(57)【要約】【課題】三次元造形物の製造方法において、効率良く内部領域を充填して、造形時間を短縮することができる技術を提供する。【解決手段】吐出部から造形材料を吐出して三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法は、吐出部による造形材料の単位時間あたりの吐出量および吐出経路の情報を含み、三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の形成を指示する第一造形データと、吐出量および吐出経路の情報を含み、外郭領域の内側である内部領域の形成を指示する第二造形データと、を含む造形データ、を生成する第一工程と、造形データに従って、三次元造形物を造形する第二工程と、を備える。第二造形データに含まれる吐出経路は、連続する１の吐出経路で内部領域を埋める連続吐出経路である。【選択図】図７
2020032564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出部から造形材料を吐出して三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、
前記吐出部による造形材料の単位時間あたりの吐出量および吐出経路の情報を含み、前記三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の形成を指示する第一造形データと、前記吐出量および前記吐出経路の情報を含み、前記外郭領域の内側である内部領域の形成を指示する第二造形データと、を含む造形データ、を生成する第一工程と、
前記造形データに従って、前記三次元造形物を造形する第二工程と、を備え、
前記第二造形データに含まれる前記吐出経路は、連続する１の吐出経路で前記内部領域を埋める連続吐出経路である、
三次元造形物の製造方法。
【請求項２】
前記第二造形データの前記連続吐出経路は、前記吐出量のうち第一吐出量を有する第一吐出経路と、前記第一吐出量とは異なる第二吐出量を有する第二吐出経路とを含む、請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第二吐出経路の前記第二吐出量は、前記第一吐出量よりも小さく、
前記第二吐出経路は、前記内部領域のうち前記第一吐出経路で埋めた残りの領域を埋める経路であり、
前記第二工程では、前記第一吐出経路および前記第二吐出経路の順序に従って、前記三次元造形物を造形する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
前記第一吐出量は、前記第一造形データの前記吐出量と同じである、請求項２または請求項３に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項５】
前記第一吐出量は、前記第一造形データの前記吐出量以上の吐出量である、請求項２または請求項３に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項６】
前記第二造形データの前記連続吐出経路は、同一の吐出量で前記内部領域を埋める経路である、請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項７】
前記第一造形データに含まれる前記吐出経路と、前記第二造形データに含まれる前記吐出経路とが、連続する吐出経路である、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。
【請求項８】
三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
造形材料を吐出するノズルと、前記ノズルによる造形材料の単位時間あたりの吐出量を調整する開閉機構とを有する吐出部と、
前記ノズルから吐出された前記造形材料が堆積されるテーブルと、
前記テーブルと前記ノズルとの相対的な位置を変化させる移動機構と、
前記吐出部と、前記開閉機構と、前記移動機構と、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記吐出量および吐出経路の情報を含む前記三次元造形物の造形データであって、前記三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の形成を指示する第一造形データと、前記外郭領域の内側である内部領域を連続する１の吐出経路で埋める連続吐出経路を含み、前記内部領域の形成を指示する第二造形データと、を含む造形データ、を生成し、
前記造形データに従って、前記吐出部と、前記開閉機構と、前記移動機構と、を制御して前記三次元造形物を造形する、
三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
ノズルから造形材料を吐出して三次元造形物を形成する場合、ノズルの走査経路データを生成することがある。三次元造形物では、造形材料が充填されない領域があると、三次元造形物に空隙が形成される。この空隙は、三次元造形物の構造上の強度を低下させるおそれがある。そのため、例えば特許文献１では、ノズルの走査経路データを生成する際、予め三次元造形物の外郭部分に対応する第一の走査経路データを形成した後に、残存領域に対応する第二の走査経路を追加することによって、三次元造形物の空隙率を低減させ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】特表２００９−５２５２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、造形物内部の残存領域を埋めるために、第一の走査経路データを生成した後に、第一の走査経路データよりも解像度の高い第二の走査経路データを追加する。この第二の走査経路データは、例えば、二つの走査経路を含む場合があり、その走査経路間に、造形材料の吐出を伴わないノズルの移動が発生する場合がある。従来の技術では、効率良く残存領域を埋めるための検討が充分にされているとはいえず、三次元造形物の空隙を充填するための造形時間を短縮することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、吐出部から造形材料を吐出して三次元造形物を造形する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、前記吐出部による造形材料の単位時間あたりの吐出量および吐出経路の情報を含み、前記三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の形成を指示する第一造形データと、前記吐出量および前記吐出経路の情報を含み、前記外郭領域の内側である内部領域の形成を指示する第二造形データと、を含む造形データ、を生成する第一工程と、前記造形データに従って、前記三次元造形物を造形する第二工程と、を備える。前記第二造形データに含まれる前記吐出経路は、連続する１の吐出経路で前記内部領域を埋める連続吐出経路であってよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】三次元造形装置の構成を一部の部材を断面視して示す概略構成図。
【図２】フラットスクリューの下面側の構成を示す概略構成を示す斜視図。
【図３】スクリュー対面部の上面側を示す概略平面図。
【図４】造形装置において造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図。
【図５】制御部によって実行される造形データの生成処理のフローを示す説明図。
【図６】制御部が実行する第二造形データの生成処理のフローを示す説明図。
【図７】第１実施形態の層データの構成を模式的に表す説明図。
【図８】造形データに基づく吐出処理のフローを示す説明図。
【図９】第２実施形態の第二造形データの生成処理のフローを示す説明図。
【図１０】第２実施形態の層データの構成を模式的に表す説明図。
【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実施形態の三次元造形装置１００の構成を一部の部材を断面視して示す概略構成図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平面に平行な方向であり、Ｚ方向は、重力方向（鉛直方向）とは反対の方向である。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印は、他の参照図においても、図示の方向が図１と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、向きを特定する場合には、正の方向を「＋」、負の方向を「−」として、方向表記に正負の符合を併用する。
【０００８】
三次元造形装置１００は、造形材料を堆積させることによって三次元造形物を造形する。以下では、「三次元造形装置」を単に「造形装置」とも呼び、三次元造形物を単に「造形物」とも呼ぶ。「造形材料」については後述する。造形装置１００は、造形装置１００を制御する制御部１０１と、造形材料を生成し、吐出する造形部１１０と、造形物の基台となる造形用のテーブル２１０と、造形材料の吐出位置を制御する移動機構２３０と、を備える。
【０００９】
造形部１１０は、制御部１０１の制御下において、固体状態の材料を溶融させてペースト状にした造形材料をテーブル２１０上の目標位置に吐出する。造形部１１０は、造形材料に転化される前の材料の供給源である材料供給部２０と、材料を造形材料へと転化させる造形材料生成部３０と、造形材料を吐出する吐出部６０と、を備える。
【００１０】
材料供給部２０は、造形材料生成部３０に、造形材料を生成するための原材料ＭＲを供給する。材料供給部２０は、例えば、原材料ＭＲを収容するホッパーによって構成される。材料供給部２０は、下方に排出口を有している。当該排出口は、連通路２２を介して、造形材料生成部３０に接続されている。原材料ＭＲは、ペレットや粉末等の形態で材料供給部２０に投入される。本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂の材料が用いられる。
【００１１】
造形材料生成部３０は、材料供給部２０から供給された原材料ＭＲを溶融させて流動性を発現させたペースト状の造形材料を生成し、吐出部６０へと導く。造形材料生成部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、スクリュー対面部５０と、を有する。スクリュー対面部５０及びフラットスクリュー４０の具体的な構成は、図２および図３の各々に示した。
【００１２】
図２は、フラットスクリュー４０の下面４８側の概略構成を示す斜視図である。図２に示したフラットスクリュー４０は、技術の理解を容易にするため、図１に示した上面４７と下面４８との位置関係を、鉛直方向において逆向きとした状態で示されている。図３は、スクリュー対面部５０の上面５２側を示す概略平面図である。フラットスクリュー４０は、その中心軸に沿った方向である軸線方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー４０は、その軸線方向がＺ方向に平行になるように配置され、円周方向に沿って回転する。フラットスクリュー４０の中心軸は、その回転軸ＲＸと一致する。図１および図２には、フラットスクリュー４０の回転軸ＲＸを一点鎖線で図示してある。
【００１３】
フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。フラットスクリュー４０の上面４７側は駆動モーター３２に連結されており、フラットスクリュー４０は、駆動モーター３２が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース３１内で回転する。駆動モーター３２は、制御部１０１の制御下において駆動する。
【００１４】
フラットスクリュー４０は、回転軸ＲＸと交差する面である下面４８に、溝部４２が形成されている。上述した材料供給部２０の連通路２２は、フラットスクリュー４０の側面から、当該溝部４２に接続されている。図示するように溝部４２は、凸条部４３によって隔てられて３本分形成されている。
【００１５】
フラットスクリュー４０の下面４８は、スクリュー対面部５０の上面５２に面しており、フラットスクリュー４０の下面４８の溝部４２と、スクリュー対面部５０の上面５２との間には空間が形成される。造形部１１０では、フラットスクリュー４０とスクリュー対面部５０との間のこの空間に、材料供給部２０から図３に示した材料流入口４４へと原材料ＭＲが供給される。
【００１６】
スクリュー対面部５０には、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲを加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。スクリュー対向面５２には、連通孔５６に接続され、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。フラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲは、溝部４２内において溶融されながら、フラットスクリュー４０の回転によって溝部４２に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー４０の中央部４６へと導かれる。中央部４６に流入した流動性を発現しているペースト状の造形材料は、図３に示したスクリュー対面部５０の中心に設けられた連通孔５６を介して吐出部６０に供給される。なお、造形材料では、造形材料を構成する全ての種類の物質が溶融していなくてもよい。造形材料は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が溶融することによって、全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。
【００１７】
吐出部６０は、造形材料を吐出するノズル６１と、フラットスクリュー４０とノズル６１との間に設けられた造形材料の流路６５と、流路６５を開閉する開閉機構７０と、を有する。ノズル６１は、流路６５を通じて、スクリュー対面部５０の連通孔５６に接続されている。ノズル６１は、造形材料生成部３０において生成された造形材料を、先端の吐出口６２からテーブル２１０に向かって吐出する。なお、本明細書において、「造形材料を吐出する」とは、流動性を有する状態の造形材料が圧力を加えられて流出することを意味する。
【００１８】
第１実施形態では、ノズル６１の吐出口６２は、孔径Ｄｎを有する。ノズル６１の孔径Ｄｎは、ノズル６１の吐出口６２の開口幅の最大値である。吐出口６２が正円状の形状を有している場合には、孔径Ｄｎは吐出口６２の直径に相当する。吐出口６２が正円状以外の形状を有している場合には、孔径Ｄｎはノズル６１の走査方向において最も離れた位置にある吐出口６２の端部同士間の距離に相当する。吐出口６２が複数の微小な開口が配列された構成を有している場合には、孔径Ｄｎはノズル６１の走査方向において最も外側に配列されている２つの微小開口における外側の端部同士間の距離に相当する。
【００１９】
開閉機構７０は、流路６５を開閉して、ノズル６１からの造形材料の流出を制御する。第１実施形態では、開閉機構７０は、バタフライバルブによって構成されている。開閉機構７０は、一方向に延びる軸状部材である駆動軸７２と、駆動軸７２の回転により回動する弁体７３と、駆動軸７２の回転駆動力を発生するバルブ駆動部７４と、を備える。
【００２０】
駆動軸７２は、造形材料の流れ方向に交差するように流路６５の途中に取り付けられている。より具体的には、駆動軸７２は、流路６５内の造形材料の流通方向に対して垂直な向きであるＹ方向に平行になるように取り付けられている。駆動軸７２は、Ｙ方向に沿った中心軸を中心に回転可能である。
【００２１】
弁体７３は、流路６５内において回転する板状部材である。第１実施形態では、弁体７３は、駆動軸７２の流路６５内に配置されている部位を板状に加工することによって形成されている。弁体７３を、その板面に垂直な方向に見たときの形状は、弁体７３が配置されている部位における流路６５の開口形状とほぼ一致する。
【００２２】
バルブ駆動部７４は、制御部１０１の制御下において、駆動軸７２を回転させる。バルブ駆動部７４は、例えば、ステッピングモーターによって構成される。駆動軸７２の回転によって弁体７３が流路６５内において回転する。
【００２３】
弁体７３の板面を、流路６５における造形材料の流通方向に対して垂直にされた状態が、流路６５が閉じられた状態である。この状態では、流路６５からノズル６１への造形材料の流入が遮断され、吐出口６２からの造形材料の流出が停止される。弁体７３の板面が、駆動軸７２の回転によって、この垂直にされた状態から回転されると、流路６５からノズル６１への造形材料の流入が許容され、吐出口６２から造形材料が流出する。また、図１に示されているように、流路６５における造形材料の流通方向に沿った状態が、流路６５が全開となる状態である。この状態は、吐出口６２からの単位時間あたりの造形材料の吐出量が最大となる。このように、開閉機構７０は、造形材料の流出のＯＮ／ＯＦＦとともに、造形材料の吐出量の調整を実現できる。
【００２４】
テーブル２１０は、ノズル６１の吐出口６２に対向する位置に配置されている。第１実施形態では、ノズル６１の吐出口６２に対向するテーブル２１０の面２１１は、Ｘ，Ｙ方向、すなわち水平方向に平行となるように配置される。後述するように、造形装置１００は、造形処理において、テーブル２１０の面２１１に造形材料を堆積することによって造形物を造形する。
【００２５】
移動機構２３０は、テーブル２１０とノズル６１との相対位置を変化させる。第１実施形態では、ノズル６１の位置が固定されており、移動機構２３０は、テーブル２１０を移動させる。移動機構２３０は、３つのモーターＭの駆動力によって、テーブル２１０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。移動機構２３０は、制御部１０１の制御下において、ノズル６１とテーブル２１０との相対的な位置関係を変更する。
【００２６】
他の実施形態では、移動機構２３０によってテーブル２１０を移動させる構成の代わりに、テーブル２１０の位置が固定された状態で、移動機構２３０がテーブル２１０に対してノズル６１を移動させる構成が採用されてもよい。こうした構成であっても、テーブル２１０とノズル６１との相対位置を変化させることができる。また、他の実施形態では、移動機構２３０が、テーブル２１０とノズル６１とをそれぞれ移動させ、両者の相対的な位置を変化させる構成が採用されてもよい。以下の説明において、「ノズル６１の移動距離」というときは、特に断らなければ、テーブル２１０とノズル６１との相対的な移動距離を意味する。
【００２７】
造形装置１００では、フラットスクリュー４０を利用していることによって、流動性を有する造形材料を生成し、ノズル６１へと圧送する構成が簡易に実現されている。この構成によれば、ノズル６１からの造形材料の吐出量の制御がフラットスクリュー４０の回転数の制御によって可能であり、ノズル６１からの造形材料の吐出量の制御が容易化されている。「造形材料の吐出量」とは、単位時間あたりにノズル６１の吐出口６２から流出する造形材料の流量を意味する。
【００２８】
制御部１０１は、造形装置１００全体の動作を制御する制御装置である。制御部１０１は、１つ、または、複数のプロセッサーと、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る。制御部１０１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、種々の機能を発揮する。制御部１０１は、そうしたコンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実現するための複数の回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。
【００２９】
制御部１０１は、造形データの生成処理と、造形材料を吐出して造形物を造形する吐出処理とを実行する。制御部１０１は、吐出処理では、造形物の造形データに従って、開閉機構７０と吐出部６０とを含む造形部１１０と、移動機構２３０とを制御する。制御部１０１は、造形データの生成処理を、造形物の形状を表す３次元ＣＡＤデータなどの形状データに基づいて実行する。造形データには、造形材料の吐出経路と、吐出部６０による造形材料の単位時間あたりの吐出量とを含む造形材料の吐出制御データが含まれる。造形材料の吐出経路とは、ノズル６１が、造形材料を吐出しながら、テーブル２１０の面２１１に沿ってテーブル２１０に対して相対的に移動する方向であり、ノズル６１の走査方向である。造形データには、その他に、ノズル６１の移動速度などの別の情報を含んでいてもよい。造形データの詳細については後述する。
【００３０】
図４は、造形装置１００において造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図である。造形装置１００では、上述したように、造形材料生成部３０において、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２に供給された固体状態の原材料ＭＲが溶融されて造形材料ＭＭが生成される。制御部１０１は、テーブル２１０の面２１１とノズル６１との距離を保持したまま、テーブル２１０の面２１１に沿った方向に、テーブル２１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル６１から造形材料ＭＭを吐出させる。ノズル６１から吐出された造形材料ＭＭは、ノズル６１の移動方向に連続して堆積されていく。こうしたノズル６１による走査によって、ノズル６１の走査経路に沿って線状に延びる造形部位である線状部位ＬＰが造形される。
【００３１】
制御部１０１は、上記のノズル６１による走査を繰り返して材料層ＭＬを形成する。制御部１０１は、１つの材料層ＭＬを形成した後、ノズル６１の位置を、テーブル２１０からノズル６１に向かう方向であるＺ方向に移動させる。そして、これまでに形成された材料層ＭＬの上に、さらに材料層ＭＬを積み重ねることによって造形物を造形していく。
【００３２】
制御部１０１は、例えば、一層分の材料層ＭＬを完了した場合のノズル６１のＺ方向への移動や、各層で独立する複数の造形エリアがある場合には、ノズル６１からの造形材料の吐出を一時的に中断させることがある。この場合、開閉機構７０の弁体７３によって流路６５を閉塞させて、吐出口６２からの造形材料ＭＭの吐出を停止させる。制御部１０１は、ノズル６１の位置を変更した後、開閉機構７０の弁体７３によって流路６５を開くことによって、変更後のノズル６１の位置から造形材料ＭＭの堆積を再開させる。造形装置１００によれば、開閉機構７０によって、ノズル６１による造形材料ＭＭの堆積位置を簡易に制御することができる。
【００３３】
図５は、制御部１０１によって実行される造形データの生成処理のフローを示す説明図である。造形データの生成処理は、三次元造形物の製造において、造形材料の吐出処理の前に実行される第一工程である。上述したように、造形データには、造形材料の吐出経路と吐出量とを含む造形材料の吐出制御データが含まれる。
【００３４】
ステップＳ１１０において、制御部１０１は、外部から入力された三次元造形物の造形データである３次元ＣＡＤデータを解析して、複数の層に分解した層データを生成する。各層データは、吐出部６０が吐出可能な吐出量に応じた層の高さとなるような数で分解される。
【００３５】
ステップＳ１２０において、制御部１０１は、第一造形データを生成する。第一造形データとは、層データのうち、三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の造形データである。三次元造形物の外郭とは、三次元造形物の外観に影響する部分のことを表す。ただし、三次元造形物の外郭は、最も外側の吐出経路のみには限られず、最も外側の吐出経路に加え、その内側の吐出経路を含んでもよく、三次元造形物の造形データの生成において任意に設定してよい。ステップＳ１３０において、制御部１０１は、第二造形データを生成する。第二造形データとは、層データのうち、三次元造形物の外郭領域の内側である内部領域の造形データである。三次元造形物の内部領域では、三次元造形物の外観への影響よりも強度への影響が大きい。
【００３６】
第二造形データを生成した制御部１０１は、以上の処理を全層に亘って繰り返す。ステップＳ１４０において、層データの全層について、第一造形データおよび第二造形データを生成したか否かを確認する。全層の第一造形データおよび第二造形データの生成が完了していない場合には（Ｓ１４０：ＮＯ）、制御部１０１は、ステップＳ１２０およびステップＳ１３０の処理を繰り返す。全層の層データの生成を完了した場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、制御部１０１は、造形データの生成処理を終了する。
【００３７】
図６および図７を参照して、以下、内部領域を造形するための第二造形データの生成処理について説明する。図６は、制御部１０１によって実行される、第二造形データの生成処理のフローを示す説明図である。本実施形態では、第二造形データの生成には、吐出量に応じた二つの吐出経路が含まれる。より具体的には、第二造形データは、吐出量のうち第一吐出量を有する第一吐出経路と、第一吐出量とは異なる第二吐出量を有する第二吐出経路とで構成される。ただし、第一吐出経路のみで内部流域が埋められると判断される場合には、第二吐出経路は形成されなくてもよい。
【００３８】
図７は、第１実施形態の層データＬＤ１の構成を模式的に表す説明図である。層データＬＤ１は、三次元造形物の造形データを分解した一つの層データの例である。層データＬＤ１は、第一造形データＺＤ１と、第二造形データＺＤ２とによって構成される矩形状の領域である。ただし、層データＬＤ１の形状は矩形状の領域には限定されず、三次元造形物の種々の断面形状であってもよい。
【００３９】
制御部１０１は、層データＬＤ１の生成にあたり、上述したステップＳ１１０の処理に基づいて、外郭領域からなる第一造形データＺＤ１を生成する。本実施形態において、第一造形データＺＤ１は、層データＬＤ１の外周１周分とする外郭領域の吐出経路Ｄ１と、造形材料が幅Ｗ１となる所定の吐出量とを設定される。吐出の開始位置Ｓｔ１は、テーブル２１０の任意の位置に設定され得るが、本実施形態では、造形物の角部となる位置に設定した。
【００４０】
次に、制御部１０１は、第二造形データＺＤ２を生成するため、第二造形データＺＤ２を構成する第一吐出経路Ｄ２１と、第二吐出経路Ｄ２２とを生成する。第一吐出経路Ｄ２１と第二吐出経路Ｄ２２とは、吐出開始位置Ｓｔ２１から始まる連続吐出経路である。「連続吐出経路」とは、内部領域を埋めるための連続する１の吐出経路である。吐出開始位置Ｓｔ２１は、吐出経路Ｄ１の終点から隣接する内部領域までの最小距離となる位置に設定される。そのノズル６１の移動方向Ｃｄ１を図７に模式的に表した。移動方向Ｃｄ１は、説明の便宜のために示されたものである。移動方向Ｃｄ１でのノズル６１の移動において、ノズル６１からの造形材料の吐出は停止しない。後述する移動方向Ｃｄ２においても同様である。
【００４１】
図６のステップＳ１３２において、制御部１０１は、第一造形データＺＤ１と吐出経路が連続するように、第一吐出経路Ｄ２１を生成する。吐出経路が連続するとは、例えば、直前に実行される造形データでの吐出経路の終点位置と、次に実行される造形データの吐出経路の開始位置との距離が略最小となる距離で繋げられた状態を表す。このとき、造形材料の吐出を伴わないノズル６１の移動が発生せず、ノズル６１からの吐出を連続して実行できるように各吐出経路間が構成されていることを意味する。本実施形態において、第一吐出経路Ｄ２１の第一吐出量は、外郭を構成する第一造形データＺＤ１の吐出経路Ｄ１での吐出量と同じ流量で設定され、互いの吐出経路は連続している。すなわち、第一造形データＺＤ１から第二造形データＺＤ２への吐出経路は連続している。ただし、第一造形データＺＤ１から第二造形データＺＤ２への吐出経路は連続していない態様であってもよい。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態において、第一吐出経路Ｄ２１での造形材料の吐出量は、吐出された造形材料が幅Ｗ２１となる第一吐出量で設定される。上述したように、本実施形態の第一吐出経路Ｄ２１での第一吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量と同じ吐出量で設定される。したがって、第一造形データＺＤ１での造形材料の幅Ｗ１と、第一吐出経路Ｄ２１での造形材料の幅Ｗ２１は略同一である。制御部１０１は、吐出開始位置Ｓｔ２１を始点とし、そこから幅Ｗ２１とする吐出経路を延伸して連続する１の経路を生成する。これにより第一吐出経路Ｄ２１が生成される。制御部１０１は、第一吐出経路Ｄ２１によって内部領域を埋められるかを判断する。
【００４３】
本実施形態において、制御部１０１は、幅Ｗ２１の直線を、吐出開始位置Ｓｔ２１から＋Ｘ方向に沿って第一造形データＺＤ１と接触する直前まで延伸した後、−Ｙ方向に幅Ｗ２１だけずらす。次に、−Ｘ方向に沿って第一造形データＺＤ１と接触する直前まで延伸した後、−Ｙ方向に幅Ｗ２１だけずらす。これらを繰り返し、内部領域を埋めるようにして第一吐出経路Ｄ２１を生成する。ただし、第一吐出経路Ｄ２１の生成する経路は、これに限定されず、例えば第一造形データＺＤ１に沿って層データＬＤ１の中心に向かって渦巻き状に経路を生成してもよく、吐出量や吐出経路に応じて最適化するなど、任意に設定可能である。
【００４４】
図６のステップＳ１３４において、制御部１０１は、第二造形データＺＤ２の吐出経路のうち第一吐出経路Ｄ２１で埋めきることができない残存領域Ａｚの算出を行う。図７の例では、第二造形データＺＤ２の吐出経路の全幅を幅Ｗａ、吐出量で規定される第一吐出経路Ｄ２１の吐出経路の幅を幅Ｗ２１としたとき、Ｗ２２＝Ｗａ  ｍｏｄ．  Ｗ２１の式で定義される幅Ｗ２２の領域が発生する場合がある。この領域は、内部領域のうち、第一吐出経路Ｄ２１で埋めた残りの領域である。本実施形態では、この「残りの領域」が、第一吐出経路Ｄ２１のみでは埋めきれずに残存する残存領域Ａｚである。ただし、他の実施形態において、この「残りの領域」は、埋めきれずに残存する残存領域に限らず、例えば、幅Ｗ２１とする第一吐出経路Ｄ２１を含み得る領域としてもよい。
【００４５】
制御部１０１は、幅Ｗａと幅Ｗ２１とを用いて、残存領域Ａｚの幅Ｗ２２が存在するか否かを算出する。幅Ｗ２２が存在しない場合、すなわち、第二造形データＺＤ２を第一吐出経路Ｄ２１のみで形成できる場合（Ｓ１３４：ＮＯ）、制御部１０１は第二造形データＺＤ２の生成処理を完了する。他方、幅Ｗ２２が存在する場合、すなわち、残存領域Ａｚが存在する場合（Ｓ１３４：ＹＥＳ）、ステップＳ１３６において、制御部１０１は、残存領域Ａｚに対して第二吐出経路Ｄ２２を生成する。図７に示す層データＬＤ１の例では、残存領域Ａｚは、幅Ｗ２２とする矩形の領域であるとする。制御部１０１は、幅Ｗ２２とするための造形材料の吐出量を算出し、第二吐出量として設定し、この残存領域Ａｚを埋めきるための第二吐出経路Ｄ２２を設定する。このとき、制御部１０１は、連続する１の吐出経路で内部領域を埋めるため、第一吐出経路Ｄ２１と第二吐出経路Ｄ２２との吐出経路も連続するようにして、第二造形データＺＤ２の吐出経路を生成する。このようにして、第一吐出経路Ｄ２１と第二吐出経路Ｄ２２とによる連続吐出経路が構成される。第二吐出経路Ｄ２２の吐出開始位置Ｓｔ２２は、第一吐出経路Ｄ２１の終点から隣接する残存領域Ａｚまでの最小距離となる位置に設定される。そのノズル６１の移動方向Ｃｄ２を図７に模式的に表した。制御部１０１は、第二吐出経路Ｄ２２の設定により層データＬＤ１の生成を完了する。このように、本実施形態では、制御部１０１は、第二造形データＺＤ２での吐出経路を、可能な限り第一吐出経路Ｄ２１で構成し、第一吐出経路Ｄ２１で埋められない残存領域Ａｚを第二吐出経路Ｄ２２で構成する。
【００４６】
図８を用いて、次に三次元造形装置１００が造形データ生成処理で生成した造形データを用いて三次元造形を行う処理について説明する。図８は、造形データに基づく吐出処理のフローを示す説明図である。吐出処理とは、制御部１０１が、造形材料の吐出制御を実行して三次元造形物を造形する処理であり、三次元造形物の製造における第二工程である。吐出処理は、例えば使用者による三次元造形装置１００の造形開始ボタンの押し下げによって開始される。吐出処理は、生成した造形データの吐出経路および吐出量に基づいて、制御部１０１が開閉機構７０を含む吐出部６０と移動機構２３０とを制御することによって実現される。以下、図８とともに図７を参照して吐出処理のフローについて説明する。
【００４７】
三次元造形処理を開始すると、ステップＳ２１０において、制御部１０１は、造形データのうち一つの層データＬＤ１を読み込む。本実施形態の三次元造形装置１００は、重力方向に沿って最も底面側の層から一層ずつ順に造形し、これを繰り返して積層する。制御部１０１は、層データのうち重力方向に沿った最も底面側の層データから読み込む。ただし、造形する順序はこれに限定されず、例えば三次元造形装置１００が重力方向に沿って順次に造形する装置である場合には、最も上面側の層から形成されてもよい。ここでは、制御部１０１は、図７に示す層データＬＤ１を読み込んだものとする。
【００４８】
ステップＳ２２０において、制御部１０１は、第一造形データＺＤ１に基づく造形処理である第一造形処理を実行する。第一造形処理により、三次元造形物のうち一つの層の外郭が形成される。図７の例では、制御部１０１は、層データＬＤ１のうち第一造形データＺＤ１を読み込む。制御部１０１は、造形材料が幅Ｗ１となる所定の吐出量となるように開閉機構７０を含む吐出部６０を制御し、外郭領域の吐出経路Ｄ１で造形材料を吐出するように移動機構２３０を制御する。
【００４９】
ステップＳ２３０において、制御部１０１は、第二造形データＺＤ２に基づく造形処理である第二造形処理を実行する。第二造形処理は、ステップＳ２３２からステップＳ２３６で構成される。第二造形処理により、三次元造形物のうち一つの層の外郭の内側である内部領域が形成される。図７の例では、制御部１０１は、第二造形データＺＤ２を読み込む。制御部１０１は、ノズル６１の位置を、第一造形処理の終了時点の位置から、移動機構２３０の制御により上述した移動方向Ｃｄ１によって隣接する内部領域にノズル６１を移動させる。この移動において造形材料の吐出は停止せず、第一造形データＺＤ１から第二造形データＺＤ２への吐出経路は連続している。このとき、造形材料が幅Ｗ１と幅Ｗ２１とは同じであるため吐出量は変更されない。
【００５０】
ステップＳ２３２において、制御部１０１は、第一吐出経路の造形処理を実行する。図７の例では、制御部１０１は、吐出経路Ｄ１と同じ吐出量で、第一吐出経路Ｄ２１に従い造形材料を吐出させる。ステップＳ２３４において、制御部１０１は、吐出部６０の開閉機構７０を制御して吐出量を変更する。より具体的には、制御部１０１は、第二吐出経路Ｄ２２に設定された幅Ｗ２２となる吐出量となるように開閉機構７０を制御する。上述したように、残存領域Ａｚの幅Ｗ２２は、幅Ｗ２１よりも小さい。そのため、制御部１０１は、開閉機構７０の制御により吐出量を小さくする。なお、この吐出量の変更は、移動方向Ｃｄ２におけるノズル位置の移動と並行して実行する。そのため、この間の造形材料の吐出は停止せず、第一造形処理と第二造形処理との吐出経路は連続している。
【００５１】
ステップＳ２３６において、制御部１０１は、第二吐出経路での造形処理を実行する。図７の例では、制御部１０１は、変更後の吐出量で、第二吐出経路Ｄ２２に造形材料を吐出させる。第二吐出経路Ｄ２２の造形材料の吐出の完了により第二造形処理は完了し、層データＬＤ１の造形処理が完了する。
【００５２】
ステップＳ２４０において、制御部１０１は、層データに別のエリアのデータがあるか否かを確認する。「別のエリアのデータ」とは、一つの層データに属する複数のエリアのうち、あるエリアのデータに対して、三次元造形物の構造上、造形材料の吐出を連続して造形することができない別のエリアのことを表す。層データに別のエリアがあると判定した場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、別のエリアに対しても、ステップＳ２２０の第一造形処理とステップＳ２３０の第二造形処理とを実行する。別のエリアがあると判定されない場合（Ｓ２４０：ＮＯ）、一つの層データの造形が完了する。ステップＳ２５０において、制御部１０１は、造形データを構成する層データの全層について造形処理を完了したか否かを確認する。全層について造形処理が完了していない場合（Ｓ２５０：ＮＯ）、制御部１０１は、例えば、層データの処理順序に従い各層の処理を完了させる。全層について造形処理が完了した場合（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、制御部１０１による吐出処理は完了する。
【００５３】
このように、本実施形態の三次元造形装置１００によれば、造形データの生成処理では、連続する１の吐出経路で埋めるようにして内部領域の第二造形データＺＤ２が生成される。これにより、効率良く内部領域を充填して、造形時間を短縮することができる。
【００５４】
本実施形態の三次元造形装置１００によれば、第二造形データＺＤ２のうち吐出量の多い第一吐出量で内部領域の造形を開始し、第一吐出量では埋めきれない残存領域Ａｚを、吐出量を小さくした第二吐出量で充填させる。第二造形データＺＤ２における吐出量の切り換えは一度であり、効率良く内部領域を充填して、造形時間を短縮することができる。
【００５５】
本実施形態の造形データの生成処理では、吐出量の異なる二つの吐出経路である第一吐出経路Ｄ２１と第二吐出経路Ｄ２２とを有する第二造形データＺＤ２を生成する。これにより、三次元造形物の内部領域が複雑な形状であっても内部領域を充填させることができる。
【００５６】
本実施形態の三次元造形装置１００によれば、第二造形データＺＤ２の第一吐出経路Ｄ２１での第一吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量と同じ吐出量で設定される。すなわち、第一造形データＺＤ１から第二造形データＺＤ２への造形処理において、第一造形データにより外郭領域を造形した後に、同じ吐出量で内部領域の造形を開始する。そのため、外郭領域から内部領域を造形する場合であっても流量を変更する処理を発生させず、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。また、第一造形データＺＤ１から第二造形データＺＤ２への移動方向Ｃｄ１でのノズル６１の移動に際し、ノズル６１からの造形材料の吐出は停止しない。これにより、外郭領域の第一造形処理と、内部領域の第二造形処理との間に造形材料の吐出を伴わないノズル６１の移動は発生させず、効率良く三次元造形物の空隙を充填することができる。更に、本実施形態の三次元造形装置１００によれば、第一造形データＺＤ１の吐出経路と第二造形データＺＤ２の吐出経路とが、連続する吐出経路で生成されるので、外郭領域と内部領域とを効率良く造形し、造形時間を短縮することができる。
【００５７】
Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態の制御部１０１によって実行される第二造形データＺＤ２の生成処理のフローを示す説明図である。第２実施形態の第二造形データＺＤ２の生成処理は、図６に示される第１実施形態の第二造形データＺＤ２の生成処理とは、第一造形データＺＤ１の吐出経路が外周２周分に変更されている点と、第一造形データＺＤ１に対して吐出量を変更したうえで第一吐出経路Ｄ２１を生成する点と、第二吐出経路Ｄ２２を生成しない点とで異なり、それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。以下、図９とともに図１０を参照して、第２実施形態の三次元造形装置１００の制御部１０１が実行する第二造形データの生成処理について説明する。
【００５８】
図１０は、第２実施形態の層データＬＤ２の構成を模式的に表す説明図である。本実施形態において、第一造形データＺＤ１は、初期設定において、層データＬＤ２の外周２周分とする吐出経路Ｄ１２と、造形材料が幅Ｗ１となる所定の吐出量とを設定される。
【００５９】
制御部１０１は、第１実施形態と同様に、第一造形データＺＤ１を生成した後、第二造形データＺＤ２を生成する。ステップＳ１３２において、制御部１０１は、内部領域を充填させるための第一吐出経路Ｄ２３を生成する。制御部１０１は、はじめに、第一造形データＺＤ１の吐出量と同じ吐出量で第一吐出経路Ｄ２３の生成を開始する。図１０の例では、制御部１０１は、第１実施形態と同様、移動方向Ｃｄ１で設定される吐出開始位置Ｓｔ２３から第一吐出経路Ｄ２３を生成する。
【００６０】
ステップＳ１３４において、制御部１０１は、第一吐出経路Ｄ２１で内部領域を充填できるか否か、すなわち残存領域Ａｚが発生するか否かを判定する。残存領域Ａｚが存在する場合（Ｓ１３４：ＹＥＳ）、ステップＳ１３５において、制御部１０１は、第一吐出経路Ｄ２１での吐出量を変更する。このとき、制御部１０１は、第一造形データＺＤ１での吐出量と同じである初期値の吐出量よりも大きい吐出量となるように変更する。この場合の吐出量の変更量は任意に設定してよい。制御部１０１は、残存領域Ａｚが発生しなくなるまでステップＳ１３２からステップＳ１３５を繰り返して、吐出量の変更と第一吐出経路Ｄ２１の生成とを繰り返す。残存領域Ａｚが存在しない場合（Ｓ１３４：ＮＯ）、制御部１０１による第二造形データＺＤ２の生成を完了する。このように、制御部１０１は、第一造形データＺＤ１よりも大きい吐出量を有する第一吐出経路Ｄ２１で内部領域を充填させる第二造形データＺＤ２を生成する。図１０の例では、第一吐出経路Ｄ２３の第一吐出量は、吐出された造形材料が第一造形データＺＤ１での吐出経路Ｄ１２の幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ２３となる吐出量で設定される。
【００６１】
以上のように、本実施形態の三次元造形装置１００では、内部領域を造形するための第二造形データＺＤ２の吐出量は、外郭領域を造形するための第一造形データＺＤ１の吐出量以上に設定されている。このようにすることで、三次元造形装置１００は、三次元造形物の外観への影響が大きい外部領域を、小さい吐出量で形成し、三次元造形物の外観への影響の小さい内部領域を、大きい吐出量で形成する。これにより、三次元造形物の外観を精度良く形成しつつ、内部領域の造形時間を短縮して、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。また、本実施形態の三次元造形装置１００では、同一の吐出量で設定されてよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、内部領域を同一の吐出量で充填させるため、流量を変更する処理を発生させず、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。しかも、本実施形態の第二造形データＺＤ２の生成では、内部領域に残存領域Ａｚを発生させないように、吐出量と吐出経路とが設定される。これにより、効率良く内部領域を充填し、造形時間を短縮することができる。また、本実施形態の三次元造形装置１００では、内部領域を同一の吐出量で充填させる。そのため、流量を変更する処理を発生させず、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。
【００６２】
Ｃ．他の実施形態：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、発明を実施するための形態の一例として位置づけられる。
【００６３】
（Ｃ１）他の実施形態１：
上記実施形態では、三次元造形装置１００は、熱溶解積層法であるＦＤＭ（Fused Deposition Modeling）方式を採用しているが、光造形（ＳＬＡ）方式など他の形式であってもよい。例えば、造形材料生成部３０として、フラットスクリュー４０を利用している構成の代わりに、スクリュー方式、プランジャー方式、プリプラ方式といった種々の方式を採用した造形ヘッドであってもよい。Ｚ方向の長さが直径よりも長いインラインスクリューを回転させてノズル６１から造形材料を押し出す構成を有していてもよい。造形装置１００は、フラットスクリュー４０や上述したインラインスクリューを用いる構成ではなく、通常のＦＤＭ方式を採用していてもよい。造形装置１００では、熱可塑性樹脂からなるフィラメントが巻き回されたボビンから、ノズルへと、フィラメントを繰り出し、ノズル内に設けられたヒーターによって、そのフィラメントを溶融させ、造形材料としてノズルから吐出させる構成が採用されてもよい。
【００６４】
（Ｃ２）他の実施形態２：
造形装置１００の開閉機構７０は、ピストンが流路６５内に突出して流路６５を閉塞するプランジャーを用いた機構や、流路６５に交差する方向に移動して流路６５を閉塞するシャッターを用いた機構によって構成されてもよい。開閉機構７０は、上記実施形態のバタフライバルブや、上述のシャッター機構、プランジャー機構のうちの２つ以上を組み合わせて構成されてもよい。また、開閉機構７０自体を備えず、例えば、ノズル６１の移動速度を速めることによってテーブル２１０上の造形材料の堆積量を小さくするなど、ノズル６１の移動速度の変化によってテーブル２１０上の造形材料の堆積量を調節する機構を備えていてもよい。
【００６５】
（Ｃ３）他の実施形態３：
上記の各実施形態において、材料供給部２０に供給される原材料ＭＲには、ペレット状のＡＢＳ樹脂の材料が用いられる。これに対して、造形装置１００では、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造形物を造形することができる。ここで、「主材料」とは、造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、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。以下、造形装置１００において用いられる造形物の材料について説明する。上述した造形材料ＭＭ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。
【００６６】
主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、造形材料生成部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ＭＭ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。
【００６７】
熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記の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）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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などのエンジニアリングプラスチック
【００６８】
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、造形材料生成部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。熱可塑性を有する材料の溶融によって生成された造形材料ＭＭは、ノズル６１から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００６９】
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６１から射出されることが望ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂は、ガラス転移点が約１２０℃であり、ノズル６１からの射出時には約２００℃であることが望ましい。このように高温の状態で造形材料ＭＭを射出するために、ノズル６１の周囲にはヒーターが設けられてもよい。
【００７０】
造形装置１００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ＭＭの生成の際に溶融する成分が混合されて、原材料ＭＲとして造形材料生成部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
＜前記合金の例＞
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
【００７１】
造形装置１００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、テーブル２１０に配置された造形材料ＭＭは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。
【００７２】
材料供給部２０に原材料ＭＲとして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、造形材料生成部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。
【００７３】
材料供給部２０に原材料ＭＲとして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
【００７４】
その他に、材料供給部２０に原材料ＭＲとして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。
【００７５】
（Ｃ４）他の実施形態４：
上記の第１実施形態において、第二吐出経路Ｄ２２の第二吐出量は、第一吐出経路Ｄ２１の第一吐出量よりも小さい吐出量で設定されている。これに対して、第二吐出量は、三次元造形物の構造に応じて、第一吐出量よりも大きい吐出量で設定されてもよい。
【００７６】
（Ｃ５）他の実施形態５：
上記の第１実施形態において、第一吐出経路Ｄ２１の第一吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量より大きく設定されてもよい。この場合に、第二吐出経路Ｄ２２の第二吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量に対して、小さくてもよいし、大きくてもよい。
【００７７】
（Ｃ６）他の実施形態６：
上記の第２実施形態において、ステップＳ１３５において、制御部１０１は、第一吐出経路Ｄ２１での吐出量を、第一造形データＺＤ１での吐出量と同じである初期値の吐出量よりも大きい吐出量となるように変更する。これに対して、第一吐出経路Ｄ２１での吐出量を、造形装置１００で設定しうる最大の吐出量から減らしながら変更する態様であってもよい。こうすることで、効率良く内部領域の吐出量を設定しつつ、吐出量をより大きくした状態で内部領域を充填させることができる。
【００７８】
（Ｃ７）他の実施形態７：
上記第１実施形態では、第一吐出経路Ｄ２１の吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量と同じ吐出量で設定され、上記第２実施形態では、第一吐出経路Ｄ２１の吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量よりも大きい吐出量で設定される。これに対して、第一吐出経路Ｄ２１の吐出量は、第一造形データＺＤ１での吐出量よりも小さい吐出量で設定されてもよい。これにより、内部領域をより確実に充填させることができる。
【００７９】
Ｄ．他の形態：
本発明は、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、本発明は、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、本発明の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本発明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。
【００８０】
（１）本開示の一形態によれば、吐出部から造形材料を吐出して三次元造形物を造形する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、前記吐出部による造形材料の単位時間あたりの吐出量および吐出経路の情報を含み、前記三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の形成を指示する第一造形データと、前記吐出量および前記吐出経路の情報を含み、前記外郭領域の内側である内部領域の形成を指示する第二造形データと、を含む造形データ、を生成する第一工程と、前記造形データに従って、前記三次元造形物を造形する第二工程と、を備える。前記第二造形データに含まれる前記吐出経路は、連続する１の吐出経路で前記内部領域を埋める連続吐出経路であってよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、連続する１の吐出経路で埋めるようにして内部領域の第二造形データが生成される。これにより、効率良く内部領域を充填して、造形時間を短縮することができる。
【００８１】
（２）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第二造形データの前記連続吐出経路は、前記吐出量のうち第一吐出量を有する第一吐出経路と、前記第一吐出量とは異なる第二吐出量を有する第二吐出経路とを含んでよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、吐出量の異なる二つの吐出経路を有する第二造形データを生成するので、内部領域が複雑な形状であっても内部領域を充填させることができる。
【００８２】
（３）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第二吐出経路の前記第二吐出量は、前記第一吐出量よりも小さく、前記第二吐出経路は、前記内部領域のうち前記第一吐出経路で埋めた残りの領域を埋める経路であり、前記第二工程では、前記第一吐出経路および前記第二吐出経路の順序に従って、前記三次元造形物を造形してよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、はじめに第二造形データのうち流量の多い第一吐出量で内部領域の造形を形成し、第一吐出経路の吐出量では埋めきれない残存領域を、吐出量の小さい第二吐出量で充填させる。内部領域の充填における吐出量の切り換えを一度だけ行うことで、効率良く内部領域を充填し、造形時間を短縮することができる。
【００８３】
（４）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第一吐出量は、前記第一造形データの前記吐出量と同じであってよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、第一造形データにより外郭領域を造形した後に、同じ吐出量で内部領域の造形を開始する。そのため、外郭領域から内部領域を造形する場合であっても流量を変更する処理を発生させず、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。
【００８４】
（５）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第一吐出量は、前記第一造形データの前記吐出量以上の吐出量であってよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、内部領域を造形するための第二造形データの吐出量は、外郭領域を造形するための第一造形データの吐出量よりも大きく設定される。三次元造形物の外観への影響が大きい外部領域を、小さい吐出量で形成し、三次元造形物の外観への影響の小さい内部領域を、大きい吐出量で形成することで、三次元造形物の外観を精度良く形成しつつ、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。
【００８５】
（６）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第二造形データの前記連続吐出経路は、同一の吐出量で前記内部領域を埋める経路であってよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、内部領域を同一の吐出量で充填させるため、流量を変更する処理を発生させず、三次元造形物の製造を効率良く行うことができる。
【００８６】
（７）上記形態の三次元造形物の製造方法は、前記第一造形データに含まれる前記吐出経路と、前記第二造形データに含まれる前記吐出経路とが、連続する吐出経路であってよい。この形態の三次元造形物の製造方法によれば、更に、造形データに含まれる外郭領域と内部領域との吐出経路が、連続する吐出経路で生成される。したがって、外郭領域と内部領域とを効率良く造形し、造形時間を短縮することができる。
【００８７】
（８）本開示の他の形態によれば、三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、造形材料を吐出するノズルと、前記ノズルによる造形材料の単位時間あたりの吐出量を調整する開閉機構とを有する吐出部と、前記ノズルから吐出された前記造形材料が堆積されるテーブルと、前記テーブルと前記ノズルとの相対的な位置を変化させる移動機構と、前記吐出部と、前記開閉機構と、前記移動機構と、を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記吐出量および吐出経路の情報を含む前記三次元造形物の造形データであって、前記三次元造形物の外郭を構成する外郭領域の形成を指示する第一造形データと、前記外郭領域の内側である内部領域を連続する１の吐出経路で埋める連続吐出経路を含み、前記内部領域の形成を指示する第二造形データと、を含む造形データ、を生成する。前記造形データに従って、前記吐出部と、前記開閉機構と、前記移動機構と、を制御して前記三次元造形物を造形してよい。この形態の三次元造形装置によれば、連続する１の吐出経路で埋めるようにして内部領域が造形される。これにより、効率良く内部領域を充填して、造形時間を短縮することができる。
【００８８】
本開示は、三次元造形物の製造方法や三次元造形装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、前記の製造方法や装置によって造形された三次元造形物や、その三次元造形物の構造、三次元造形物の造形方法、造形材料の吐出方法、三次元造形装置の制御方法などの形態で実現することができる。また、前述の方法を実現するための制御装置やコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００８９】
２０…材料供給部、２２…連通路、３０…造形材料生成部、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、４２…溝部、４３…凸条部、４４…材料流入口、４６…中央部、４７…上面、４８…溝形成面、５０…スクリュー対面部、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…吐出口、６５…流路、７０…開閉機構、７２…駆動軸、７３…弁体、７４…バルブ駆動部、１００…三次元造形装置、１０１…制御部、１１０…造形部、２１０…テーブル、２１１…面、２３０…移動機構
【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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