(57)【要約】【課題】ノズルからの造形材料の糸引きやノズル内での造形材料の変性を抑制する。【解決手段】三次元造形装置は、材料を溶融して造形材料にする溶融部と、造形材料が流れる供給流路と、造形材料を吐出するノズルと、ノズル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と、供給流路のうちの溶融部と吐出量調節機構との間の流路である第１部分流路から分岐して、供給流路のうちの吐出量調節機構とノズルとの間の流路である第２部分流路に連通する分岐流路と、第２部分流路内の造形材料を分岐流路を介して第１部分流路に移送する移送機構と、吐出量調節機構と移送機構とを制御する制御部と、を備える。制御部は、ノズルからの造形材料の吐出を停止してから再開するまでの第１期間と、ノズルからの造形材料の吐出を再開した後である第２期間と、を合わせた期間に、移送機構を制御して第２部分流路内の造形材料を第１部分流路に移送する。【選択図】図１０
2020157704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形装置であって、
材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、
前記供給流路に連通し、前記造形材料を吐出するノズルと、
前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、
前記供給流路のうちの前記溶融部と前記吐出量調節機構との間の流路である第１部分流路から分岐して、前記供給流路のうちの前記吐出量調節機構と前記ノズルとの間の流路である第２部分流路に連通する分岐流路と、
前記第２部分流路内の前記造形材料を、前記分岐流路を介して前記第１部分流路に移送する移送機構と、
前記吐出量調節機構と前記移送機構とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止してから前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を再開するまでの第１期間と、前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を再開した後である第２期間と、を合わせた期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記第１部分流路に移送する、
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、
前記制御部は、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記第１部分流路に移送する、三次元造形装置。
【請求項３】
請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、
前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記分岐流路に流出させ、
前記第２期間に、前記移送機構を制御して前記第１部分流路に前記分岐流路内の前記造形材料を流入させる、三次元造形装置。
【請求項４】
請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記分岐流路に流出させ、
前記第１期間が予め定められた期間以上である場合、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第１部分流路に前記分岐流路内の前記造形材料を流入させ、
前記第１期間が予め定められた期間未満である場合、前記第２期間に、前記移送機構を制御して前記第１部分流路に前記分岐流路内の前記造形材料を流入させる、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、
前記移送機構は、
前記分岐流路に連通する筒状のシリンダーと、
前記シリンダー内を往復移動するプランジャーと、
前記分岐流路のうちの前記第２部分流路と前記シリンダーとの間の部分に設けられ、前記シリンダーから前記第２部分流路への前記造形材料の流出を抑制する逆止弁と、
を有する、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、
前記吐出量調節機構は、
前記供給流路内を回転可能に構成され、前記造形材料が流れる流通路を有する弁部を備え、
前記弁部の回転に応じて、前記流通路を介して前記第１部分流路から前記第２部分流路に流入する前記造形材料の流量を変化させる、三次元造形装置。
【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装置であって、
前記第２部分流路内の前記造形材料を加熱する加熱部を備える、三次元造形装置。
【請求項８】
三次元造形物の造形方法であって、
材料を溶融して造形材料にし、
第１部分流路に前記造形材料を供給し、
前記第１部分流路に連通する第２部分流路に、前記第１部分流路から前記造形材料を供給し、
前記第２部分流路に連通するノズルから前記造形材料を吐出させ、
前記第１部分流路から前記第２部分流路への前記造形材料の供給を停止した後に、前記第２部分流路から分岐して前記第１部分流路に連通する分岐流路を介して、前記第２部分流路内の前記造形材料を前記第１部分流路に移送する、
三次元造形物の造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元造形装置および三次元造形物の造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、溶融した熱可塑性の造形材料を、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造形材料の上に更に溶融した造形材料を積層して三次元造形物を作成する装置が記載されている。
【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】
上述した装置のように、ノズルから造形材料を吐出する装置では、ノズルからの造形材料の吐出を停止した後、ノズルから造形材料が糸状に垂れ下がることや、ノズルに残留する造形材料が変性することがあるため、三次元造形物の品質を向上させるためには、さらなる工夫が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、前記供給流路に連通し、前記造形材料を吐出するノズルと、前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、前記供給流路のうちの前記溶融部と前記吐出量調節機構との間の流路である第１部分流路から分岐して、前記供給流路のうちの前記吐出量調節機構と前記ノズルとの間の流路である第２部分流路に連通する分岐流路と、前記第２部分流路内の前記造形材料を、前記分岐流路を介して前記第１部分流路に移送する移送機構と、前記吐出量調節機構と前記移送機構とを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止してから前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を再開するまでの第１期間と、前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を再開した後である第２期間と、を合わせた期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記第１部分流路に移送する。
【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の構成を示す上面図。
【図４】吐出量調節機構および移送機構の構成を示す説明図。
【図５】弁部の構成を示す斜視図。
【図６】弁部の動作を示す第１の説明図。
【図７】弁部の動作を示す第２の説明図。
【図８】プランジャーを引いた場合の造形材料の流れを示す説明図。
【図９】プランジャーを押した場合の造形材料の流れを示す説明図。
【図１０】第１実施形態の造形処理の内容を示すフローチャート。
【図１１】第２実施形態の造形処理の内容を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態の造形処理の内容を示すフローチャート。
【図１３】第３実施形態の移送処理の内容を示すフローチャート。
【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６１からステージ３００の造形面３１０に向かって造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を駆動して、ノズル６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させることによって、造形面３１０上に所望の形状の三次元造形物を造形する。
【０００９】
移動機構４００は、ノズル６１と造形面３１０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６１と造形面３１０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６１と造形面３１０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６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。
【００１０】
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の移動が含まれる。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。
【００１１】
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６１を有する吐出部６０とを備えている。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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および溝部４５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、スクリュー対向面５２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、溶融部３０に連通し、溶融部３０から供給された造形材料が流れる供給流路６２と、供給流路６２に連通し、造形材料を吐出するノズル６１と、供給流路６２に設けられ、ノズル６１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とを備えている。供給流路６２は、溶融部３０と吐出量調節機構７０との間の部分である第１部分流路６３と、吐出量調節機構７０とノズル６１との間の部分である第２部分流路６４とを有している。本実施形態では、第１部分流路６３は、第１供給口６５と、貫通孔６６とによって構成されている。第２部分流路６４は、第２供給口６７によって構成されている。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、貫通孔６６に接続されている。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、貫通孔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、貫通孔６６、第２供給口６７、ノズル６１の順に流れる。
【００１９】
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。尚、ノズル孔６９の開口形状は、円形に限られず、四角形等であってもよい。
【００２０】
吐出量調節機構７０は、貫通孔６６内に配置された弁部７３と、弁部７３を回転させる第１駆動部８１とを備えている。第１駆動部８１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を貫通孔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６１から吐出される造形材料の流量を調節する。ノズル６１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。
【００２１】
第２供給口６７の外周には、ノズルヒーター１６０が設けられている。ノズルヒーター１６０は、第２供給口６７内の造形材料を加熱する。ノズルヒーター１６０の温度は、制御部５００によって制御される。尚、ノズルヒーター１６０のことを加熱部と呼ぶこともある。
【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凹部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、本実施形態におけるバレル５０のスクリュー対向面５２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、本実施形態における吐出量調節機構７０および移送機構９０の構成を示す説明図である。図５は、本実施形態における吐出量調節機構７０の弁部７３の構成を示す斜視図である。吐出部６０には、上述した吐出量調節機構７０と、移送機構９０とが設けられている。吐出部６０に設けられた第１供給口６５と第２供給口６７とは、上述したとおり、それぞれ、鉛直方向に延びている。貫通孔６６は、水平方向に延びている。第１供給口６５と第２供給口６７とは、水平方向に異なる位置で貫通孔６６に接続されている。
【００３０】
吐出量調節機構７０は、上述したとおり、貫通孔６６内に配置された円柱状の弁部７３を備えている。弁部７３は、中心軸ＡＸ１を有する。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、凹部７５が設けられている。凹部７５は、中心軸ＡＸ１に沿って、第１供給口６５の下方から第２供給口６７の上方まで延びている。弁部７３には、円柱状の外周に、凹部７５を区画する弁部７３の壁面から、弁部７３の−Ｙ方向側の先端部分まで、中心軸ＡＸ１に沿って溝状の連通部７６が設けられている。連通部７６は、第１供給口６５と、後述する第２分岐口９３との間を連通する。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、第１駆動部８１が接続されている。第１駆動部８１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、連通部７６は、溝ではなく、凹部７５を区画する弁部７３の壁面から、弁部７３の−Ｙ方向側の先端部分までを貫通する孔であってもよい。凹部７５のことを流通路と呼ぶこともある。
【００３１】
図６は、弁部７３の動作を示す第１の説明図である。図７は、弁部７３の動作を示す第２の説明図である。図６に示すように、凹部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７に示すように凹部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。つまり、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が変化し、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が変化する。
【００３２】
図４を参照して、移送機構９０について説明する。吐出部６０には、分岐流路９１が設けられている。分岐流路９１は、第２供給口６７から分岐した第１分岐口９２と、貫通孔６６の−Ｙ方向側の端部に接続された第２分岐口９３とを有している。第１分岐口９２は、シリンダー９５の一端に設けられた開口部に接続されている。第２分岐口９３は、シリンダー９５の側面に設けられた開口部に接続されている。尚、第１分岐口９２と第２分岐口９３との間のシリンダー９５の一部も分岐流路９１に含まれる。
【００３３】
移送機構９０は、上述したシリンダー９５と、シリンダー９５内に配置された軸状のプランジャー９６と、プランジャー９６をシリンダー９５内で並進移動させる第２駆動部８２と、第１分岐口９２に配置された逆止弁９４とを備えている。シリンダー９５は、中心軸ＡＸ２を有している。プランジャー９６の一端は、図１に示した第２駆動部８２に接続されている。第２駆動部８２は、ステッピングモーターとラックアンドピニオン機構あるいはボールねじ機構等によって構成されている。第２駆動部８２は、制御部５００の制御下で、シリンダー９５の中心軸ＡＸ２に沿って、プランジャー９６を並進移動させる。プランジャー９６を、第１分岐口９２が接続されている側のシリンダー９５の端部から離間するように移動させることを、プランジャー９６を引くと呼ぶ。一方、プランジャー９６を、第１分岐口９２が接続されている側のシリンダー９５の端部に接近するように移動させることを、プランジャー９６を押すと呼ぶ。逆止弁９４は、第２供給口６７からシリンダー９５に向かう圧力によって開弁し、シリンダー９５から第２供給口６７に向かう圧力によって閉弁する。そのため、逆止弁９４は、第２供給口６７からシリンダー９５への造形材料の流入を許容し、シリンダー９５から第２供給口６７への造形材料の流出を規制する。
【００３４】
図８は、プランジャー９６を引いた場合の造形材料の流れを示す説明図である。図８には、造形材料の流れる方向を、矢印を用いて表している。制御部５００は、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を引く。プランジャー９６を引いた場合には、シリンダー９５内に負圧が生じるため、逆止弁９４が開弁し、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料は、第１分岐口９２を介して、シリンダー９５内に吸引される。尚、この動作によって、ノズル６１から吐出されている造形材料がノズル６１内に引き込まれて、造形材料の尾切りを行うことができる。
【００３５】
図９は、プランジャー９６を押した場合の造形材料の流れを示す説明図である。図９には、造形材料の流れる方向を、矢印を用いて表している。制御部５００は、第２駆動部８２を駆動して、プランジャー９６を押す。プランジャー９６を押した場合には、シリンダー９５内が加圧されるため、逆止弁９４が閉弁し、シリンダー９５内の造形材料は、第２分岐口９３から連通部７６を通って、凹部７５内へと排出される。したがって、移送機構９０は、プランジャー９６を引いて造形材料をシリンダー９５内に吸入してから、プランジャー９６を押すことによって、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料を、凹部７５内に移送することができる。
【００３６】
図１０は、本実施形態における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によって実行される。
【００３７】
まず、制御部５００は、ステップＳ１１０にて、三次元造形物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６１の移動経路や、移動中のノズル６１から吐出される造形材料の吐出量等が表されている。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。
【００３８】
次に、ステップＳ１２０にて、制御部５００は、造形材料の生成を開始する。制御部５００は、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から吐出部６０に供給される。尚、造形材料は、この処理が行われる間、生成され続ける。
【００３９】
ステップＳ１３０にて、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御することによって、第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させて、ノズル６１からの造形材料の吐出を開始する。ノズル６１からの造形材料の吐出が開始されることによって、三次元造形物の造形が開始される。
【００４０】
ステップＳ１４０にて、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を停止するか否かを判定する。ステップＳ１４０にてノズル６１からの造形材料の吐出を停止すると判断されなかった場合、制御部５００は、ステップＳ１４０にてノズル６１からの造形材料の吐出を停止すると判断されるまで、ステップＳ１４０の処理を繰り返しつつ、三次元造形物の造形を継続する。一方、ステップＳ１４０にてノズル６１からの造形材料の吐出を停止すると判断された場合、ステップＳ１５０にて、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御することによって、第１供給口６５から第２供給口６７への造形材料の流入を遮断する。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ことによって、ノズル６１からの造形材料の吐出が停止される。
【００４１】
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た後、ステップＳ１６０にて、制御部５００は、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を引くことによって、ノズル６１内や第２供給口６７内に残留する造形材料をシリンダー９５内に吸入する。ステップＳ１７０にて、制御部５００は、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を押すことによって、シリンダー９５内に吸入した造形材料を、凹部７５内に排出する。
【００４２】
その後、ステップＳ１８０にて、制御部５００は、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Ｓ１８０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、ステップＳ１９０にて、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開するか否かを判定する。ステップＳ１９０にてノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断された場合、制御部５００は、ステップＳ１３０に処理を戻して、吐出量調節機構７０を制御することによって、第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させて、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開する。ノズル６１からの造形材料の吐出が再開されることによって、三次元造形物の造形が再開される。一方、ステップＳ１９０にてノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されなかった場合、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されるまで、ステップＳ１９０の処理を繰り返しつつ、三次元造形物の造形を待機する。
【００４３】
ステップＳ１８０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５００は、この処理を終了する。このようにして、ステージ３００上に三次元造形物が造形される。
【００４４】
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、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから再開するまでの間に、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料を、凹部７５内に移送する。そのため、ノズル６１から造形材料が糸状に垂れ下がる、いわゆる糸引きが生じることや、ノズル６１内や第２供給口６７内に残留する造形材料が変性することを抑制できる。特に、本実施形態では、制御部５００は、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を引くことによって、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料をシリンダー９５内に吸引し、逆止弁９４によって、シリンダー９５内から第２供給口６７内への造形材料の流出を抑制しつつ、プランジャー９６を押すことによって、シリンダー９５内に吸引した造形材料を、凹部７５内に排出する。そのため、プランジャー９６の往復移動によって、効果的に、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料を、凹部７５内に移送できる。
【００４５】
また、本実施形態では、制御部５００は、第１駆動部８１を制御して、弁部７３を回転させて第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させることによって、ノズル６１からの造形材料の吐出を開始、および、停止させることができる。そのため、簡易な構成によって、ノズル６１からの造形材料の吐出を開始、および、停止させることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ノズルヒーター１６０によって、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料を加熱できる。そのため、ノズル６１から吐出される造形材料の流動性を高めることができる。特に、本実施形態では、移送機構９０によって、ノズルヒーター１６０に近いノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料をノズルヒーター１６０から離れた凹部７５内に移送できる。そのため、ノズル６１からの造形材料の吐出が停止されている間に、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料が、ノズルヒーター１６０からの熱を長期間受けて変性することを抑制できる。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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から射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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
Ｂ．第２実施形態：
図１１は、第２実施形態の三次元造形装置１００ｂにおいて実行される造形処理の内容を示すフローチャートである。第２実施形態では、造形処理の内容が第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。
【００５８】
ステップＳ２１０からステップＳ２６０までの処理の内容は、第１実施形態と同じである。ステップＳ２６０にて、制御部５００は、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を引いた後、ステップＳ２８０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Ｓ２８０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５００は、この処理を終了する。一方、ステップＳ２８０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、ステップＳ２９０にて、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開するか否かを判定する。
【００５９】
ステップＳ２９０にてノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されなかった場合、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されるまで、ステップＳ２９０の処理を繰り返しつつ、三次元造形物の造形を待機する。一方、ステップＳ２９０にてノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断された場合、制御部５００は、ステップＳ２９５にて、吐出量調節機構７０を制御することによって、第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させて、ステップＳ２９６にて、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を押す。第１供給口６５と第２供給口６７との間が連通した後、プランジャー９６が押されることによって、シリンダー９５内の造形材料が凹部７５内に排出されるので、第２供給口６７内に流入する造形材料が加圧されて、ノズル６１からの造形材料の吐出が速やかに再開される。そのため、三次元造形物の造形が速やかに再開される。
【００６０】
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、吐出量調節機構７０を制御して、第１供給口６５内から第２供給口６７内への造形材料の流入が遮断された後に、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を引くことによって、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料をシリンダー９５内に吸引する。その後、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御して、第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させた後に、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を押すことによって、シリンダー９５内に吸引した造形材料を凹部７５内に排出する。つまり、制御部５００は、第１供給口６５から第２供給口６７への造形材料の供給を再開した後に、移送機構９０による造形材料の移送を終了する。第１供給口６５と第２供給口６７との間が連通した後に、シリンダー９５内の造形材料を凹部７５内に排出することによって、第２供給口６７に流入する造形材料を加圧することができるため、ノズル６１からの造形材料の吐出が速やかに再開される。そのため、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開する際の、ノズル６１からの造形材料の吐出応答性を高めることができる。
【００６１】
Ｃ．第３実施形態：
図１２は、第３実施形態の三次元造形装置１００ｃにおいて実行される造形処理の内容を示すフローチャートである。第３実施形態では、造形処理の内容が第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】
ステップＳ３１０からステップＳ３６０までの処理の内容は、第１実施形態と同じである。制御部５００は、ステップＳ３５０にて、吐出量調節機構７０を制御して、ノズル６１からの造形材料の吐出を停止して、ステップＳ３６０にて、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を引いた後、ステップＳ３８０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Ｓ３８０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５００は、この処理を終了する。一方、ステップＳ３８０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、ステップＳ４００にて、制御部５００は、移送処理を実行する。
【００６３】
図１３は、本実施形態における移送処理の内容を示すフローチャートである。ステップＳ４１０にて、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、予め行われる試験によって、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから、ノズル６１内や第２供給口６７内の造形材料が変性するまでの時間を調べることによって、ノズル６１内や第２供給口６７内で造形材料が変性しない範囲内の時間に設定できる。
【００６４】
ステップＳ４１０にて、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過したと判断されなかった場合、ステップＳ４２０にて、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開するか否かを判定する。ステップＳ４２０にて、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されなかった場合、制御部５００は、ステップＳ４１０に処理を戻して、再度、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過したか否かを判定する。一方、ステップＳ４２０にてノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断された場合、つまり、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過する前に、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断された場合、制御部５００は、ステップＳ４３０にて、吐出量調節機構７０を制御することによって、第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させた後、ステップＳ４４０にて、第２駆動部８２を制御して、プランジャー９６を押す。第１供給口６５と第２供給口６７との間が連通した後、プランジャー９６が押されることによって、第２供給口６７に流入する造形材料が加圧されて、ノズル６１からの造形材料の吐出が速やかに再開される。そのため、三次元造形物の造形が速やかに再開される。
【００６５】
ステップＳ４１０にて、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過したと判断された場合、つまり、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過するまでに、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されなかった場合、ステップＳ４５０にて、制御部５００は、第２駆動部８２を制御することによって、プランジャー９６を押す。プランジャー９６が押されることによって、シリンダー９５内の造形材料は、凹部７５内へと排出される。その後、ステップＳ４６０にて、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開するか否かを判定する。ステップＳ４６０にて、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されなかった場合、制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されるまで、ステップＳ４６０の処理を繰り返しつつ、三次元造形物の造形を待機する。一方、ステップＳ４６０にて、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断された場合、ステップＳ４７０にて、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御することによって、第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させて、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開する。ノズル６１からの造形材料の吐出が再開されることによって、三次元造形物の造形が再開される。
【００６６】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００ｃによれば、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過するまでに、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断されなかった場合には、制御部５００、プランジャー９６を押して、シリンダー９５内から凹部７５内に造形材料を排出する。そのため、シリンダー９５内の造形材料が変性することを抑制できる。一方、吐出量調節機構７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出を停止してから所定時間が経過する前に、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開すると判断された場合には、制御部５００は、吐出量調節機構７０を制御して第１供給口６５と第２供給口６７との間を連通させてからプランジャー９６を押して、シリンダー９５内から凹部７５内に造形材料を排出する。第１供給口６５と第２供給口６７との間が連通した後に、シリンダー９５内の造形材料を凹部７５内に排出することによって、第２供給口６７に流入する造形材料を加圧することができるため、ノズル６１からの造形材料の吐出が速やかに再開される。そのため、ノズル６１からの造形材料の吐出を再開する際の、ノズル６１からの造形材料の吐出応答性を高めることができる。したがって、ノズル６１からの造形材料の吐出応答性を高めつつ、シリンダー９５内での造形材料の変性を抑制できる。
【００６７】
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１００，１００ｂ，１００ｃでは、移送機構９０は、シリンダー９５と、プランジャー９６と、逆止弁９４とによって構成されている。これに対して、移送機構９０は、第１分岐口９２と第２分岐口９３とに接続されたポンプによって構成されてもよい。
【００６８】
（Ｄ２）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、移送機構９０は、第１分岐口９２に配置された逆止弁９４を備えている。これに対して、移送機構９０は、逆止弁９４を備えていなくてもよい。この場合、例えば、第１分岐口９２の圧力損失を、第２分岐口９３と連通部７６との圧力損失よりも大きく設定することによって、プランジャー９６を押した際に、シリンダー９５内の造形材料が第２分岐口９３に排出されるように構成してもよい。
【００６９】
（Ｄ３）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、第１分岐口９２に逆止弁９４が配置されている。これに対して、第１分岐口９２に逆止弁９４が配置されておらず、第２分岐口９３に、第１供給口６５からシリンダー９５への造形材料の流入を規制する逆止弁が配置されてもよい。この場合、例えば、第１分岐口９２の圧力損失を、第２分岐口９３と連通部７６との圧力損失よりも大きく設定することによって、プランジャー９６を押した際に、シリンダー９５内の造形材料が第２分岐口９３に排出されるように構成できる。また、第２分岐口９３に逆止弁を配置することによって、第１供給口６５内の造形材料が、第２分岐口９３からシリンダー９５に流入することを抑制できる。
【００７０】
（Ｄ４）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、第１分岐口９２に逆止弁９４が配置されている。これに対して、第１分岐口９２に逆止弁９４が配置され、さらに、第２分岐口９３に、第１供給口６５からシリンダー９５への造形材料の流入を規制する逆止弁が配置されてもよい。この場合、第１供給口６５からシリンダー９５への造形材料の流入を抑制できるとともに、シリンダー９５から第２供給口６７への造形材料の流出を抑制できる。
【００７１】
（Ｄ５）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、第１分岐口９２と第２分岐口９３とが、シリンダー９５を介して接続されている。これに対して、第１分岐口９２と第２分岐口９３とが直接接続されてもよい。この場合にも、第１分岐口９２と第２分岐口９３との接続部に、シリンダー９５を接続することによって、ノズル６１や第２供給口６７内の造形材料を、第１分岐口９２を介してシリンダー９５内に吸引し、シリンダー９５内の造形材料を、第２分岐口９３を介して凹部７５内に排出できる。
【００７２】
（Ｄ６）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、第１分岐口９２は、第２供給口６７に接続されている。これに対して、第１分岐口９２は、ノズル流路６８に接続されてもよい。
【００７３】
（Ｄ７）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、第２分岐口９３は、第１供給口６５に接続されている。これに対して、第２分岐口９３は、バレル５０の連通孔５６に接続されてもよい。この場合、吐出量調節機構７０の弁部７３に連通部７６が設けられていなくてもよい。
【００７４】
（Ｄ８）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃにおいて、吐出量調節機構７０は、ゲートバルブや、グローブバルブや、ボールバルブ等によって構成されてもよい。
【００７５】
（Ｄ９）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃにおいて、ノズルヒーター１６０が設けられていなくてもよい。
【００７６】
（Ｄ１０）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃでは、溶融部３０は、フラットスクリュー４０を備え、フラットスクリュー４０の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を備え、インラインスクリューの回転を用いて材料を溶融してもよい。
【００７７】
Ｅ．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。
【００７８】
（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部に連通し、前記造形材料が流れる供給流路と、前記供給流路に連通し、前記造形材料を吐出するノズルと、前記供給流路に設けられ、前記ノズルから吐出する前記造形材料の流量を調節する吐出量調節機構と、前記供給流路のうちの前記溶融部と前記吐出量調節機構との間の流路である第１部分流路から分岐して、前記供給流路のうちの前記吐出量調節機構と前記ノズルとの間の流路である第２部分流路に連通する分岐流路と、前記第２部分流路内の前記造形材料を、前記分岐流路を介して前記第１部分流路に移送する移送機構と、前記吐出量調節機構と前記移送機構とを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を停止してから前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を再開するまでの第１期間と、前記吐出量調節機構を制御して前記ノズルからの前記造形材料の吐出を再開した後である第２期間と、を合わせた期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記第１部分流路に移送する。
この形態の三次元造形装置によれば、制御部が、第１部分流路からノズルへの造形材料の供給を停止した後、分岐流路を介して、ノズル内や第２部分流路内の造形材料を第１部分流路に移送するため、ノズルからの造形材料の糸引きや、ノズル内や第２部分流路内での造形材料の変性を抑制できる。
【００７９】
（２）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記第１部分流路に移送してもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、ノズルからの造形材料の糸引きや、ノズル内や第２部分流路内での造形材料の変性をより確実に抑制できる。
【００８０】
（３）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記分岐流路に流出させ、前記第２期間に、前記移送機構を制御して前記第１部分流路に前記分岐流路内の前記造形材料を流入させてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、第１部分流路から第２部分流路への造形材料の供給を再開する際に、第２部分流路に流入する造形材料を加圧できるため、ノズルからの造形材料の吐出応答性を高めることができる。
【００８１】
（４）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第２部分流路内の前記造形材料を前記分岐流路に流出させ、前記第１期間が予め定められた期間以上である場合、前記第１期間に、前記移送機構を制御して前記第１部分流路に前記分岐流路内の前記造形材料を流入させ、前記第１期間が予め定められた期間未満である場合、前記第２期間に、前記移送機構を制御して前記第１部分流路に前記分岐流路内の前記造形材料を流入させてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、ノズルからの造形材料の吐出応答性を高めつつ、ノズル内や第２部分流路内での造形材料の変性を抑制できる。
【００８２】
（５）上記形態の三次元造形装置において、前記移送機構は、前記分岐流路に連通する筒状のシリンダーと、前記シリンダー内を往復移動するプランジャーと、前記分岐流路のうちの前記第２部分流路と前記シリンダーとの間の部分に設けられ、前記シリンダーから前記第２部分流路への前記造形材料の流出を抑制する逆止弁と、を有してもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、逆止弁によってシリンダーから第２部分流路への造形材料の流出を抑制しつつ、プランジャーの往復移動によって、効果的に、第２部分流路の造形材料を第１部分流路に移送できる。
【００８３】
（６）上記形態の三次元造形装置において、前記吐出量調節機構は、前記供給流路内を回転可能に構成され、前記造形材料が流れる流通路を有する弁部を備え、前記弁部の回転に応じて、前記流通路を介して前記第１部分流路から前記第２部分流路に流入する前記造形材料の流量を変化させてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、簡易な構成によって、ノズルから吐出される造形材料の流量を調節できる。
【００８４】
（７）上記形態の三次元造形装置は、前記第２部分流路内の前記造形材料を加熱する加熱部を備えてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、加熱部を用いて第２部分流路内の造形材料を加熱することによって、ノズルから吐出される造形材料の流動性を高めることができる。
【００８５】
本開示は、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、三次元造形装置の制御方法、三次元造形物の造形方法等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００８６】
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、６３…第１部分流路、６４…第２部分流路、６５…第１供給口、６６…貫通孔、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…凹部、７６…連通部、７７…操作部、８１…第１駆動部、８２…第２駆動部、９０…移送機構、９１…分岐流路、９２…第１分岐口、９３…第２分岐口、９４…逆止弁、９５…シリンダー、９６…プランジャー、１００，１００ｂ，１００ｃ…三次元造形装置、１６０…ノズルヒーター、２００…造形ユニット、３００…ステージ、３１０…造形面、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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