in the cured layer by the laser beam irradiation at this time is radiated to the modeling stage 21 and the temperature adjusting unit 25a, and the cured layer is cooled. Moreover, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature by setting the temperature of the temperature adjusting unit 25a to a predetermined temperature.

ステップＳ５では、造形ステージ２１上に所定の数の層が積層されたか否かを確認する。すなわち、造形を完了したか否かを確認する。ステップＳ５がＮＯの場合、次の層を積層させるために造形ステージ２１を所定量、例えば次の材料層の厚さの分だけ下降させて位置を設定する（ステップＳ６）。   In step S <b> 5, it is confirmed whether or not a predetermined number of layers are stacked on the modeling stage 21. That is, it is confirmed whether or not the modeling is completed. If step S5 is NO, the position is set by lowering the modeling stage 21 by a predetermined amount, for example, the thickness of the next material layer in order to stack the next layer (step S6).

造形ステージ２１の位置を設定した後、ステップＳ１以降を繰り返す。このとき、ステップＳ１を繰り返す場合、材料層の最上面に対して温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。また、別の動作として、材料層の最上面に温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する。また、ステップＳ２を繰り返す場合、材料層の最上面上に所定の材料を供給する。   After setting the position of the modeling stage 21, step S1 and subsequent steps are repeated. At this time, when step S <b> 1 is repeated, the temperature adjusting unit 25 a is protruded by one material layer from the uppermost surface of the material layer. As another operation, the upper surface of the temperature control unit 25a is arranged on the uppermost surface of the material layer. When step S2 is repeated, a predetermined material is supplied on the uppermost surface of the material layer.

一方、所定の数の層が積層されて造形物が完成すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、終了する。   On the other hand, when a predetermined number of layers are laminated and a shaped object is completed (YES in step S5), the process ends.

以上のように、本実施形態の積層造形装置２によれば、３次元造形物の熱は、造形物が接する造形面を介して造形ステージ２１に放熱されるとともに、造形物の側面や底面から温度調節柱２５にも放熱される。これにより、造形物を形成する硬化層の積層数が増した場合でも、上層の熱は造形物の側面や底面から温度調節柱２５にも放熱されるため、３次元造形物の熱は効率よく放熱される。その結果、３次元造形物の熱による反りや変形が抑制される。   As described above, according to the additive manufacturing apparatus 2 of the present embodiment, the heat of the three-dimensional structure is radiated to the modeling stage 21 through the modeling surface with which the model is in contact, and from the side surface and the bottom surface of the modeled object. Heat is also radiated to the temperature control column 25. As a result, even when the number of hardened layers forming the modeled object increases, the heat of the upper layer is also radiated from the side surface or bottom surface of the modeled object to the temperature control column 25, so the heat of the three-dimensional modeled object is efficiently obtained. Heat is dissipated. As a result, warpage and deformation due to heat of the three-dimensional structure are suppressed.

以上のように本実施形態によれば、硬化層を積層して形成される３次元造形物を効率よく冷却することで、反りや変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a layered manufacturing apparatus that enables modeling that is less likely to be warped or deformed by efficiently cooling a three-dimensional structure formed by laminating a hardened layer. Can do.

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention.

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面を有する造形部と、
前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化部と、
前記造形面から突出した突出部を有し、前記突出部で供給された前記材料に接する温度調節部と、を有する積層造形装置。
（付記２）
前記突出部は側面と上面を有し、前記側面もしくは前記上面で前記材料に接する、付記１記載の積層造形装置。
（付記３）
前記造形面に供給された前記材料を平坦化する平坦化部を有し、
前記平坦化部は、前記突出部の前記上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化する、付記２記載の積層造形装置。
（付記４）
前記温度調節部は複数設けられ、各々異なる温度調節をする、付記１から３の内の１項記載の積層造形装置。
（付記５）
前記温度調節部は、前記材料を冷却する、付記１から４の内の１項記載の積層造形装置。
（付記６）
前記供給部は、粉末材料を供給する、付記１から５の内の１項記載の積層造形装置。
（付記７）
前記硬化部は、前記材料を加熱硬化する、付記１から６の内の１項記載の積層造形装置。
（付記８）
前記硬化部は、レーザもしくは電子線を前記材料に照射する、付記１から７の内の１項記載の積層造形装置。
（付記９）
前記造形部は、前記造形面上に未硬化の前記材料を介して前記３次元造形物を造形する、付記１から８の内の１項記載の積層造形装置。
（付記１０）
硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面に所定の材料を供給し、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とし、
前記造形面から突出させた突出部で前記材料に接して前記硬化層を温度調節する、積層造形方法。
（付記１１）
前記突出部は側面と上面を有し、前記側面もしくは前記上面で前記材料に接する、付記１０記載の積層造形方法。
（付記１２）
前記突出部の前記上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化する、付記１１記載の積層造形方法。
（付記１３）
前記突出部は複数設けられ、各々異なる温度調節をする、付記１０から１２の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１４）
前記温度調節は前記材料を冷却する、付記１０から１３の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１５）
前記材料は粉末材料を有する、付記１０から１４の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１６）
前記材料を加熱して前記硬化層とする、付記１０から１５の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１７）
レーザもしくは電子線を前記材料に照射して加熱硬化する、付記１０から１６の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１８）
前記造形面上に未硬化の前記材料を介して前記３次元造形物を造形する、付記１０から１７の内の１項記載の積層造形方法。 Moreover, although a part or all of said embodiment may be described also as the following additional remarks, it is not restricted to the following.
(Appendix 1)
A modeling part having a modeling surface for modeling a three-dimensional model by laminating a hardened layer;
A supply unit for supplying a predetermined material to the modeling surface;
A curing portion that cures a predetermined region of the supplied material to form the cured layer;
An additive manufacturing apparatus comprising: a protrusion that protrudes from the modeling surface; and a temperature controller that contacts the material supplied by the protrusion.
(Appendix 2)
The additive manufacturing apparatus according to appendix 1, wherein the protruding portion has a side surface and an upper surface, and is in contact with the material on the side surface or the upper surface.
(Appendix 3)
A flattening portion for flattening the material supplied to the modeling surface;
3. The additive manufacturing apparatus according to appendix 2, wherein the flattening unit flattens the material by aligning the upper surface of the protrusion and the surface of the material.
(Appendix 4)
4. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the temperature adjusting units are provided and each adjusts a different temperature.
(Appendix 5)
5. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature adjusting unit cools the material.
(Appendix 6)
The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the supply unit supplies a powder material.
(Appendix 7)
7. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the curing unit heat cures the material.
(Appendix 8)
8. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the curing unit irradiates the material with a laser or an electron beam.
(Appendix 9)
9. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the modeling unit models the three-dimensional modeled object through the uncured material on the modeling surface.
(Appendix 10)
A predetermined material is supplied to a modeling surface on which a hardened layer is stacked to form a three-dimensional structure,
A predetermined region of the supplied material is cured to form the cured layer;
An additive manufacturing method in which the temperature of the hardened layer is adjusted in contact with the material by a protruding portion protruding from the modeling surface.
(Appendix 11)
The additive manufacturing method according to appendix 10, wherein the protruding portion has a side surface and an upper surface, and contacts the material on the side surface or the upper surface.
(Appendix 12)
The additive manufacturing method according to appendix 11, wherein the material is planarized by aligning the upper surface of the protrusion and the surface of the material.
(Appendix 13)
13. The additive manufacturing method according to one of appendices 10 to 12, wherein a plurality of the protrusions are provided, and different temperature adjustments are performed.
(Appendix 14)
14. The additive manufacturing method according to one of appendices 10 to 13, wherein the temperature adjustment cools the material.
(Appendix 15)
15. The additive manufacturing method according to one of appendices 10 to 14, wherein the material includes a powder material.
(Appendix 16)
16. The additive manufacturing method according to one of appendices 10 to 15, wherein the material is heated to form the hardened layer.
(Appendix 17)
17. The additive manufacturing method according to one of appendices 10 to 16, wherein the material is irradiated with a laser or an electron beam to be cured by heating.
(Appendix 18)
18. The additive manufacturing method according to one of appendices 10 to 17, wherein the three-dimensional structure is formed on the modeling surface through the uncured material.

１、２ 積層造形装置
１１ 造形部
１１ａ 造形面
１２ 供給部
１４ 硬化部
１５ 温度調節部
１５ａ 突出部
２１ 造形ステージ
２１ａ 造形面
２２ 材料供給機構
２２ａ チャンバ
２２ｂ 供給筒
２３ スキージ
２４ レーザ照射機構
２５ 温度調節柱
２５ａ 温度調節部
２５ｂ 流路
２５ｃ 昇降部
２６ 回収ボックス
２７ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Laminate modeling apparatus 11 Modeling part 11a Modeling surface 12 Supply part 14 Curing part 15 Temperature control part 15a Protrusion part 21 Modeling stage 21a Modeling surface 22 Material supply mechanism 22a Chamber 22b Supply cylinder 23 Squeegee 24 Laser irradiation mechanism 25 Temperature control column 25a Temperature control unit 25b Flow path 25c Lifting unit 26 Collection box 27 Controller

Claims (10)

硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面を有する造形部と、
前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化部と、
前記造形面から突出した突出部を有し、前記突出部で供給された前記材料に接する温度調節部と、を有する積層造形装置。 A modeling part having a modeling surface for modeling a three-dimensional model by laminating a hardened layer;
A supply unit for supplying a predetermined material to the modeling surface;
A curing portion that cures a predetermined region of the supplied material to form the cured layer;
An additive manufacturing apparatus comprising: a protrusion that protrudes from the modeling surface; and a temperature controller that contacts the material supplied by the protrusion. 前記突出部は側面と上面を有し、前記側面もしくは前記上面で前記材料に接する、請求項１記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the protruding portion has a side surface and an upper surface, and is in contact with the material on the side surface or the upper surface. 前記造形面に供給された前記材料を平坦化する平坦化部を有し、
前記平坦化部は、前記突出部の前記上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化する、請求項２記載の積層造形装置。 A flattening portion for flattening the material supplied to the modeling surface;
The additive manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the flattening unit flattens the material by aligning the upper surface of the protrusion and the surface of the material. 前記温度調節部は複数設けられ、各々異なる温度調節をする、請求項１から３の内の１項記載の積層造形装置。   4. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the temperature adjusting units are provided and each adjusts different temperatures. 5. 前記温度調節部は、前記材料を冷却する、請求項１から４の内の１項記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature adjusting unit cools the material. 前記供給部は、粉末材料を供給する、請求項１から５の内の１項記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the supply unit supplies a powder material. 前記硬化部は、前記材料を加熱硬化する、請求項１から６の内の１項記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the curing unit heat cures the material. 前記硬化部は、レーザもしくは電子線を前記材料に照射する、請求項１から７の内の１項記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the curing unit irradiates the material with a laser or an electron beam. 前記造形部は、前記造形面上に未硬化の前記材料を介して前記３次元造形物を造形する、請求項１から８の内の１項記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the modeling unit models the three-dimensional modeled object on the modeling surface via the uncured material. 硬化層を積層して３次元造形物を造形する造形面に所定の材料を供給し、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とし、
前記造形面から突出させた突出部で前記材料に接して前記硬化層を温度調節する、積層造形方法。 A predetermined material is supplied to a modeling surface on which a hardened layer is stacked to form a three-dimensional structure,
A predetermined region of the supplied material is cured to form the cured layer;
An additive manufacturing method in which the temperature of the hardened layer is adjusted in contact with the material by a protruding portion protruding from the modeling surface.
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