(57)【要約】【課題】三次元造形物の反りを抑制する。【解決手段】三次元造形物の製造方法は、複数の凹部が設けられたステージに向かって吐出部から溶融材料を吐出しつつ吐出部とステージとの相対的な位置を変化させることによって、ステージに接する第１層を形成する第１造形工程と、第１層に向かって吐出部から溶融材料を吐出しつつ吐出部とステージとの相対的な位置を変化させることによって、一または複数の層を第１層上に積層する第２造形工程と、を有する。ステージは、第１層の外周縁が形成される第１領域と、第１層が形成される領域のうち第１領域とは異なる第２領域とを有し、第１造形工程において、吐出部から第１領域に供給する溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第１供給量を、吐出部から第２領域に供給する溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第２供給量よりも多くして第１層を形成する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形物の製造方法であって、
複数の凹部が設けられたステージに向かって吐出部から溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させることによって、前記ステージに接する第１層を形成する第１造形工程と、
前記第１層に向かって前記吐出部から前記溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させることによって、一または複数の層を前記第１層上に積層する第２造形工程と、
を有し、
前記ステージは、前記第１層の外周縁が形成される第１領域と、前記第１層が形成される領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域とを有し、
前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第１供給量を、前記吐出部から前記第２領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第２供給量よりも多くして前記第１層を形成する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に向かって吐出する前記溶融材料の第１流量を、前記吐出部から前記第２領域に向かって吐出する前記溶融材料の第２流量よりも多くすることによって、前記第１供給量を前記第２供給量よりも多くする、三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの第１相対速度を、前記吐出部から前記第２領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの第２相対速度よりも遅くすることによって、前記第１供給量を前記第２供給量よりも多くする、三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１造形工程において、前記ステージに供給された前記溶融材料を前記吐出部の先端部分で前記ステージに押し付けながら前記第１層を形成する、三次元造形物の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１造形工程における前記吐出部から前記第１領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの間隔は、前記第１造形工程における前記吐出部から前記第２領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの間隔よりも狭い、三次元造形物の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１領域は、前記外周縁の屈曲部が形成される領域に設定される、三次元造形物の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第２造形工程よりも後に、前記溶融材料が前記凹部に入り込んで形成された前記第１層の凸部を除去する工程を有する、三次元造形物の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１造形工程に先立って、前記第１領域内の前記ステージを加熱する工程を有する、三次元造形物の製造方法。
【請求項９】
三次元造形装置であって、
複数の凹部が設けられたステージに向かって溶融材料を吐出する吐出部と、
前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させる移動機構と、
前記ステージに向かって前記吐出部から前記溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させて、前記ステージに接する第１層を形成する第１造形制御と、前記第１層に向かって前記吐出部から前記溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させて、一または複数の層を前記第１層上に積層する第２造形制御と、を実行する制御部と、
を備え、
前記ステージは、前記第１層の外周縁が形成される第１領域と、前記第１層が形成される領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域とを有し、
前記制御部は、前記第１造形制御において、前記吐出部から前記第１領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第１供給量を、前記吐出部から前記第２領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第２供給量よりも多くして前記第１層を形成する、
三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元造形物の製造方法および三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、溶融した熱可塑性の材料を、予め設定された形状データにしたがって走査するノズルから基台上に押し出し、その基台上で硬化した材料の上に更に溶融した材料を積層して三次元造形物を造形する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した技術では、ステージ上に吐出された溶融材料が冷えて硬化する際に収縮して、三次元造形物に反りが生じる場合がある。三次元造形物に反りが生じた場合、造形中の三次元造形物がステージから剥がれて造形を阻害する可能性や、三次元造形物の品質に影響を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、三次元造形物の製造方法が提供される。この三次元造形物の製造方法は、複数の凹部が設けられたステージに向かって吐出部から溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させることによって、前記ステージに接する第１層を形成する第１造形工程と、前記第１層に向かって前記吐出部から前記溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させることによって、一または複数の層を前記第１層上に積層する第２造形工程と、を有する。前記ステージは、前記第１層の外周縁が形成される第１領域と、前記第１層が形成される領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域とを有し、前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第１供給量を、前記吐出部から前記第２領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第２供給量よりも多くして前記第１層を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の三次元造形装置の概略構成を示す説明図。
【図２】フラットスクリューの溝形成面側の構成を示す概略斜視図。
【図３】バレルのスクリュー対向面側の構成を示す上面図。
【図４】吐出量調節機構の弁部の構成を示す斜視図。
【図５】吐出量調節機構の弁部の動作を示す第１の説明図。
【図６】吐出量調節機構の弁部の動作を示す第２の説明図。
【図７】第１実施形態のステージの造形面側の構成を示す上面図。
【図８】第１実施形態の三次元造形物の製造工程を示すフローチャート。
【図９】第１実施形態の第１造形工程の様子を示す説明図。
【図１０】第１実施形態の第２造形工程の様子を示す説明図。
【図１１】第１実施形態の第１造形工程の内容を示すフローチャート。
【図１２】第１実施形態の第１領域および第２領域を示す説明図。
【図１３】比較例における三次元造形物の第１層を示す説明図。
【図１４】第２実施形態のステージの造形面側の構成を示す上面図。
【図１５】他の形態のステージの造形面側の構成を示す上面図。
【図１６】他の形態の第１領域および第２領域を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置１００の概略構成を示す説明図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向に沿った方向であり、Ｚ方向は、鉛直方向に沿った方向である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。
【０００８】
本実施形態における三次元造形装置１００は、造形ユニット２００と、ステージ３００と、移動機構４００と、制御部５００とを備えている。三次元造形装置１００は、制御部５００の制御下で、造形ユニット２００に設けられたノズル孔６９からステージ３００に向かって造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を駆動させてノズル孔６９とステージ３００との相対的な位置を変化させることによって、造形材料の層が積層された三次元造形物を造形する。尚、造形材料のことを溶融材料と呼ぶこともある。造形ユニット２００の詳細な構成については後述する。
【０００９】
ステージ３００は、板部３１０と、板部３１０を支持する基部３２０とを備えている。板部３１０は、ノズル孔６９に対向する造形面３１１を有している。造形面３１１には、ノズル孔６９から吐出された造形材料が積層される。ステージ３００には、凹部３１５が設けられている。凹部３１５とは、窪みや貫通孔が板部３１０に設けられることによって造形面３１１が窪んだ部分のことを意味する。本実施形態では、造形面３１１に開口部を有する複数の貫通孔が板部３１０に設けられており、板部３１０と基部３２０とが組み合わされることによって、造形面３１１が窪んだ凹部３１５がステージ３００に複数形成されている。尚、ステージ３００の造形面３１１側の具体的な構成については後述する。
【００１０】
移動機構４００は、ノズル孔６９と造形面３１１との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、移動機構４００は、造形ユニット２００に対してステージ３００を移動させることによって、ノズル孔６９と造形面３１１との相対的な位置を変化させる。本実施形態における移動機構４００は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ３００をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。各モーターは、制御部５００の制御下にて駆動する。尚、移動機構４００は、ステージ３００を移動させる構成ではなく、ステージ３００を移動させずに造形ユニット２００を移動させることによって、ノズル孔６９と造形面３１１との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。また、移動機構４００は、ステージ３００と造形ユニット２００との両方を移動させることによって、ノズル孔６９と造形面３１１との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。
【００１１】
制御部５００は、１以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。本実施形態では、制御部５００は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、造形ユニット２００と移動機構４００との動作を制御して、三次元造形物を造形するための造形処理を実行する。動作には、造形ユニット２００とステージ３００との三次元の相対的な位置を変化させることが含まれる。尚、制御部５００は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
【００１２】
造形ユニット２００は、材料の供給源である材料供給部２０と、材料供給部２０から供給された材料を溶融して造形材料にする溶融部３０と、溶融部３０から供給された造形材料を吐出するノズル孔６９を有する吐出部６０と、ノズル孔６９から吐出する造形材料の流量を調節する吐出量調節機構７０を備えている。
【００１３】
材料供給部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容されている。本実施形態では、ペレット状に形成されたＡＢＳ樹脂が材料として用いられる。本実施形態における材料供給部２０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部２０の下方には、材料供給部２０と溶融部３０との間を接続する供給路２２が設けられている。材料供給部２０は、供給路２２を介して、溶融部３０に材料を供給する。
【００１４】
溶融部３０は、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、フラットスクリュー４０と、バレル５０とを備えている。溶融部３０は、材料供給部２０から供給された固体状態の材料の少なくとも一部を溶融させて流動性を有するペースト状の造形材料にして、吐出部６０に供給する。
【００１５】
スクリューケース３１は、フラットスクリュー４０を収容するための筐体である。スクリューケース３１の下面には、バレル５０が固定されており、スクリューケース３１とバレル５０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー４０が収容されている。スクリューケース３１の上面には、駆動モーター３２が固定されている。駆動モーター３２の回転軸は、フラットスクリュー４０の上面４１側に接続されている。駆動モーター３２は、制御部５００の制御下で駆動される。
【００１６】
フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸに沿った方向の高さが直径よりも小さい略円柱形状を有している。フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸがＺ方向に平行になるように、スクリューケース３１内に配置されている。駆動モーター３２が発生させるトルクによって、フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内にて、中心軸ＲＸを中心に回転する。フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸに沿った方向における上面４１とは反対側に、溝部４５が形成された溝形成面４２を有している。尚、フラットスクリュー４０の溝形成面４２側の具体的な構成については後述する。
【００１７】
バレル５０は、フラットスクリュー４０の下方に配置されている。バレル５０は、フラットスクリュー４０の溝形成面４２に対向するスクリュー対向面５２を有している。バレル５０には、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸ上に、吐出部６０に連通する連通孔５６が設けられている。バレル５０には、フラットスクリュー４０の溝部４５に対向する位置にヒーター５８が内蔵されている。ヒーター５８の温度は、制御部５００によって制御される。尚、バレル５０のスクリュー対向面５２側の具体的な構成については後述する。
【００１８】
吐出部６０は、バレル５０の下面に固定されている。吐出部６０は、供給流路６２と、ノズル６１とを備えている。供給流路６２は、溶融部３０とノズル６１との間を連通し、溶融部３０からノズル６１に造形材料を供給する。
【００１９】
供給流路６２は、第１供給口６５と、交差孔６６と、第２供給口６７とを有している。第１供給口６５は、鉛直方向に延びている。第１供給口６５の上端は、バレル５０の連通孔５６に接続されており、第１供給口６５の下端は、交差孔６６に接続されている。交差孔６６は、水平方向に延びている。交差孔６６には、後述する吐出量調節機構７０の弁部７３が収容されている。第２供給口６７は、鉛直方向に延びている。第２供給口６７の上端は、交差孔６６に接続されており、第２供給口６７の下端は、ノズル６１に接続されている。バレル５０の連通孔５６から第１供給口６５に供給された造形材料は、交差孔６６、第２供給口６７、ノズル６１の順に流れる。
【００２０】
ノズル６１には、ノズル流路６８と、ノズル孔６９とが設けられている。ノズル流路６８は、ノズル６１内に設けられた流路である。ノズル流路６８は、第２供給口６７に接続されている。ノズル孔６９は、ノズル流路６８の大気に連通する側の端部に設けられた流路断面が縮小された部分である。第２供給口６７からノズル流路６８に供給された造形材料は、ノズル孔６９から吐出される。本実施形態では、ノズル孔６９の開口形状は円形である。ノズル孔６９の開口部の直径のことをノズル径Ｄｎと呼ぶ。尚、ノズル孔６９の開口形状は円形に限られず、例えば、正方形であってもよい。ノズル孔６９の開口形状が正方形である場合、正方形の一辺の長さのことをノズル径Ｄｎと呼ぶ。ノズル孔６９の開口形状は、正方形以外の多角形であってもよい。
【００２１】
吐出量調節機構７０は、交差孔６６内に配置された弁部７３と、弁部７３を回転させる弁駆動部７９とを備えている。弁駆動部７９は、ステッピングモーター等のアクチュエーターによって構成されており、制御部５００の制御下にて、弁部７３を交差孔６６内で回転させる。吐出量調節機構７０は、弁部７３を回転させて、第１供給口６５から第２供給口６７へと流入する造形材料の流量を調節することによって、ノズル孔６９から吐出される造形材料の流量を調節する。ノズル孔６９から吐出される造形材料の流量のことを吐出量とも呼ぶ。尚、吐出量調節機構７０の具体的な構成については後述する。
【００２２】
図２は、フラットスクリュー４０の溝形成面４２側の構成を示す概略斜視図である。図２には、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸの位置が一点鎖線で示されている。図１を参照して説明したように、溝形成面４２には、溝部４５が設けられている。
【００２３】
フラットスクリュー４０の溝形成面４２の中央部４７は、溝部４５の一端が接続されている窪みとして構成されている。中央部４７は、図１に示されているバレル５０の連通孔５６に対向する。中央部４７は、中心軸ＲＸと交差する。
【００２４】
フラットスクリュー４０の溝部４５は、いわゆるスクロール溝を構成する。溝部４５は、中央部４７から、フラットスクリュー４０の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。溝部４５は、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面４２には、溝部４５の側壁部を構成し、各溝部４５に沿って延びている凸条部４６が設けられている。
【００２５】
溝部４５は、フラットスクリュー４０の側面４３に形成された材料導入口４４まで連続している。この材料導入口４４は、材料供給部２０の供給路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。
【００２６】
図２には、３つの溝部４５と、３つの凸条部４６と、を有するフラットスクリュー４０の例が示されている。フラットスクリュー４０に設けられる溝部４５や凸条部４６の数は、３つには限定されない。フラットスクリュー４０には、１つの溝部４５のみが設けられていてもよいし、２以上の複数の溝部４５が設けられていてもよい。また、溝部４５の数に合わせて任意の数の凸条部４６が設けられてもよい。
【００２７】
図２には、材料導入口４４が３箇所に形成されているフラットスクリュー４０の例が図示されている。フラットスクリュー４０に設けられる材料導入口４４の数は、３箇所に限定されない。フラットスクリュー４０には、材料導入口４４が１箇所にのみ設けられていてもよいし、２箇所以上の複数の箇所に設けられていてもよい。
【００２８】
図３は、バレル５０のスクリュー対向面５２側の構成を示す上面図である。上述したとおり、スクリュー対向面５２の中央には、吐出部６０に連通する連通孔５６が形成されている。スクリュー対向面５２における連通孔５６の周りには、複数の案内溝５４が形成されている。それぞれの案内溝５４は、一端が連通孔５６に接続され、連通孔５６からスクリュー対向面５２の外周に向かって渦状に延びている。それぞれの案内溝５４は、造形材料を連通孔５６に導く機能を有している。
【００２９】
図４は、吐出量調節機構７０の弁部７３の構成を示す斜視図である。吐出量調節機構７０は、上述したとおり、交差孔６６内に配置された弁部７３を有している。弁部７３は、中心軸ＡＸを中心とした円柱状の形態を有している。弁部７３には、円柱状の外周の一部が半月状に切り欠かれることによって、切欠部７５が設けられている。弁部７３の−Ｙ方向側の端部には、操作部７７が設けられている。操作部７７には、弁駆動部７９が接続されている。弁駆動部７９によるトルクが操作部７７に加えられることによって、弁部７３が回転する。尚、切欠部７５のことを流通路と呼ぶこともある。
【００３０】
図５は、吐出量調節機構７０の弁部７３の動作を示す第１の説明図である。図６は、吐出量調節機構７０の弁部７３の動作を示す第２の説明図である。図５に示すように、切欠部７５が上方に位置するように弁部７３が回転すると、第２供給口６７が弁部７３によって閉塞されて、第１供給口６５から第２供給口６７への造形材料の流入が遮断される。一方、図６に示すように切欠部７５が＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向を向くように弁部７３が回転すると、第１供給口６５と第２供給口６７との間が連通し、第１供給口６５から第２供給口６７に最大の流量で造形材料が流入する。吐出量調節機構７０は、弁部７３の回転に応じて、第１供給口６５と第２供給口６７との間の流路断面積を変更し、第１供給口６５から第２供給口６７へと流入する造形材料の流量を変更する。尚、吐出量調節機構７０は、上述した弁部７３ではなく、例えば、ゲートバルブや、グローブバルブや、ボールバルブによって構成されてもよい。
【００３１】
図７は、ステージ３００の造形面３１１側の構成を示す上面図である。本実施形態では、板部３１０は、四角形の板状部材によって構成されている。板部３１０は、その上面に、造形材料が積層される造形面３１１を有している。板部３１０には、造形面３１１に開口部を有する複数の凹部３１５が設けられている。造形面３１１には、複数の凹部３１５の開口部が格子状に並んでいる。造形面３１１には、複数の凹部３１５がＸ方向に沿って等間隔に並んでおり、複数の凹部３１５がＹ方向に沿って等間隔に並んでいる。尚、板部３１０は、四角形ではなく円形の板状部材によって構成されてもよい。
【００３２】
それぞれの凹部３１５の開口形状は、円形である。それぞれの凹部３１５の開口部の直径Ｄｐは、同じに設定されている。凹部３１５の開口部の直径Ｄｐは、ノズル径Ｄｎと同じに設定されている。板部３１０の材質には、例えば、エポキシガラスを用いることができる。板部３１０に切削加工を施すことによって、凹部３１５を設けることができる。尚、凹部３１５の開口形状は、円形ではなく、四角形であってもよいし、四角形以外の多角形であってもよい。凹部３１５の開口部の直径Ｄｐは、ノズル径Ｄｎよりも大きく設定されてもよいし、ノズル径Ｄｎよりも小さく設定されてもよい。凹部３１５の開口部の直径Ｄｐは、ノズル径Ｄｎの２倍以下に設定されることが好ましい。
【００３３】
図８は、本実施形態における三次元造形物の製造工程を示すフローチャートである。三次元造形装置１００に設けられた操作パネルや、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターに対して、所定の開始操作がユーザーによって行われた場合に、制御部５００によって造形処理が実行される。造形処理が実行されることによって、三次元造形装置１００による三次元造形物の製造が開始される。
【００３４】
まず、制御部５００は、ステップＳ１１０のデータ取得工程にて、三次元造形物を造形するための造形データを取得する。造形データは、例えば、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターや記録媒体から取得される。造形データとは、三次元造形装置１００によって三次元造形物を造形するためのデータである。造形データには、ステージ３００に対するノズル孔６９の移動経路や、ステージ３００に対するノズル孔６９の移動の目標速度、移動中のノズル孔６９から吐出される造形材料の目標流量や、フラットスクリュー４０を回転させる駆動モーター３２の目標回転数や、バレル５０に内蔵されたヒーター５８の目標温度や、吐出量調節機構７０の弁部７３の目標回転角度等の種々の情報が表されている。三次元ＣＡＤソフトや三次元ＣＧソフトを用いて作成された、三次元造形物の形状を表す形状データが、例えば、三次元造形装置１００に接続されたコンピューター上でスライサーソフトに読み込まれて、造形データが作成される。スライサーソフトに読み込まれる形状データには、ＳＴＬ形式やＡＭＦ形式等のデータを用いることができる。
【００３５】
次に、ステップＳ１２０の材料生成工程にて、制御部５００は、造形材料の生成を開始する。制御部５００は、取得された造形データに従って、フラットスクリュー４０の回転、および、バレル５０に内蔵されたヒーター５８の温度を制御することによって、材料を溶融させて造形材料を生成する。フラットスクリュー４０の回転によって、材料供給部２０から供給された材料が、フラットスクリュー４０の材料導入口４４から溝部４５内に導入される。溝部４５内に導入された材料は、溝部４５に沿って中央部４７へと搬送される。溝部４５内を搬送される材料は、フラットスクリュー４０とバレル５０との相対的な回転によるせん断、および、ヒーター５８による加熱によって、その少なくとも一部が溶融されて、流動性を有するペースト状の造形材料になる。中央部４７に集められた造形材料は、中央部４７で生じる内圧によって連通孔５６を介してノズル６１に供給される。尚、造形材料は、第１造形工程と第２造形工程とが行われる間、生成され続ける。
【００３６】
図９は、本実施形態における第１造形工程の様子を示す説明図である。図９には、ステージ３００の側面から視た、三次元造形物ＯＢの第１層ＬＹ１が形成される様子を表している。図８および図９を参照して、ステップＳ１３０の第１造形工程にて、制御部５００は、凹部３１５が設けられたステージ３００に向かって吐出部６０のノズル孔６９から造形材料を吐出しつつ、ノズル孔６９とステージ３００との相対的な位置を変化させることによって、板部３１０に接する第１層ＬＹ１を形成する。本実施形態では、制御部５００は、造形データを用いて、吐出量調節機構７０を制御してステージ３００に向かってノズル孔６９から造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を制御してノズル孔６９とステージ３００との相対的な位置を変化させることによって第１層ＬＹ１を形成する。ノズル孔６９からステージ３００に向かって吐出された造形材料の一部、つまり、第１層ＬＹ１の一部は、凹部３１５内に入り込む。凹部３１５内に入り込んだ第１層ＬＹ１の部分のことを凸部ＡＰと呼ぶ。尚、第１造形工程のより詳細な内容については後述する。
【００３７】
図１０は、本実施形態における第２造形工程の様子を示す説明図である。図１０には、一例として、ステージ３００の側面から視た、三次元造形物ＯＢの第２層ＬＹ２から第３層ＬＹ３までが形成される様子を表している。図８および図１０を参照して、ステップＳ１４０の第２造形工程にて、制御部５００は、第１層ＬＹ１に向かってノズル孔６９から造形材料を吐出しつつ、ノズル孔６９とステージ３００との相対的な位置を変化させることによって、一または複数の層を第１層ＬＹ１上に積層する。本実施形態では、制御部５００は、造形データを用いて、吐出量調節機構７０を制御して、第１層ＬＹ１に向かってノズル孔６９から造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を制御して、ノズル孔６９とステージ３００との相対的な位置を変化させることによって、第１層ＬＹ１上に一または複数の層を積層する。
【００３８】
図８を参照して、ステップＳ１５０の仕上げ工程にて、三次元造形物ＯＢがステージ３００から取り外されて、三次元造形物ＯＢから凸部ＡＰが除去される。三次元造形物ＯＢは、例えば、ユーザーによる手作業でステージ３００から取り外される。凸部ＡＰは、例えば、切削加工や研削加工が施されて除去される。このようにして、所望の形状の三次元造形物ＯＢが製造される。
【００３９】
図１１は、本実施形態における第１造形工程の内容を示すフローチャートである。本実施形態では、まず、ステップＳ２１０にて、制御部５００は、造形面３１１に沿って、ステージ３００上に第１領域ＲＧ１と第２領域ＲＧ２とを設定する。
【００４０】
図１２は、本実施形態における第１領域ＲＧ１および第２領域ＲＧ２を示す説明図である。図１２には、上面から視たステージ３００の一部が表されている。図１２では、第１領域ＲＧ１と第２領域ＲＧ２とに異なる種類のハッチングが施されている。制御部５００は、ステージ３００上の領域であり、かつ、第１層ＬＹ１の外周縁ＥＧが形成される領域を第１領域ＲＧ１に設定し、ステージ３００上の領域であり、かつ、前記第１層ＬＹ１が形成される領域のうち第１領域ＲＧ１とは異なる領域を第２領域ＲＧ２に設定する。制御部５００は、第１領域ＲＧ１と第２領域ＲＧ２とに、凹部３１５上の領域が含まれるように、第１領域ＲＧ１と第２領域ＲＧ２とを設定する。本実施形態では、制御部５００は、外周縁ＥＧを含んだ第１層ＬＹ１の輪郭部ＯＰが形成される領域を第１領域ＲＧ１に設定し、第１層ＬＹ１の充填部ＩＰが形成される領域を第２領域ＲＧ２に設定する。輪郭部ＯＰとは、第１層ＬＹ１の外周縁ＥＧら所定距離以内の第１層ＬＹ１の部分のことを意味する。充填部ＩＰとは、輪郭部ＯＰを除いた第１層ＬＹ１の部分のことを意味する。制御部５００は、造形データを用いて、ステージ３００上における第１層ＬＹ１の外周縁ＥＧが形成される領域や、輪郭部ＯＰが形成される領域や、充填部ＩＰが形成される領域を特定できる。
【００４１】
図９および図１１を参照して、ステップＳ２２０にて、制御部５００は、第１領域ＲＧ１に造形材料を供給するか否かを判定する。ステップＳ２２０で第１領域ＲＧ１に造形材料を供給すると判断された場合、制御部５００は、ステップＳ２３０にて、ノズル孔６９から第１領域ＲＧ１に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量を、造形データに従った供給量よりも多く設定して、第１層ＬＹ１の形成を行う。ノズル孔６９から第１領域ＲＧ１に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量のことを第１供給量Ｓ１と呼ぶ。第１供給量Ｓ１は、後述する第２供給量Ｓ２よりも多い量に設定される。本実施形態では、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御することによって、ノズル孔６９から吐出する造形材料の流量を、造形データに表された目標流量と同じになるように保ちつつ、移動機構４００を制御することによって、ノズル孔６９と第１領域ＲＧ１との相対速度である第１相対速度Ｖ１を、造形データに表された目標速度よりも遅くする。そのため、第１供給量Ｓ１は、造形データに従った供給量よりも多くなる。例えば、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１相対速度Ｖ１を、造形データに表された目標速度の半分にすることができる。この場合、第１供給量Ｓ１は、造形データに従った供給量の２倍になる。
【００４２】
一方、ステップＳ２２０で第１領域ＲＧ１に造形材料を供給すると判断されなかった場合、つまり、第２領域ＲＧ２に造形材料を供給する場合、制御部５００は、ステップＳ２４０にて、ノズル孔６９から第２領域ＲＧ２に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量を、造形データに従った供給量と同じに設定して、第１層ＬＹ１の形成を行う。ノズル孔６９から第２領域ＲＧ２に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量のことを第２供給量Ｓ２と呼ぶ。本実施形態では、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御することによって、ノズル孔６９から吐出する造形材料の流量を、造形データに表された目標流量と同じになるように保ちつつ、移動機構４００を制御することによって、ノズル孔６９と第２領域ＲＧ２との相対速度である第２相対速度Ｖ２を、造形データに表された目標速度と同じになるように保つ。そのため、第２供給量Ｓ２は、造形データに従った供給量と同じになる。
【００４３】
その後、ステップＳ２５０にて、制御部５００は、第１層ＬＹ１の形成が完了したか否かを判定する。制御部５００は、造形データを用いて、第１層ＬＹ１の形成が完了したか否かを判断できる。第１層ＬＹ１の形成が完了したと判断されなかった場合、制御部５００は、ステップＳ２２０に処理を戻して、第１層ＬＹ１の形成を継続する。一方、第１層ＬＹ１の形成が完了したと判断された場合、制御部５００は、第１造形工程を終了して、図８に示したとおり、第２造形工程を開始する。
【００４４】
図９および図１０を参照して、本実施形態では、第１造形工程において、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、ノズル孔６９からステージ３００に向かって造形材料を吐出する際の、ノズル６１の先端部分とステージ３００との間隔を、第１間隔ＧＰ１に設定する。第２造形工程において、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、ノズル孔６９からステージ３００に向かって造形材料を吐出する際の、ノズル６１の先端部分と造形材料の層との間隔を、第２間隔ＧＰ２に設定する。つまり、制御部５００は、第１層ＬＹ１を形成する際には、ノズル６１の先端部分とステージ３００との間隔を第１間隔ＧＰ１に設定し、第２層ＬＹ２を形成する際には、ノズル６１の先端部分と第１層ＬＹ１との間隔を第２間隔ＧＰ２に設定し、第３層ＬＹ３を形成する際には、ノズル６１の先端部分と第２層ＬＹ２との間隔を第２間隔ＧＰ２に設定する。第１間隔ＧＰ１は、第２間隔ＧＰ２よりも狭く設定される。第１間隔ＧＰ１と第２間隔ＧＰ２とは、ノズル径Ｄｎよりも狭く設定される。そのため、ステージ３００上に堆積した造形材料は、ステージ３００に対してノズル６１が移動する際に、ノズル６１の先端部分によってステージ３００に押し付けられる。
【００４５】
図９を参照して、本実施形態では、上述したとおり、第１供給量Ｓ１が第２供給量Ｓ２よりも多く設定されるため、第１領域ＲＧ１の凹部３１５内に形成された凸部ＡＰの長さは、第２領域ＲＧ２の凹部３１５内に形成された凸部ＡＰの長さよりも長くなる。つまり、第１領域ＲＧ１の凹部３１５内に入り込む造形材料の造形面３１１からの深さＨ１は、第２領域ＲＧ２の凹部３１５内に入り込む造形材料の造形面３１１からの深さＨ２よりも深くなる。
【００４６】
図１３は、比較例における三次元造形物ＯＢ２の第１層ＬＹ１を示す説明図である。第１供給量Ｓ１と第２供給量Ｓ２とが同じである場合には、図１３に表したように、第１領域ＲＧ１の凹部３１５内に形成された凸部ＡＰの長さは、第２領域ＲＧ２の凹部３１５内に形成された凸部ＡＰの長さと同じになる。つまり、第１領域ＲＧ１の凹部３１５内に入り込む造形材料の造形面３１１からの深さＨ１は、第２領域ＲＧ２の凹部３１５内に入り込む造形材料の造形面３１１からの深さＨ２と同じになる。
【００４７】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００によれば、第１造形工程において、制御部５００は、ノズル孔６９から第１領域ＲＧ１に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量である第１供給量Ｓ１を、ノズル孔６９から第２領域ＲＧ２に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量である第２供給量Ｓ２よりも多くして第１層ＬＹ１を形成するので、三次元造形物ＯＢに反りが生じやすい第１領域ＲＧ１の凹部３１５内に入り込む造形材料の深さＨ１を、第２領域ＲＧ２の凹部３１５内に入り込む造形材料の深さＨ２よりも深くできる。そのため、第１領域ＲＧ１の凹部３１５に入り込んだ造形材料によって得られるアンカー効果を高めることができるので、三次元造形物ＯＢに反りが生じることを抑制できる。
【００４８】
また、本実施形態では、第１造形工程において、制御部５００は、移動機構４００を制御して第１相対速度Ｖ１を第２相対速度Ｖ２よりも遅くすることによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くする。そのため、ノズル孔６９から吐出する造形材料の流量を増加させることができない場合でも、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くできる。
【００４９】
また、本実施形態では、第１造形工程において、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１間隔ＧＰ１をノズル径Ｄｎよりも狭くして、ステージ３００上に堆積した造形材料をノズル６１の先端部分でステージ３００に押し付けながら第１層ＬＹ１を形成する。そのため、ノズル６１の先端部分で造形材料を凹部３１５内に押し込むことができるので、造形材料を凹部３１５内により入り込ませやすくできる。
【００５０】
また、本実施形態では、第２造形工程の後、仕上げ工程にて、ステージ３００から取り外された三次元造形物ＯＢから凸部ＡＰが除去される。そのため、不要になった凸部ＡＰを除去して、三次元造形物ＯＢを所望の形状に近付けることができる。
【００５１】
尚、本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂が材料として用いられたが、造形ユニット２００において用いられる材料としては、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として三次元造形物を造形する材料を採用することもできる。ここで、「主材料」とは、三次元造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、三次元造形物において５０重量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した造形材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。
【００５２】
主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、溶融部３０において、当該材料が可塑化することによって造形材料が生成される。「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料に熱が加わり溶融することを意味する。また、「溶融」とは、熱可塑性を有する材料がガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性が発現することをも意味する。
【００５３】
熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記のいずれか一つまたは２以上を組み合わせた熱可塑性樹脂材料を用いることができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのエンジニアリングプラスチック。
【００５４】
熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック、その他に、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混入されていてもよい。熱可塑性を有する材料は、溶融部３０において、フラットスクリュー４０の回転とヒーター５８の加熱によって可塑化されて溶融した状態に転化される。また、そのように生成された造形材料は、ノズル孔６９から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００５５】
熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でノズル孔６９から吐出されることが望ましい。尚、「完全に溶融した状態」とは、未溶融の熱可塑性を有する材料が存在しない状態を意味し、例えばペレット状の熱可塑性樹脂を材料に用いた場合、ペレット状の固形物が残存しない状態のことを意味する。
【００５６】
造形ユニット２００では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、以下の金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、溶融部３０に投入されることが望ましい。
＜金属材料の例＞
マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）やクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金。
＜合金の例＞
マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
【００５７】
造形ユニット２００においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックスや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックスなどが使用可能である。主材料として、上述したような金属材料やセラミック材料を用いる場合には、ステージ３００に配置された造形材料は、例えばレーザーの照射や温風などによる焼結によって硬化されてもよい。
【００５８】
材料供給部２０に投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上で例示したような熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、溶融部３０において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。
【００５９】
材料供給部２０に投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のような溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
＜溶剤の例＞
水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ−ピコリン、２，６−ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）；ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。
【００６０】
その他に、材料供給部２０に投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のようなバインダーを添加することもできる。
＜バインダーの例＞
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂又はＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）或いはその他の熱可塑性樹脂。
【００６１】
Ｂ．第２実施形態：
図１４は、第２実施形態の三次元造形装置１００ｂの概略構成を示す説明図である。第２実施形態の三次元造形装置１００ｂには、ステージ３００ｂに温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉが設けられていることが第１実施形態と異なる。その他の構成は、特に説明しない限り、図１に示した第１実施形態と同じである。
【００６２】
本実施形態では、ステージ３００ｂ上の造形面３１１は、Ｘ方向に沿って３つの面に区画され、Ｙ方向に沿って３つの面に区画されている。そのため、造形面３１１は、造形面３１１Ｅを中心とした、９つの造形面３１１Ａ〜３１１Ｉに区画されている。基部３２０ｂ内には、各造形面３１１Ａ〜３１１Ｉの下方に１つずつ、温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉが内蔵されている。各温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉは、各造形面３１１Ａ〜３１１Ｉを加熱する。各温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉの温度は、制御部５００によって制御される。尚、以下の説明において、各造形面３１１Ａ〜３１１Ｉを特に区別せずに説明する場合には、単に造形面３１１と呼び、各温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉを特に区別せずに説明する場合には、単に温調ヒーター３２５と呼ぶ。
【００６３】
本実施形態では、第１造形工程に先立って、制御部５００は、各造形面３１１Ａ〜３１１Ｉのうち、輪郭部ＯＰが形成される造形面３１１と、充填部ＩＰが形成される造形面３１１とを特定し、輪郭部ＯＰが形成される造形面３１１の温度が、充填部ＩＰが形成される造形面３１１の温度よりも高くなるように、各温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉの温度を制御する。制御部５００は、造形データを用いて、各造形面３１１Ａ〜３１１Ｉのうち、輪郭部ＯＰが形成される造形面３１１と、充填部ＩＰが形成される造形面３１１とを特定できる。輪郭部ＯＰが形成される造形面３１１の温度は、造形材料のガラス転移点から熱分解温度までの範囲内に設定される。各造形面３１１Ａ〜３１１Ｉの温度が所定の温度に達した後、制御部５００は、第１造形工程を開始する。
【００６４】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００ｂによれば、制御部５００は、輪郭部ＯＰが形成される造形面３１１の温度が、充填部ＩＰが形成される造形面３１１の温度よりも高くなるように各温調ヒーター３２５Ａ〜３２５Ｉを制御するので、輪郭部ＯＰを形成するために供給された造形材料の流動性を、充填部ＩＰを形成するために供給された造形材料の流動性よりも高めることができる。そのため、輪郭部ＯＰを形成する際に、充填部ＩＰを形成する際よりも造形材料を凹部３１５に入り込みやすくできる。
【００６５】
Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）図１５は、他の形態のステージ３００ｃの造形面３１１側の構成を示す上面図である。上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂでは、ステージ３００，３００ｂの凹部３１５は、板部３１０に設けられた複数の貫通孔によって形成されている。これに対して、図１５に表されたように、ステージ３００ｃの板部３１０ｃには、貫通孔が設けられておらず、板部３１０ｃに溝が格子状に設けられることによって凹部３１５ｃが形成されてもよい。尚、板部３１０ｃに設けられる溝の形態は、格子状ではなく、例えば、同心円状であってもよい。
【００６６】
（Ｃ２）図１６は、他の形態の第１領域ＲＧ１および第２領域ＲＧ２を示す説明図である。図１６に表されたように、制御部５００は、ステージ３００上の領域であり、かつ、外周縁ＥＧが屈曲した屈曲部ＥＫが形成される領域に第１領域ＲＧ１を設定してもよい。この場合にも、制御部５００は、凹部３１５上の領域が含まれるように第１領域ＲＧ１を設定する。例えば、制御部５００は、造形データを用いて、外周縁ＥＧが所定角度以上屈曲する部分を特定し、特定した外周縁ＥＧの部分が形成される領域が含まれるように第１領域ＲＧ１を設定できる。この場合、特に反りが生じやすい屈曲部ＥＫが形成される領域に造形材料を多く供給できるため、三次元造形物ＯＢに反りが生じることを効果的に抑制できる。
（Ｃ３）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂにおいて、制御部５００は、移動機構４００を制御して、ノズル孔６９と造形面３１１との相対速度を調節することによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くしている。これに対して、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御して、ノズル孔６９から吐出する造形材料の流量を調節することによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くしてもよい。この場合、簡易な制御によって容易に第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くできる。尚、制御部５００は、ノズル孔６９と造形面３１１との相対速度と、ノズル孔６９から吐出する造形材料の流量との両方を調節することによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くしてもよい。
【００６７】
（Ｃ４）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂにおいて、制御部５００は、駆動モーター３２を制御することによって、フラットスクリュー４０の回転数を増加させて、ノズル孔６９からの造形材料の流量を調節することによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くしてもよい。
【００６８】
（Ｃ５）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂにおいて、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１間隔ＧＰ１をノズル径Ｄｎよりも狭くして、ステージ３００上に堆積した造形材料をノズル６１の先端部分でステージ３００に押し付けながら第１層ＬＹ１を形成している。これに対して、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１造形工程における第１間隔ＧＰ１をノズル径Ｄｎよりも広くしてもよい。つまり、制御部５００は、第１層ＬＹ１を形成する際に、ステージ３００上に堆積した造形材料をノズル６１の先端部分でステージ３００に押し付けなくてもよい。
【００６９】
（Ｃ６）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂにおいて、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１造形工程における第１間隔ＧＰ１を、第２造形工程における第２間隔ＧＰ２よりも狭くしている。これに対して、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１造形工程における第１間隔ＧＰ１と、第２造形工程における第２間隔ＧＰ２とを同じにしてもよい。
【００７０】
（Ｃ７）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂにおいて、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１造形工程における第１間隔ＧＰ１を一定に保っている。これに対して、制御部５００は、移動機構４００を制御することによって、第１領域ＲＧ１に造形材料を供給する際のノズル６１の先端部分とステージ３００，３００ｂとの間隔を、第２領域ＲＧ２に造形材料を供給する際のノズル６１の先端部分とステージ３００，３００ｂとの間隔よりも狭くしてもよい。この場合、第１領域ＲＧ１の凹部３１５に入り込む造形材料の深さＨ１を、第２領域ＲＧ２の凹部３１５に入り込む造形材料の深さＨ２よりもさらに深くできる。
【００７１】
（Ｃ８）上述した各実施形態において、三次元造形物ＯＢから凸部ＡＰが除去されなくてもよい。例えば、三次元造形物ＯＢの用途が、凸部ＡＰが除去されなくても問題にならない場合には、三次元造形物ＯＢから凸部ＡＰが除去されなくてもよい。
【００７２】
（Ｃ９）上述した各実施形態において、造形データが生成される際に、第１領域ＲＧ１および第２領域ＲＧ２が設定されて、第１供給量Ｓ１が第２供給量Ｓ２よりも予め多く設定された造形データが生成されてもよい。この場合、例えば、図１１に示したステップＳ２３０にて、制御部５００は、ノズル孔６９から第１領域ＲＧ１に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量を、造形データに従った供給量と同じ量に設定して、第１層ＬＹ１の形成を行い、ノズル孔６９から第２領域ＲＧ２に供給する造形材料の、単位面積当たりの供給量を、造形データに従った供給量と同じ量に設定して、第１層ＬＹ１の形成を行うことによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くすることができる。
【００７３】
（Ｃ１０）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂにおいて、溶融部３０は、フラットスクリュー４０と、バレル５０とを備え、フラットスクリュー４０とバレル５０との相対的な回転を用いて材料を溶融している。これに対して、溶融部３０は、フラットスクリュー４０ではなく、長尺の軸に螺旋溝が形成されたインラインスクリューと、インラインスクリューを囲む円筒状のバレルとを備え、インラインスクリューと円筒状のバレルとの相対的な回転を用いて材料を溶融させる形態であってもよい。
【００７４】
（Ｃ１１）上述した各実施形態では、フラットスクリュー４０と、バレルとを備え、フラットスクリュー４０とバレル５０との相対的な回転を用いて材料を溶融する三次元造形装置１００，１００ｂが用いられている。これに対して、ＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式の三次元造形装置が用いられてもよい。この場合、材料として用いられるフィラメントの送り速度を調節することによって、第１供給量Ｓ１を第２供給量Ｓ２よりも多くしてもよい。
【００７５】
Ｄ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００７６】
（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形物の製造方法が提供される。この三次元造形物の製造方法は、複数の凹部が設けられたステージに向かって吐出部から溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させることによって、前記ステージに接する第１層を形成する第１造形工程と、前記第１層に向かって前記吐出部から前記溶融材料を吐出しつつ前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させることによって、一または複数の層を前記第１層上に積層する第２造形工程と、を有する。前記ステージは、前記第１層の外周縁が形成される第１領域と、前記第１層が形成される領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域とを有し、前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第１供給量を、前記吐出部から前記第２領域に供給する前記溶融材料の、単位面積当たりの供給量である第２供給量よりも多くして前記第１層を形成する。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、三次元造形物に反りが生じやすい第１領域の凹部内に入り込む溶融材料の深さを、第２領域の凹部内に入り込む溶融材料の深さよりも深くできる。そのため、アンカー効果によって三次元造形物に反りが生じることを抑制できる。
【００７７】
（２）上記形態の三次元造形物の製造方法では、前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に向かって吐出する前記溶融材料の第１流量を、前記吐出部から前記第２領域に向かって吐出する前記溶融材料の第２流量よりも多くすることによって、前記第１供給量を前記第２供給量よりも多くしてもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、容易に第１供給量を第２供給量よりも多くできる。
【００７８】
（３）上記形態の三次元造形物の製造方法では、前記第１造形工程において、前記吐出部から前記第１領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの第１相対速度を、前記吐出部から前記第２領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの第２相対速度よりも遅くすることによって、前記第１供給量を前記第２供給量よりも多くしてもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、吐出部から吐出される溶融材料の流量を増加させることができない場合でも、第１供給量を第２供給量よりも多くできる。
【００７９】
（４）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第１造形工程において、前記ステージに供給された前記溶融材料を前記吐出部の先端部分で前記ステージに押し付けながら前記第１層を形成してもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、第１造形工程において、溶融材料を凹部により入り込ませやすくできる。
【００８０】
（５）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第１造形工程における前記吐出部から前記第１領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの間隔は、前記第１造形工程における前記吐出部から前記第２領域に向かって前記溶融材料を吐出する際の前記吐出部と前記ステージとの間隔よりも狭くてもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、第１領域の凹部内に入り込む溶融材料の深さを、第２領域の凹部内に入り込む溶融材料の深さよりも深くできる。
【００８１】
（６）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第１領域は、前記外周縁の屈曲部が形成される領域に設定されてもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、特に反りが生じやすい屈曲部が形成される領域に溶融材料を多く供給するため、三次元造形物に反りが生じることを効果的に抑制できる。
【００８２】
（７）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第２造形工程よりも後に、前記溶融材料が前記凹部に入り込んで形成された前記第１層の凸部を除去する工程を有してもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、三次元造形物をステージから取り外した後には不要になる凸部を除去することによって、三次元造形物を所望の形状に近付けることができる。
【００８３】
（８）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第１造形工程に先立って、前記第１領域内の前記ステージを加熱する工程を有してもよい。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、溶融材料の流動性を高めることができるため、溶融材料を凹部に入り込みやすくできる。
【００８４】
本開示は、三次元造形物の製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形装置、三次元造形装置の制御方法等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００８５】
２０…材料供給部、２２…供給路、３０…溶融部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０…フラットスクリュー、４１…上面、４２…溝形成面、４３…側面、４４…材料導入口、４５…溝部、４６…凸条部、４７…中央部、５０…バレル、５２…スクリュー対向面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６０…吐出部、６１…ノズル、６２…供給流路、６５…第１供給口、６６…交差孔、６７…第２供給口、６８…ノズル流路、６９…ノズル孔、７０…吐出量調節機構、７３…弁部、７５…切欠部、７７…操作部、７９…弁駆動部、１００，１００ｂ…三次元造形装置、２００…造形ユニット、３００，３００ｂ，３００ｃ…ステージ、３１０，３１０ｃ…板部、３１１…造形面、３１５，３１５ｃ…凹部、３２０，３２０ｂ…基部、３２５…温調ヒーター、４００…移動機構、５００…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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