(57)【要約】【課題】三次元造形装置による三次元造形物の生産性を向上させる。【解決手段】三次元造形装置は、材料を溶融させて造形材料とする材料溶融部と、材料溶融部から供給された造形材料が流通する供給流路と、供給流路から造形材料が供給される第１分岐流路および第２分岐流路と、供給流路と、第１分岐流路および第２分岐流路と、を接続する接続部と、第１分岐流路に連通する第１ノズルと、第２分岐流路に連通し、第１ノズルのノズル径よりも大きなノズル径を有する第２ノズルと、接続部に設けられた弁機構とを備える。弁機構によって、供給流路と第１分岐流路との間が連通し、かつ、供給流路と第２分岐流路との間が遮断された第１状態と、供給流路と第２分岐流路との間が連通し、かつ、供給流路と第１分岐流路との間が遮断された第２状態とに切替えられる。【選択図】図１
2020006647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形装置であって、
材料を溶融させて造形材料とする材料溶融部と、
前記材料溶融部から供給された前記造形材料が流通する供給流路と、
前記供給流路から前記造形材料が供給される第１分岐流路および第２分岐流路と、
前記供給流路と、前記第１分岐流路および前記第２分岐流路と、を接続する接続部と、
前記第１分岐流路に連通する第１ノズルと、
前記第２分岐流路に連通し、前記第１ノズルのノズル径よりも大きなノズル径を有する第２ノズルと、
前記接続部に設けられた弁機構と、
を備え、
前記弁機構によって、
前記供給流路と前記第１分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が遮断された第１状態と、
前記供給流路と前記第２分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が遮断された第２状態と、
に切替えられる、三次元造形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記弁機構は、前記第１分岐流路または前記第２分岐流路に流入する流量を調節可能に構成される、三次元造形装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の三次元造形装置であって、
前記弁機構は、
前記接続部内において回転可能に構成され、前記造形材料が流通可能な流通路を有する弁部を備え、
前記弁部の前記回転に応じて、前記第１分岐流路と前記第２分岐流路とのうちのいずれか一方が前記流通路を介して前記供給流路に連通し、かつ、他方が前記弁部によって前記供給流路と遮断されることによって、前記第１状態と前記第２状態とに切替えられる、三次元造形装置。
【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装置であって、
前記弁機構を制御する制御部を備え、
前記制御部は、造形する三次元造形物の部位に応じて、前記第１状態と前記第２状態とを切替える、三次元造形装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記第１分岐流路に接続され、前記第１分岐流路内の前記造形材料を吸引可能に構成された第１吸引部と、
前記第２分岐流路に接続され、前記第２分岐流路内の前記造形材料を吸引可能に構成された第２吸引部と、
を備える三次元造形装置。
【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装置であって、
前記材料溶融部は、フラットスクリューを有し、回転している前記フラットスクリューによって前記材料を溶融させて前記造形材料とする、三次元造形装置。
【請求項７】
三次元造形物の製造方法であって、
材料を溶融させて造形材料とする材料溶融工程と、
前記造形材料を供給流路に供給する供給工程と、
前記供給流路に供給された前記造形材料を、第１分岐流路を介して第１ノズルから吐出させて、前記三次元造形物の造形を行う第１造形工程と、
前記供給流路に供給された前記造形材料を、第２分岐流路を介して前記第１ノズルのノズル径よりも大きなノズル径を有する第２ノズルから吐出させて、前記三次元造形物の造形を行う第２造形工程と、
前記供給流路と、前記第１分岐流路および前記第２分岐流路と、を接続する接続部に設けられた弁機構を用いて、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が前記供給流路に連通し、かつ、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が遮断された第１状態と、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が遮断された第２状態とに切替えることによって、前記第１造形工程と前記第２造形工程とに切替える切替え工程と、
を備える三次元造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置および三次元造形物の製造方法に関する。
【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押出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作成する三次元造形装置が開示されている。
【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】
上述した三次元造形装置では、１つのノズルから溶融材料が押し出されるため、小径のノズルを用いた場合、大径のノズルを用いた場合に比べて、寸法精度良く三次元造形物を作成できる反面、ノズルから押し出される溶融材料の流量が小さいため、三次元造形物の生産性は低い。大径のノズルを用いた場合、小径のノズルを用いた場合に比べて、ノズルから押し出される溶融材料の流量が大きいため、生産性を向上させることができる反面、必要な寸法精度を確保できなくなる可能性がある。そこで、本願は、三次元造形物の寸法精度と生産性とを向上させることが可能な三次元造形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を溶融させて造形材料とする材料溶融部と、前記材料溶融部から供給された前記造形材料が流通する供給流路と、前記供給流路から前記造形材料が供給される第１分岐流路および第２分岐流路と、前記供給流路と、前記第１分岐流路および前記第２分岐流路と、を接続する接続部と、前記第１分岐流路に連通する第１ノズルと、前記第２分岐流路に連通し、前記第１ノズルのノズル径よりも大きなノズル径を有する第２ノズルと、前記接続部に設けられた弁機構とを備える。前記弁機構によって、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が遮断された第１状態と、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が遮断された第２状態とに切替えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態における三次元造形装置の構成概要を示す説明図。
【図２】第１吸引部の構成概要を示す説明図。
【図３】フラットスクリューの下面側の構成を示す概略斜視図。
【図４】スクリュー対面部の上面側を示す概略平面図。
【図５】第１状態における弁機構の概略構成を示す断面模式図。
【図６】第２状態における弁機構の概略構成を示す断面模式図。
【図７】第１実施形態における弁部の概略構成を示す斜視図。
【図８】第１実施形態における三次元造形処理の内容を示すフローチャート。
【図９】第２実施形態における三次元造形装置の構成概要を示す説明図。
【図１０】第２実施形態における三次元造形処理の内容を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態における三次元造形装置の構成概要を示す説明図。
【図１２】第３実施形態における弁部の概略構成を示す斜視図。
【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１０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、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。
【０００８】
本実施形態での三次元造形装置１０は、制御部９０と、造形ユニット１００と、造形テーブル８１と、移動機構８０とを備える。三次元造形装置１０は、移動機構８０によって移動される造形テーブル８１に、造形ユニット１００によって、後述する造形材料を積層することによって三次元造形物を造形する。
【０００９】
制御部９０は、造形ユニット１００と、移動機構８０との動作を制御して、三次元造形物を造形する造形処理を実行する制御装置である。動作には、造形テーブル８１に対する造形ユニット１００の三次元の相対的な位置の移動が含まれる。本実施形態では、制御部９０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る。制御部９０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。尚、制御部９０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。
【００１０】
造形ユニット１００は、固体状態の材料の少なくとも一部を溶融させてペースト状にした造形材料を造形テーブル８１上に配置する。造形ユニット１００は、吐出部６０の他、材料供給部２０と、造形材料生成部３０と、を備える。造形材料生成部３０のことを、「材料溶融部」と呼ぶこともある。
【００１１】
材料供給部２０は、造形材料生成部３０に材料を供給する。材料供給部２０は、例えば、材料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。材料は、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。
【００１２】
造形材料生成部３０は、材料供給部２０から供給された材料の少なくとも一部を溶融させた流動性を有する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。フラットスクリュー４０及びスクリュー対面部５０の具体的な構成は、後述する図３および図４の各々に示す。
【００１３】
フラットスクリュー４０は、その中心軸に沿った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、その中心軸がＺ方向に平行になるように配置され、中心軸を中心に回転する。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。
【００１４】
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Ｆａ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内において回転する。駆動モーター３２は、制御部９０の制御下において駆動する。
【００１５】
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Ｆｂに、溝部４２が形成されている。フラットスクリュー４０の下面Ｆｂは、スクリュー対面部５０の上面Ｇａに面しており、フラットスクリュー４０の下面Ｆｂに設けられた溝部４２内に、材料供給部２０から材料が供給される。フラットスクリュー４０およびその溝部４２の具体的な構成については図３を用いて後述する。
【００１６】
スクリュー対面部５０には、材料を加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、少なくとも一部が溶融されつつ、溝部４２に沿って流動し、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に流入したペースト状の材料は、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、造形材料として吐出部６０に供給される。
【００１７】
吐出部６０は、スクリュー対面部５０の連通孔５６に連通し、造形材料生成部３０から供給された造形材料が流通する供給流路６１と、供給流路６１から造形材料が供給される第１分岐流路６３および第２分岐流路６４と、供給流路６１と第１分岐流路６３と第２分岐流路６４とを接続する接続部６２と、第１分岐流路６３に連通する第１ノズル６５と、第２分岐流路６４に連通する第２ノズル６６と、接続部６２に設けられた弁機構７０とを備えている。吐出部６０に供給された造形材料は、第１ノズル６５と第２ノズル６６とのうちのいずれか一方から造形テーブル８１に向かって吐出される。本実施形態では、第２ノズル６６の径Ｄｎ２は、第１ノズル６５の径Ｄｎ１よりも大きい。造形材料が第１ノズル６５から吐出されるか、第２ノズル６６から吐出されるかについては、弁機構７０によって切替えられる。弁機構７０の詳細については図５および図６を用いて後述する。
【００１８】
本実施形態の吐出部６０は、第１分岐流路６３に接続された第１吸引部６７と、第２分岐流路６４に接続された第２吸引部６８とを備えている。第１吸引部６７は、第１分岐流路６３内の造形材料を吸引可能に構成されている。第２吸引部６８は、第２分岐流路６４内の造形材料を吸引可能に構成されている。
【００１９】
図２は、第１吸引部６７の概略構成を示す説明図である。本実施形態の第１吸引部６７は、第１分岐流路６３に接続されたシリンダー１１２と、シリンダー１１２内に収容されたプランジャー１１１と、プランジャー１１１を駆動させるプランジャー駆動部１１３とを備えている。プランジャー駆動部１１３は、例えば、ソレノイド機構やピエゾ素子、モーターなどのアクチュエーターによって構成される。プランジャー駆動部１１３は、制御部９０の制御下において、プランジャー１１１をシリンダー１１２内において瞬発的に往復移動させる駆動力を発生する。図２に矢印を用いて表したように、プランジャー１１１が第１分岐流路６３から遠ざかる方向に移動することによって、シリンダー１１２内は負圧となり、第１分岐流路６３内の造形材料がシリンダー１１２内に吸引される。尚、第２吸引部６８の構成および動作は、第１吸引部６７と同様であるため、説明を省略する。
【００２０】
図１に戻り、移動機構８０は、造形テーブル８１と第１ノズル６５および第２ノズル６６との相対位置を変化させる。本実施形態では、移動機構８０は、造形テーブル８１を第１ノズル６５および第２ノズル６６に対して移動させる。移動機構８０は、３つのモーターＭの駆動力によって、造形テーブル８１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８０は、制御部９０の制御下において、第１ノズル６５および第２ノズル６６と造形テーブル８１との相対的な位置関係を変更する。
【００２１】
尚、三次元造形装置１０では、移動機構８０によって造形テーブル８１を移動させる構成の代わりに、造形テーブル８１の位置が固定された状態で、移動機構８０が造形テーブル８１に対して造形ユニット１００を移動させる構成が採用されてもよいし、造形ユニット１００と造形テーブル８１とのそれぞれ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、第１ノズル６５および第２ノズル６６と造形テーブル８１との相対的な位置関係が変更可能である。
【００２２】
図３は、フラットスクリュー４０の下面Ｆｂ側の構成を示す概略斜視図である。図３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Ｆａと下面Ｆｂ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には、造形材料生成部３０において回転するときのフラットスクリュー４０の回転軸ＲＸの位置が一点鎖線で図示されている。図１を参照して説明したように、スクリュー対面部５０に対向するフラットスクリュー４０の下面Ｆｂには、溝部４２が設けられている。以下、下面Ｆｂを、「溝形成面Ｆｂ」とも呼ぶ。
【００２３】
フラットスクリュー４０の溝形成面Ｆｂの中央部４６は、溝部４２の一端が接続された窪みとして構成されている。中央部４６は、図１に図示されているスクリュー対面部５０の連通孔５６に対向する。本実施形態において、中央部４６は、回転軸ＲＸと交差する。
【００２４】
フラットスクリュー４０の溝部４２は、いわゆるスクロール溝を構成する。溝部４２は、中央部４６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４２は、インボリュート曲線状や螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面Ｆｂには、溝部４２の側壁部を構成し、各溝部４２に沿って延びている山部４３が設けられている。
【００２５】
溝部４２は、フラットスクリュー４０の側面に形成された材料流入口４４まで連続している。材料流入口４４は、材料供給部２０の連通路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。
【００２６】
フラットスクリュー４０が回転すると、材料流入口４４から供給された材料の少なくとも一部が、溝部４２内において後述するヒーター５８によって加熱されながら溶融し、流動性が高まっていく。そして、その材料は、溝部４２を通じて中央部４６へと流動し、中央部４６に集まり、そこで生じる内圧により、スクリュー対面部５０の連通孔５６へと押し出される。
【００２７】
図３に示したように、フラットスクリュー４０は、３つの溝部４２と、３つの山部４３と、３つの材料流入口４４とを有する。フラットスクリュー４０に設けられる溝部４２、山部４３および材料流入口４４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４２のみが設けられていてもよいし、２以上の複数の溝部４２が設けられていてもよい。また、溝部４２の数に合わせた数の山部４３および材料流入口４４が設けられてもよい。
【００２８】
図４は、スクリュー対面部５０の上面Ｇａ側を示す概略平面図である。スクリュー対面部５０の上面Ｇａは、上述したように、フラットスクリュー４０の溝形成面Ｆｂに対向する。以下、この上面Ｇａを、「スクリュー対向面Ｇａ」とも呼ぶ。
【００２９】
スクリュー対向面Ｇａには、複数の案内溝５４が形成されている。この案内溝５４は、スクリュー対向面Ｇａの中心に形成された連通孔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は、造形材料を連通孔５６に導く機能を有する。図１を参照して説明したように、スクリュー対面部５０には、材料を加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。造形材料生成部３０における材料の溶融は、ヒーター５８による加熱と、フラットスクリュー４０の回転と、によって実現される。溶融された材料は、スクリュー対面部５０の連通孔５６を介して、吐出部６０の供給流路６１へと押し出されて第１分岐流路６３または第２分岐流路６４へと導かれる。第１分岐流路６３または第２分岐流路６４に導かれた材料は、最終的に、第１分岐流路６３に連通する第１ノズル６５または第２分岐流路６４に連通する第２ノズル６６から吐出される。
【００３０】
造形ユニット１００では、図３に示したように、Ｚ方向に小型なサイズを有するフラットスクリュー４０を利用していることによって、材料の少なくとも一部を溶融して第１ノズル６５や第２ノズル６６まで導くための経路がＺ方向において占める範囲が小さくなっている。このように、造形ユニット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、造形材料の生成機構が小型化されている。また、フラットスクリュー４０の利用によって、第１ノズル６５や第２ノズル６６からの造形材料の吐出制御の精度が高められ、吐出工程による三次元造形物の造形を、容易かつ効率的に行える。
【００３１】
造形ユニット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、流動性を有する状態にされた造形材料を第１ノズル６５や第２ノズル６６へと圧送する構成が簡易に実現されている。この構成により、第１ノズル６５や第２ノズル６６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、第１ノズル６５や第２ノズル６６からの造形材料の吐出制御が容易化されている。「第１ノズル６５や第２ノズル６６からの造形材料の吐出量」とは、第１ノズル６５や第２ノズル６６から流出する造形材料の流量を意味する。
【００３２】
図５は、第１状態における弁機構７０の概略構成を示す断面模式図である。図６は、第２状態における弁機構７０の概略構成を示す断面模式図である。本明細書において、第１状態とは、供給流路６１と第１分岐流路６３との間が連通し、かつ、供給流路６１と第２分岐流路６４との間が遮断された三次元造形装置１０の状態を意味する。また、第２状態とは、供給流路６１と第２分岐流路６４との間が供給流路６１に連通し、かつ、供給流路６１と第１分岐流路６３との間が遮断された三次元造形装置１０の状態を意味する。
【００３３】
弁機構７０は、第１状態と第２状態とに切替え可能に構成された弁である。弁機構７０は、接続部６２内において回転可能に構成され、造形材料が流通可能な流通路７２を有する弁部７１を備えている。弁部７１の回転に応じて、第１分岐流路６３と第２分岐流路６４とのうちのいずれか一方が流通路７２を介して供給流路６１に連通され、かつ、他方が弁部７１によって供給流路６１と遮断されることによって、第１状態と第２状態とに切替えられる。また、本実施形態の弁機構７０は、弁部７１の回転角を調節可能に構成されることによって、第１状態において第１分岐流路６３に流入する造形材料の第１流量と、第２状態において第２分岐流路６４に流入する造形材料の第２流量とを調節可能に構成されている。
【００３４】
図７は、本実施形態の弁部７１を示す斜視図である。本実施形態の弁部７１は、中心軸ＣＡを有する円柱状の形態を有している。流通路７２は、弁部７１の側面の一部が切り欠かれて設けられている。弁部７１の一方の端部には、操作部７３が設けられている。操作部７３には、制御部９０による制御下で駆動するモーターが接続されている。モーターによる回転駆動力が操作部７３に加えられることによって、弁部７１が回転する。
【００３５】
図８は、三次元造形物の造形を実現するための三次元造形処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、三次元造形装置１０に設けられた操作パネルや、三次元造形装置１０に接続されたコンピューターに対して、所定の造形開始操作がユーザーによって行われた場合に実行される。まず、制御部９０は、ステップＳ１１０にて、三次元造形物の形状データを取得する。形状データは、例えば、三次元造形装置１０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。この際、形状データは、三次元造形物の形状を表すＳＴＬ形式やＡＭＦ形式のデータがスライサーによって変換された、ツールパスデータとして取得される。次に、制御部９０は、ステップＳ１２０にて、三次元造形物の造形を開始する。三次元造形物の造形を開始されると、造形材料生成部３０によって材料が溶融されて造形材料とされる材料溶融工程と、溶融した造形材料が供給流路６１に供給される供給工程とを経て、第１ノズル６５または第２ノズル６６から造形材料が吐出される。
【００３６】
制御部９０は、ステップＳ１３０にて、造形する三次元造形物の部位が外観形状であるか否かを判定する。外観形状とは、三次元造形物の完成形状における外部から視認可能な部位を意味する。外観形状以外の三次元造形物の部位のことを内部形状と呼ぶ。制御部９０は、例えば、ステップＳ１１０にて取得したツールパスデータを用いて、造形する三次元造形物の部位が外観形状であるか否かを判定できる。外観形状に対しては、寸法精度や面粗度について、内部形状よりも高い品質が求められるため、小径のノズルから造形材料を吐出させることによって、外観形状が緻密に造形されることが好ましい。一方、内部形状に対しては、寸法精度や面粗度について、外観形状よりも高い品質が求められないため、大径のノズルから造形材料を吐出させることによって、内部形状が短時間で造形されることが好ましい。
【００３７】
ステップＳ１３０にて、造形する三次元造形物の部位が外観形状であると判断された場合、制御部９０は、ステップＳ１４０にて、弁機構７０を制御することによって第１状態で三次元造形物を造形する。一方、ステップＳ１３０にて、造形中の三次元造形物の部位が外観形状であると判断されなかった場合、制御部９０は、ステップＳ１５０にて、弁機構７０を制御することによって第２状態で三次元造形物を造形する。つまり、制御部９０は、造形する三次元造形物の部位に応じて、第１状態または第２状態に切替える。尚、第１ノズル６５から造形材料を吐出させて造形を行うことを第１造形工程とも呼び、第２ノズル６６から造形材料を吐出させて造形を行うことを第２造形工程とも呼ぶ。第１造形工程および第２造形工程では、ノズルの移動スピードに応じて吐出される造形材料の流量を調節してもよい。例えば、三次元造形物を構成する直線部分については、弁機構７０を制御して造形材料の流量を多くし、屈曲部分については、造形材料の流量を少なくすることで、三次元造形物の厚みを均一化できる。
【００３８】
ステップＳ１４０またはステップＳ１５０の後、制御部９０は、ステップＳ１６０にて、三次元造形物の造形が完了したか否かを判定する。制御部９０は、例えば、ステップＳ１１０にて取得したツールパスデータを用いて、三次元造形物の造形が完了したか否かを判定できる。ステップＳ１６０にて、三次元造形物の造形が完了したと判断されなかった場合、制御部９０は、ステップＳ１３０の処理に戻り、三次元造形物の造形を継続する。制御部９０は、例えば、三次元造形物の１層目の外観形状の造形を行った後に、１層目の内部形状の造形を行う。制御部９０は、三次元造形物の１層目を造形した後、１層目の上に２層目を造形する。尚、制御部９０は、外観形状を複数層に亘って造形した後、内部形状を複数層に亘って造形してもよい。このようにして、制御部９０は、造形材料を積層させることによって、三次元造形物を造形していく。一方、ステップＳ１６０にて、三次元造形物の造形が完了したと判断された場合、制御部９０は、この処理を終了する。尚、造形時に造形材料の吐出位置を、離れた位置に移動させる場合には、制御部９０は、プランジャー１１１を移動させることによって、造形材料をシリンダー１１２内に吸引させる。造形材料をシリンダー１１２内に吸引させることによって、フラットスクリュー４０の回転を停止させなくても、ノズルと三次元造形物との間に、造形材料が糸を引くことを抑制できる。
【００３９】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１０によれば、弁機構７０によって、第１状態と第２状態とに切替えることができる。そのため、１台の三次元造形装置１０によって、２つのノズルを使い分けて三次元造形物の造形を行うことができるので、三次元造形物の生産性を向上させることができる。特に、本実施形態では、制御部９０は、造形する三次元造形物の部位に応じて、弁機構７０を駆動して第１状態と第２状態とに切替える。そのため、寸法精度や面粗度について、三次元造形物の外観形状よりも高い品質が求められない三次元造形物の内部形状については、第１ノズル６５よりも大径の第２ノズル６６から造形材料を吐出させることによって、三次元造形物を造形する時間を短縮できる。
【００４０】
また、本実施形態では、弁機構７０は、第１状態と第２状態とに切替え可能に構成されているとともに、第１流量と第２流量とを調節可能に構成されている。そのため、第１状態と第２状態との切替えを行う弁と、第１流量と第２流量との調節を行う弁とを別々に設けた場合に比べて、三次元造形装置１０を小型化できる。
【００４１】
また、本実施形態では、弁機構７０は、円柱状の弁部７１の回転によって、第１状態と第２状態とに切替え可能に構成されている。そのため、簡易な構成の弁機構７０によって第１状態と第２状態とに切替えることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、第２ノズル６６の径Ｄｎ２は、第１ノズル６５の径Ｄｎ１よりも大きい。そのため、１台の三次元造形装置１０によって、径が異なる２つのノズルを使い分けて造形を行うことができるので、三次元造形物の生産性を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、第１吸引部６７が第１分岐流路６３内に負圧を発生させることより、第１ノズル６５からの造形材料の吐出を迅速に停止させることができる。また、第２吸引部６８が第２分岐流路６４内に負圧を発生させることより、第２ノズル６６からの造形材料の吐出を迅速に停止させることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、造形材料生成部３０は、Ｚ方向の長さが短いフラットスクリュー４０によって造形材料を生成するため、三次元造形装置１０を小型化できる。
【００４５】
尚、本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂の材料が用いられたが、造形ユニット１００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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。また、そのように生成された造形材料は、第１ノズル６５や第２ノズル６６から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００４９】
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第１ノズル６５や第２ノズル６６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、第１ノズル６５や第２ノズル６６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を射出するために、第１ノズル６５や第２ノズル６６の周囲にはヒーターが設けられてもよい。
【００５０】
造形ユニット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、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、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。
＜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。
【００５１】
造形ユニット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、造形テーブル８１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。
【００５２】
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、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態の三次元造形装置１０Ｂ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１０Ｂでは、第１ノズル６５の径Ｄｎ１と第２ノズル６６の径Ｄｎ２とが同じであることと、三次元造形処理の内容とが第１実施形態と異なる。その他の構成は、図１に示した第１実施形態と同じである。第２実施形態では、第２ノズル６６は、予備のノズルとして用いられる。つまり、第１ノズル６５に吐出不良が生じた場合にのみ、第２ノズル６６から造形材料が吐出される。吐出不良とは、ノズルに目詰まりが生じたり、ノズルが破損したりして、ノズルからの造形材料の吐出に異常が生じることを意味する。
【００５６】
図１０は、第２実施形態における三次元造形処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、三次元造形装置１０Ｂに設けられた操作パネルや、三次元造形装置１０Ｂに接続されたコンピューターに対して、所定の造形開始操作がユーザーによって行われた場合に実行される。制御部９０は、ステップＳ２１０にて、三次元造形物の形状データを取得し、ステップＳ２２０にて、三次元造形物の造形を開始する。ステップＳ２１０とステップＳ２２０との内容は、第１実施形態の三次元造形処理におけるステップＳ１１０とステップＳ１２０との内容と同じである。ステップＳ２２０の後、制御部９０は、ステップＳ２３０にて、三次元造形装置１０Ｂが第１状態であるか否かを判定する。
【００５７】
ステップＳ２３０にて、第１状態であると判断された場合、制御部９０は、ステップＳ２４０にて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かを判定する。本実施形態では、第１ノズル６５から吐出される造形材料の流量を検知する流量センサー１２１が第１ノズル６５に設けられ、制御部９０は、この流量センサー１２１によって検知された流量の値を取得する。取得した流量の値が制御部９０に予め記憶された流量の正常値の範囲内であるか否かを、制御部９０が判断することによって、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かが判断される。
【００５８】
ステップＳ２４０にて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたと判断された場合、制御部９０は、ステップＳ２５０にて、弁機構７０を駆動して、三次元造形装置１０Ｂを第１状態から第２状態に切替える。一方、ステップＳ２４０にて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたと判断されなかった場合、制御部９０は、ステップＳ２５０を省略して、ステップＳ２６０に処理を進める。その後、制御部９０は、ステップＳ２６０にて、三次元造形物の造形が完了したか否かを判定する。ステップＳ２６０の内容は、第１実施形態の三次元造形処理におけるステップＳ１６０の内容と同じである。ステップＳ２６０にて、三次元造形物の造形が完了したと判断されなかった場合、制御部９０は、ステップＳ２３０の処理に戻り、三次元造形物の造形を継続する。一方、ステップＳ２６０にて、三次元造形物の造形が完了したと判断された場合、制御部９０は、この処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ２３０にて、第１状態であると判断されなかった場合、つまり、第２状態である場合、制御部９０は、ステップＳ２４５にて、第２ノズル６６に吐出不良が生じたか否かを判定する。制御部９０は、ステップＳ２４０にて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かについて判断する場合と同様にして、第２ノズル６６に吐出不良が生じたか否かについて判断する。ステップＳ２４５にて、第２ノズル６６に吐出不良が生じたと判断されなかった場合、制御部９０は、上述したステップＳ２６０に処理を進める。一方、ステップＳ２４５にて、第２ノズル６６に吐出不良が生じたと判断された場合、制御部９０は、ステップＳ２６０を省略して、三次元造形処理を終了する。つまり、この場合には、制御部９０は、三次元造形処理を中止する。尚、吐出不良が生じた第１ノズル６５や第２ノズル６６は、三次元造形処理が中止された後に、修理または交換されればよい。
【００６０】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１０Ｂによれば、第１ノズル６５から造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する際に、第１ノズル６５に吐出不良が生じても、第１ノズル６５の修理または交換等のために三次元造形物の造形を中断することなく、第２ノズル６６から造形材料を吐出させて三次元造形物の造形を継続できる。そのため、三次元造形物の生産性を向上させることができる。
【００６１】
尚、本実施形態では、第１ノズル６５の径Ｄｎ１と第２ノズル６６の径Ｄｎ２とが同じであるとして説明したが、第１ノズル６５の径Ｄｎ１と第２ノズル６６の径Ｄｎ２とは、異なってもよい。
【００６２】
Ｃ．第３実施形態：
図１１は、第３実施形態における三次元造形装置１０Ｃの概略構成を示す説明図である。第３実施形態の三次元造形装置１０Ｃでは、弁機構７０Ｃの構成が第１実施形態と異なる。その他の構成は、図１に示した第１実施形態と同じである。図１１には、第１状態における弁機構７０Ｃを表している。
【００６３】
図１２は、第３実施形態における弁部７１Ｃの概略構成を示す斜視図である。第３実施形態の弁部７１Ｃは、中心軸ＣＡを有する円柱状の形態を有している。流通路７２Ｃは、弁部７１Ｃに設けられた漏斗状の貫通孔として設けられている。
【００６４】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１０Ｃによっても、弁部７１Ｃの回転によって、第１状態と第２状態とに切替えることができる。
【００６５】
Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、弁機構７０，７０Ｃは、接続部６２内において回転可能に構成された円柱状の弁部７１，７１Ｃを備えている。これに対して、弁機構７０，７０Ｃは、接続部６２内において回転可能に構成された半球状の弁部７１，７１Ｃを備えてもよい。
【００６６】
（Ｄ２）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、弁機構７０，７０Ｃは、第１状態において第１分岐流路６３に流入する造形材料の第１流量と、第２状態において第２分岐流路６４に流入する造形材料の第２流量とを調節可能に構成されている。これに対して、弁機構７０，７０Ｃは、第１状態において第１分岐流路６３に流入する造形材料の第１流量と、第２状態において第２分岐流路６４に流入する造形材料の第２流量とを調節せず、第１状態と第２状態との切替えのみが可能に構成されてもよい。
【００６７】
（Ｄ３）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、第１吸引部６７および第２吸引部６８は、シリンダー１１２内を往復移動するプランジャー１１１を備えている。これに対して、第１吸引部６７および第２吸引部６８は、プランジャー１１１ではなく、ポンプ等によって第１分岐流路６３や第２分岐流路６４から造形材料を吸引する構成であってもよい。吸引された造形材料は、第１分岐流路６３の外や、第２分岐流路６４の外に排出されてもよい。また、三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃは、第１吸引部６７および第２吸引部６８を備えていなくてもよい。
【００６８】
（Ｄ４）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃは、第１ノズル６５と第２ノズル６６とを備えている。これに対して、三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃは、さらに、第３ノズルを備え、弁機構７０，７０Ｃは、第１ノズル６５と第２ノズル６６と第３ノズルとのうちのいずれかのノズルから造形材料が吐出されるように構成されてもよい。
【００６９】
（Ｄ５）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、造形材料生成部３０は、フラットスクリュー４０を備えている。これに対して、造形材料生成部３０は、フラットスクリュー４０の代わりに、Ｚ方向においてフラットスクリュー４０よりも長尺のインラインスクリューを備えてもよい。
【００７０】
（Ｄ６）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、弁機構７０の操作部７３に接続され、制御部９０の制御下で駆動するモーターが、第１状態と第２状態とに切替える。これに対して、ユーザーが操作部７３を手動で操作することによって、第１状態と第２状態とに切替えてもよい。
【００７１】
（Ｄ７）上述した第２実施形態の三次元造形装置１０Ｂでは、第１ノズル６５から吐出される造形材料の流量を検知する流量センサー１２１が第１ノズル６５に設けられ、この流量センサー１２１によって検知された流量の値を用いて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かを制御部９０が判断する。これに対して、第１分岐流路６３内の造形材料の圧力を検知する圧力センサーが第１分岐流路６３内に設けられ、この圧力センサーによって検知された圧力の値を用いて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かを制御部９０が判断してもよい。また、造形テーブル８１上に積載された重量を検知する重量センサーが造形テーブル８１に設けられ、この重量センサーによって検知された重量の値を用いて、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かを制御部９０が判断してもよい。第１ノズル６５の側方にカメラが設けられ、このカメラによって撮像された画像を用いて、第１ノズル６５から造形材料が適切に吐出されているか否かを制御部９０が判断することによって、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かを制御部９０が判断してもよい。三次元デジタイザーを用いて三次元造形物を測定することによって三次元の形状データが作成され、ツールパスデータを生成する際に用いた形状データと照合されることによって、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かが判断されてもよい。
【００７２】
（Ｄ８）上述した第２実施形態の三次元造形装置１０Ｂでは、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かを制御部９０が判断する。これに対して、ユーザーが目視によって第１ノズル６５からの造形材料の吐出状況を観察し、第１ノズル６５に吐出不良が生じたか否かをユーザーが判断してもよい。この場合、例えば、弁機構７０の操作部７３に接続されたモーターを駆動するスイッチが設けられ、第１ノズル６５に吐出不良が生じたと判断したユーザーは、当該スイッチを操作することによって、第１状態と第２状態とに切替えてもよい。また、ユーザーが操作部７３を手動で操作することによって、第１状態と第２状態とに切替えてもよい。
【００７３】
（Ｄ９）上述した各実施形態の三次元造形装置１０，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、第１実施形態の三次元造形処理と第２実施形態の三次元造形処理とを組み合わせてもよい。この場合、制御部９０は、造形する三次元造形物の部位に応じて、第１状態と第２状態とに切替え、第１ノズル６５に吐出不良が生じたと判断された場合には、制御部９０は、第１状態から第２状態に切替える。また、この場合、第２ノズル６６に吐出不良が生じたと判断された場合には、制御部９０は、第２状態から第１状態に切替えてもよいし、第１ノズル６５と第２ノズル６６との両方に吐出不良が生じたと判断された場合には、制御部９０は、三次元造形処理を中止してもよい。
【００７４】
（Ｄ１０）上述した第１実施形態の三次元造形装置１０では、図８に示したように、ステップＳ１３０にて、制御部９０は、造形する三次元造形物の部位が外観形状であるか否かを判定し、外観形状であると判断された場合、制御部９０は、第１状態で三次元造形物を造形し、外観形状であると判断されなかった場合、制御部９０は、第２状態で三次元造形物を造形する。これに対して、制御部９０は、外観形状であるか内部形状であるかによらずに、三次元造形物の部位に応じて、ノズルから吐出される造形材料の線幅を細くさせる場合は、第１状態で三次元造形物を造形し、線幅を太くさせる場合は、第２状態で三次元造形物を造形してもよい。
【００７５】
（Ｄ１１）上述した第２実施形態の三次元造形装置１０Ｂでは、図１０に示したように、ステップＳ２４５にて、第２ノズル６６に吐出不良が生じたと判断された場合、制御部９０は、ステップＳ２６０を省略して、三次元造形処理を中止する。これに対して、ステップＳ２４５にて、第２ノズル６６に吐出不良が生じたと判断された場合、制御部９０は、弁機構７０を駆動して、三次元造形装置１０Ｂを第２状態から第１状態に切替えてもよい。この場合、第２ノズル６６による三次元造形物の造形中に、第１ノズル６５の修理または交換を行うことによって、第２ノズル６６に吐出不良が生じた場合であっても、第１ノズル６５によって三次元造形物の造形を継続することができる。
【００７６】
Ｅ．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。
【００７７】
（１）本発明の一形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を溶融させて造形材料とする材料溶融部と、前記材料溶融部から供給された前記造形材料が流通する供給流路と、前記供給流路から前記造形材料が供給される第１分岐流路および第２分岐流路と、前記供給流路と、前記第１分岐流路および前記第２分岐流路と、を接続する接続部と、前記第１分岐流路に連通する第１ノズルと、前記第２分岐流路に連通し、前記第１ノズルのノズル径よりも大きなノズル径を有する第２ノズルと、前記接続部に設けられた弁機構とを備える。前記弁機構によって、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が遮断された第１状態と、前記供給流路と前記第２分岐流路との間が連通し、かつ、前記供給流路と前記第１分岐流路との間が遮断された第２状態とに切替えられる。
この形態の三次元造形装置によれば、弁機構によって第１状態と第２状態とを切替えることができる。そのため、１台の三次元造形装置によって、ノズル径の異なる２つのノズルを使い分けて造形を行うことができるので、三次元造形物の寸法精度を確保しつつ、生産性を向上させることができる。
【００７８】
（２）上記形態の三次元造形装置において、前記弁機構は、前記第１分岐流路または前記第２分岐流路に流入する流量を調節可能に構成されてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、１つの弁機構によって、第１状態と第２状態との切替え、および、第１流量と第２流量との調節を行うことができる。そのため、第１状態と第２状態との切替えを行う弁と、第１流量と第２流量との調節を行う弁とを別々に設けた場合に比べて、三次元造形装置を小型化できる。
【００７９】
（３）上記形態の三次元造形装置において、前記弁機構は、前記接続部内において回転可能に構成され、前記造形材料が流通可能な流通路を有する弁部を備え、前記弁部の前記回転に応じて、前記第１分岐流路と前記第２分岐流路とのうちのいずれか一方が前記流通路を介して前記供給流路に連通し、かつ、他方が前記弁部によって前記供給流路と遮断されることによって、前記第１状態と前記第２状態とに切替えられてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、簡易な構成の弁機構によって第１状態と第２状態とに切替えることができる。
【００８０】
（４）上記形態の三次元造形装置は、前記弁機構を制御する制御部を備え、前記制御部は、造形する三次元造形物の部位に応じて、前記第１状態と前記第２状態とを切替えてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、寸法精度や面粗度について、三次元造形物の外観形状よりも高い品質が求められない三次元造形物の内部形状については、第１ノズルよりも大径の第２ノズルから造形材料を吐出させることによって、三次元造形物を造形する時間を短縮できる。
【００８１】
（５）上記形態の三次元造形装置は、前記第１分岐流路に接続され、前記第１分岐流路内の前記造形材料を吸引可能に構成された第１吸引部と、前記第２分岐流路に接続され、前記第２分岐流路内の前記造形材料を吸引可能に構成された第２吸引部とを備えてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、第１吸引部が第１分岐流路内に負圧を発生させることより、第１ノズルからの造形材料の吐出を迅速に停止させることができる。また、第２吸引部が第２分岐流路内に負圧を発生させることより、第２ノズルからの造形材料の吐出を迅速に停止させることができる。
【００８２】
（６）上記形態の三次元造形装置において、前記材料溶融部は、フラットスクリューを有し、回転している前記フラットスクリューによって前記材料を溶融させて前記造形材料としてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、小型なフラットスクリューによって造形材料を生成するため、三次元造形装置を小型化できる。
【００８３】
本発明は、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、三次元造形物の製造方法、その方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ…三次元造形装置、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…山部、４４…材料流入口、４６…中央部、５０…スクリュー対面部、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６０…吐出部、６１…供給流路、６２…接続部、６３…第１分岐流路、６４…第２分岐流路、６５…第１ノズル、６６…第２ノズル、６７…第１吸引部、６８…第２吸引部、７０，７０Ｃ…弁機構、７１，７１Ｃ…弁部、７２，７２Ｃ…流通路、７３…操作部、８０…移動機構、８１…造形テーブル、９０…制御部、１００…造形ユニット、１１１…プランジャー、１１２…シリンダー、１１３…プランジャー駆動部、１２１…流量センサー。
【図１】
2020006647.tif 000003
【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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