(57)【要約】【課題】三次元造形物から、その製造情報を識別可能な技術を提供する。【解決手段】サーバーに接続される三次元造形装置は、材料を溶融させて造形材料にする溶融部と、溶融部から供給された造形材料を吐出する吐出部と、吐出部から吐出された造形材料が積層される造形ステージと、吐出部と造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、第１形状データ、および、三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する形状データ生成部と、第２形状データに従って、溶融部および移動機構を制御することによって三次元造形物を製造する制御部と、三次元造形物を識別するための識別情報、および、三次元造形物の製造情報をサーバーに送信する通信部とを備える。【選択図】図５
2020100049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバーに接続される三次元造形装置であって、
材料を溶融させて造形材料にする溶融部と、
前記溶融部から供給された前記造形材料を吐出する吐出部と、
前記吐出部から吐出された前記造形材料が積層される造形ステージと、
前記吐出部と前記造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、
第１形状データ、および、三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する形状データ生成部と、
前記第２形状データに従って、前記溶融部および前記移動機構を制御することによって前記三次元造形物を製造する制御部と、
前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を前記サーバーに送信する通信部と、
を備える、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、
前記溶融部に供給される前記材料に、再生材料として再利用される再利用三次元造形物が含まれる場合に、前記三次元造形物の製造情報の一部として、前記再利用三次元造形物の識別情報を取得する取得部を備える、三次元造形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元造形装置であって、
前記取得部によって取得した前記再利用三次元造形物の識別情報を用いて、前記サーバーから前記再利用三次元造形物の製造情報を取得し、前記再利用三次元造形物の製造情報を用いて、前記再利用三次元造形物を粉砕するか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記再利用三次元造形物を粉砕すると判断された場合に、前記再利用三次元造形物を粉砕する粉砕部と、
を備える、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、
前記形状データ生成部は、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状として、バーコードまたは二次元コードの形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための前記第２形状データを生成する、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、
前記形状データ生成部は、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を複数の部位に含む前記三次元造形物の形状を表すための前記第２形状データを生成する、三次元造形装置。
【請求項６】
三次元造形装置とデータ処理装置とサーバーとを備える三次元造形システムであって、
前記三次元造形装置は、
材料を溶融させて造形材料にする溶融部と、
前記溶融部から供給された前記造形材料を吐出する吐出部と、
前記吐出部から吐出された前記造形材料が積層される造形ステージと、
前記吐出部と前記造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、
前記溶融部および前記移動機構を制御する制御部と、
を有し、
前記データ処理装置は、
第１形状データ、および、三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する形状データ生成部と、
前記第２形状データを前記三次元造形装置に送信する形状データ送信部と、
前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を前記サーバーに送信する通信部と、
を有し、
前記三次元造形装置の前記制御部は、
前記第２形状データに従って、前記溶融部および前記移動機構を制御することによって、前記三次元造形物を製造する、三次元造形システム。
【請求項７】
三次元造形物の製造方法であって、
第１形状データを取得する工程と、
三次元造形物を識別するための識別情報を取得する工程と、
第１形状データ、および、前記三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する工程と、
前記第２形状データに従って、前記三次元造形物を製造する工程と、
前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を送信する工程と、
を有する、三次元造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元造形装置、三次元造形システム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方法が開示されている。
【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】
三次元造形物をリサイクルする場合、製造日、製造者、製造に用いられた材料等を表す製造情報を、三次元造形物から識別可能であることが好ましい。しかし、特許文献１に記載された方法では、三次元造形物をリサイクルする場合のことが考慮されていない。そこで、本願は、三次元造形物から、その製造情報を識別可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、サーバーに接続される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にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を吐出する吐出部と、前記吐出部から吐出された前記造形材料が積層される造形ステージと、前記吐出部と前記造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、第１形状データ、および、三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する形状データ生成部と、前記第２形状データに従って、前記溶融部および前記移動機構を制御することによって前記三次元造形物を製造する制御部と、前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を前記サーバーに送信する通信部と、を備える。
【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システムの概略構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態における吐出ユニットの概略構成を示す説明図。
【図３】第１実施形態におけるフラットスクリューの溝形成面の構成を示す斜視図。
【図４】第１実施形態におけるバレルのスクリュー対向面の構成を示す上面図。
【図５】第１実施形態におけるデータ処理部の概略構成を示すブロック図。
【図６】サーバーにて管理される履歴データの一例を示す説明図。
【図７】三次元造形物が資源として循環する工程の一例を示すフローチャート。
【図８】三次元造形物の世代を示す説明図。
【図９】第１実施形態における製造処理の内容を示すフローチャート。
【図１０】表示部に表示される操作画面の一例を示す説明図。
【図１１】第１形状データおよび第２形状データの一例を示す説明図。
【図１２】第２形状データに従って製造された三次元造形物を示す説明図。
【図１３】第２実施形態における三次元造形システムの概略構成を示す説明図。
【図１４】第２実施形態における吐出ユニットの概略構成を示す説明図。
【図１５】第２実施形態における製造処理の内容を示すフローチャート。
【図１６】他の形態としての三次元造形システムの概略構成を示す説明図。
【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システム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システム１０は、三次元造形物を製造するための三次元造形装置１００と、製造された三次元造形物に関する情報を管理するためのサーバー７００とを備えている。本実施形態における三次元造形装置１００は、吐出ユニット２００と、造形ステージ３００と、移動機構４００と、制御部５００と、データ処理部６００とを備えている。吐出ユニット２００と、造形ステージ３００と、移動機構４００と、制御部５００と、データ処理部６００とは、筐体１１０に収容されている。筐体１１０には、操作パネル１１５と、読取部１４０とが設けられている。
【０００９】
本実施形態では、操作パネル１１５は、表示部１２０と、操作部１３０とによって構成されている。表示部１２０には、三次元造形装置１００に関する種々の情報が表示される。本実施形態における表示部１２０は、液晶ディスプレイによって構成されている。操作部１３０は、三次元造形装置１００を操作するためのボタンによって構成されている。尚、表示部１２０がタッチパネルによって構成されることによって、表示部１２０と操作部１３０とが一体として構成されてもよい。
【００１０】
本実施形態では、読取部１４０は、筐体１１０における操作パネル１１５の下方に設けられている。本実施形態では、読取部１４０は、カメラを有し、当該カメラによって撮像した画像を解析することによって、各種情報を読み取り可能に構成されている。読取部１４０は、例えば、カメラによって二次元コードを撮像し、撮像された二次元コードを読み取ることができる。
【００１１】
三次元造形装置１００は、制御部５００の制御下で、吐出ユニット２００に設けられたノズル６１から、造形ステージ３００に向かって造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を駆動して、吐出ユニット２００と造形ステージ３００との相対的な位置を変化させることによって、造形ステージ３００上に造形材料を積層して、所望の形状の三次元造形物を製造する。尚、吐出ユニット２００の詳細な構成は、図２を用いて後述する。ノズル６１のことを、吐出部と呼ぶこともある。
【００１２】
造形ステージ３００は、ノズル６１に対向する造形面３１０を有する。造形面３１０上には、ノズル６１から吐出された造形材料が積層される。本実施形態では、造形ステージ３００は、移動機構４００によって支持されている。
【００１３】
移動機構４００は、吐出ユニット２００と造形ステージ３００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、吐出ユニット２００に対して、造形ステージ３００を移動させる。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、造形ステージ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、造形ステージ３００を移動させる構成ではなく、造形ステージ３００を移動させずに、吐出ユニット２００を移動させる構成であってもよい。移動機構４００は、吐出ユニット２００と造形ステージ３００との両方を移動させる構成であってもよい。
【００１４】
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、種々の機能を発揮する。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。
【００１５】
データ処理部６００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、データ処理部６００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、データ処理部６００は、制御部５００の一部として構成されてもよい。データ処理部６００の詳細な構成は、図５を用いて後述する。
【００１６】
図２は、本実施形態における吐出ユニット２００の概略構成を示す説明図である。吐出ユニット２００は、材料貯留部２０と、溶融部３０と、ノズル６１とを備えている。材料貯留部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が投入される。本実施形態における材料は、ペレット状のＡＢＳ樹脂である。本実施形態における材料貯留部２０は、ホッパーによって構成されている。材料貯留部２０と溶融部３０との間は、材料貯留部２０の下方に設けられた供給路２２によって接続されている。材料貯留部２０に投入された材料は、供給路２２を介して、溶融部３０に供給される。
【００１７】
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、材料貯留部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、ノズル６１に供給する。尚、フラットスクリュー４０のことを、単にスクリューと呼ぶこともある。
【００１８】
スクリューケース３１は、フラットスクリュー４０を収容している。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に接続されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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とは反対側に溝形成面４２を有している。溝形成面４２には、溝部４５が形成されている。フラットスクリュー４０の溝形成面４２の詳細な形状は、図３を用いて後述する。
【００２１】
バレル５０は、フラットスクリュー４０の下方に設けられている。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、ヒーター５８のことを加熱部と呼ぶこともある。
【００２２】
スクリュー対向面５２の中心には、連通孔５６が設けられている。連通孔５６は、ノズル６１に連通している。尚、バレル５０のスクリュー対向面５２の詳細な形状については、図４を用いて後述する。
【００２３】
ノズル６１には、ノズル孔６２と、ノズル孔６２に連通するノズル流路６５が設けられている。ノズル孔６２は、ノズル６１の先端部分に設けられている。ノズル孔６２は、ノズル流路６５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。ノズル流路６５は、溶融部３０の連通孔５６に連通する。溶融部３０からノズル６１に供給された造形材料は、ノズル孔６２から吐出される。
【００２４】
図３は、本実施形態におけるフラットスクリュー４０の溝形成面４２の構成を示す斜視図である。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に、図２に示した上下の位置関係を逆向きとした状態で示されている。フラットスクリュー４０の溝形成面４２には、上述したとおり、溝部４５が形成されている。溝部４５は、中央部４６と、渦状部４７と、材料導入部４８とを有している。
【００２５】
中央部４６は、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸの周りに形成された円形の窪みである。中央部４６は、バレル５０に設けられた連通孔５６に対向する。
【００２６】
渦状部４７は、中央部４６を中心として、溝形成面４２の外周に向かって弧を描くように渦状に延びる溝である。渦状部４７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。渦状部４７の一端は、中央部４６に接続されている。渦状部４７の他端は、材料導入部４８に接続されている。
【００２７】
材料導入部４８は、溝形成面４２の外周縁に設けられた渦状部４７よりも幅広な溝である。材料導入部４８は、フラットスクリュー４０の側面４３まで連続している。材料導入部４８は、供給路２２を介して材料貯留部２０から供給された材料を、渦状部４７に導入する。尚、図３には、フラットスクリュー４０の中央部４６から外周に向かって、１条の渦状部４７および材料導入部４８が設けられた形態を表したが、フラットスクリュー４０の中央部４６から外周に向かって、複数条の渦状部４７および材料導入部４８が設けられてもよい。
【００２８】
図４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、ノズル６１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】
上述した吐出ユニット２００の構成によれば、材料貯留部２０に投入された材料は、供給路２２を通って、回転しているフラットスクリュー４０の側面４３から材料導入部４８に供給される。材料導入部４８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、渦状部４７内へと搬送される。
【００３０】
渦状部４７内に搬送された材料は、フラットスクリュー４０の回転と、バレル５０に内蔵されたヒーター５８による加熱とによって、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となる。
【００３１】
フラットスクリュー４０の回転によって、渦状部４７内を中央部４６に向かって造形材料が搬送される。中央部４６に搬送された造形材料は、連通孔５６からノズル流路６５を介してノズル孔６２に送出され、ノズル孔６２から造形ステージ３００に向かって吐出される。このようにして、造形ステージ３００上に造形材料が積層されることによって、三次元造形物が製造される。
【００３２】
図５は、データ処理部６００の概略構成を示すブロック図である。データ処理部６００は、形状データ取得部６１０と、識別データ取得部６２０と、形状データ生成部６３０と、製造データ取得部６４０と、履歴データ生成部６５０と、通信部６６０とを有している。形状データ取得部６１０は、三次元造形物の形状を表す第１形状データを取得する。識別データ取得部６２０は、製造された複数の三次元造形物の内から、一の三次元造形物を識別するための識別情報を表す識別データを取得する。識別情報とは、例えば、三次元造形物のシリアル番号やロット番号のことである。形状データ生成部６３０は、形状データ取得部６１０を介して取得した第１形状データと、識別データ取得部６２０を介して取得した識別データとを用いて、識別情報を表す形状を含む三次元造形物の形状を表す第２形状データを生成する。
【００３３】
製造データ取得部６４０は、製造した三次元造形物の製造情報を表す製造データを取得する。製造情報とは、三次元造形物の製造日や、製造場所や、製造に用いられた材料や、製造に用いられた材料のメーカー名や、製造時のヒーター５８の温度や、製造された三次元造形物の世代等を表す情報である。三次元造形物の世代については、図８を用いて後述する。製造に用いられた材料に再生材料が含まれる場合には、製造情報には、材料に含まれる再生材料の重量の割合、再生材料のリサイクル回数、再生材料の原料である使用済みの三次元造形物のシリアル番号等が含まれる。尚、再生材料の原料にされる三次元造形物のことを再利用三次元造形物と呼ぶこともある。
【００３４】
履歴データ生成部６５０は、識別データ取得部６２０を介して取得した識別データと、製造データ取得部６４０を介して取得した製造データとを用いて、識別情報と製造情報とを表す履歴データを生成する。通信部６６０は、生成された履歴データをサーバー７００に送信する。送信された履歴データは、サーバー７００にて管理される。通信部６６０は、サーバー７００にて管理される履歴データを取得することもできる。尚、通信部６６０によって取得可能な履歴データには、過去に製造された三次元造形物の履歴データも含まれる。
【００３５】
図６は、サーバー７００にて管理される履歴データの一例を示す説明図である。サーバー７００にて管理されるシリアル番号ごとの履歴データには、製造日、製造場所、三次元造形物の世代、製造に用いられた材料等に関する製造情報が表されている。製造に用いられた材料に再生材料が含まれる場合には、再生材料の原料となった使用済みの三次元造形物の履歴データが関連付けられている。図６では、例えば、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４５」の三次元造形物に関する履歴データには、製造日、製造場所、製造に用いられた材料、第１世代の三次元造形物であること等が表されている。シリアル番号「ＡＢＣ１２３４５」の三次元造形物は、第１世代の三次元造形物であるため、製造に用いられた材料に再生材料が含まれない。したがって、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４５」の三次元造形物に関する履歴データには、再生材料の原料となった使用済みの三次元造形物の履歴データが関連付けられていない。
【００３６】
シリアル番号「ＡＢＣ２３４５６」の三次元造形物に関する履歴データには、製造日、製造場所、製造に用いられた材料、第２世代の三次元造形物であること等が表されている。シリアル番号「ＡＢＣ２３４５６」の三次元造形物は、第２世代の三次元造形物であるため、製造に用いられた材料に再生材料が含まれる。したがって、シリアル番号「ＡＢＣ２３４５６」の三次元造形物に関する履歴データには、再生材料の原料となった使用済みの三次元造形物である、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４５」の三次元造形物の履歴データ、および、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４６」の三次元造形物の履歴データが関連付けられている。本実施形態では、シリアル番号「ＡＢＣ２３４５６」の三次元造形物の履歴データの下に、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４５」の三次元造形物の履歴データ、および、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４６」の三次元造形物の履歴データが、ツリー構造によって表されている。
【００３７】
シリアル番号「ＡＢＣ３４５６７」の三次元造形物に関する履歴データには、製造日、製造場所、製造に用いられた材料、第３世代の三次元造形物であること等が表されている。シリアル番号「ＡＢＣ３４５６７」の三次元造形物に関する履歴データには、再生材料の原料となった、シリアル番号「ＡＢＣ２３４５６」の三次元造形物の履歴データ、および、シリアル番号「ＡＢＣ２３９９９」の三次元造形物の履歴データが関連付けられている。再生材料の原料となった、シリアル番号「ＡＢＣ２３４５６」の三次元造形物は、第２世代の三次元造形物であるため、その履歴データには、さらに、その製造に用いられた、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４５」の三次元造形物の履歴データ、および、シリアル番号「ＡＢＣ１２３４６」の三次元造形物の履歴データが関連付けられている。
【００３８】
図７は、三次元造形物が資源として循環する工程の一例を示すフローチャートである。この工程は、三次元造形物の製造業者等によって管理される。まず、ステップＳ１０にて、製造業者等によって、三次元造形物の材料が用意される。用意される材料には、再生材料が含まれてもよい。次に、ステップＳ２０にて、用意された材料を用いて、三次元造形物が製造される。ステップＳ３０にて、製造された三次元造形物が出荷されて、市場で流通し、消費者等の手に渡る。
【００３９】
ステップＳ４０にて、消費者等によって廃棄された使用済みの三次元造形物は、製造業者等によって回収される。ステップＳ５０にて、製造業者等によって、回収された使用済みの三次元造形物を再生材料にするか否かが判定される。再生材料にされた回数であるリサイクル回数が増えるにつれて、再生材料の不純物の含有量は多くなる。そのため、例えば、使用済みの三次元造形物の製造に用いられた再生材料のリサイクル回数が所定回数未満である場合には、使用済みの三次元造形物を再生材料にすると判断される。
【００４０】
ステップＳ５０にて再生材料にすると判断された場合、ステップＳ６０にて、使用済みの三次元造形物は、製造業者等によって、粉砕され、異物除去等を受けて、再生材料にされる。その後、ステップＳ１０に戻って、再生材料にされた使用済みの三次元造形物は、新たな三次元造形物の材料として再生利用される。尚、使用済みの三次元造形物は、再生材料として再生利用されずに、三次元造形物として再使用されてもよい。再生利用のことをマテリアルリサイクルと呼ぶこともあり、再使用のことをリユースと呼ぶこともある。
【００４１】
一方、ステップＳ５０にて再生材料にすると判断されなかった場合、ステップＳ７０にて、使用済みの三次元造形物は燃料として熱回収される。つまり、使用済みの三次元造形物から、焼却時に発生する熱エネルギーが回収されて利用される。使用済みの三次元造形物が熱回収されることによって、三次元造形物が資源として循環する工程は終了する。尚、使用済みの三次元造形物を熱回収できない場合には、使用済みの三次元造形物は、埋め立て等によって処分されてもよい。熱回収のことをサーマルリサイクルと呼ぶこともある。
【００４２】
図８は、三次元造形物の世代を示す説明図である。新品の材料を用いて製造された三次元造形物のことを第１世代の三次元造形物Ｇｅｎ１と呼ぶ。第１世代の三次元造形物Ｇｅｎ１を原料とする再生材料が含まれる材料を用いて製造された三次元造形物のことを第２世代の三次元造形物Ｇｅｎ２と呼ぶ。第２世代の三次元造形物Ｇｅｎ２を原料とする再生材料が含まれる材料を用いて製造された三次元造形物のことを第３世代の三次元造形物Ｇｅｎ３と呼ぶ。
【００４３】
製品Ａ１と製品Ｂ１と製品Ｃ１と製品Ｄ１とは、新品の材料を用いて製造された三次元造形物である。そのため、製品Ａ１と製品Ｂ１と製品Ｃ１と製品Ｄ１とは、第１世代の三次元造形物Ｇｅｎ１に該当する。
【００４４】
製品Ａ２と製品Ｂ２とは、第１世代の三次元造形物Ｇｅｎ１である製品Ａ１と製品Ｂ１とを原料とする再生材料を用いて製造された三次元造形物である。そのため、製品Ａ２と製品Ｂ２とは、第２世代の三次元造形物Ｇｅｎ２に該当する。製品Ｃ２は、第１世代の三次元造形物Ｇｅｎ１である製品Ｃ１を原料とする再生材料を用いて製造された三次元造形物である。そのため、製品Ｃ２は、第２世代の三次元造形物Ｇｅｎ２に該当する。
【００４５】
製品Ａ３と製品Ｂ３とは、第２世代の三次元造形物Ｇｅｎ２である製品Ａ２と製品Ｂ２とを原料とする再生材料を用いて製造された三次元造形物である。そのため、製品Ａ３と製品Ｂ３とは、第３世代の三次元造形物Ｇｅｎ３に該当する。製品Ｃ３と製品Ｄ３とは、第２世代の三次元造形物Ｇｅｎ２である製品Ｃ２を原料とする再生材料と、第１世代の三次元造形物Ｇｅｎ１である製品Ｄ１を原料とする再生材料とを用いて製造された三次元造形物である。そのため、製品Ｃ３と製品Ｄ３とは、第３世代の三次元造形物Ｇｅｎ３に該当する。
【００４６】
図９は、本実施形態における三次元造形物ＯＢの製造を実現するための製造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１１５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実行される。
【００４７】
まず、ステップＳ１１０にて、形状データ取得部６１０は、三次元造形物の形状を表すための第１形状データを取得する。本実施形態では、形状データ取得部６１０は、第１形状データとして、第１造形パスデータＰＤ１を取得する。第１造形パスデータＰＤ１は、例えば、造形ステージ３００に対するノズル６１の移動経路や、造形ステージ３００に対するノズル６１の移動速度や、ノズル６１からの造形材料の吐出量が表されたデータである。三次元造形物の形状を表すための、ＳＴＬ形式やＡＭＦ形式のデータが、スライサーによって、第１造形パスデータＰＤ１に変換される。形状データ取得部６１０は、入出力インターフェースを介して、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第１造形パスデータＰＤ１を取得する。取得された第１形状データは、形状データ生成部６３０に送信される。
【００４８】
次に、ステップＳ１２０にて、識別データ取得部６２０は、製造する三次元造形物ＯＢを識別するための識別情報を取得する。本実施形態では、識別データ取得部６２０は、識別情報として、シリアル番号を取得する。識別データ取得部６２０は、製造される三次元造形物ＯＢに付与するためのシリアル番号として、データ処理部６００のメモリーに予め記憶された複数のシリアル番号の内から、１つのシリアル番号を取得する。尚、識別データ取得部６２０は、操作パネル１１５を介してユーザーによって指定されたシリアル番号を取得してもよい。
【００４９】
図１０は、表示部１２０に表示される操作画面の一例を示す説明図である。図９および図１０を参照し、本実施形態では、識別情報が文字や記号によって表される。この文字や記号は、三次元造形物ＯＢの一部が凸状に形成されることによって表される。本実施形態では、ステップＳ１３０にて、ユーザーが表示部１２０に表示される操作画面を確認しつつ、操作部１３０を操作することによって、文字や記号のフォントおよびサイズと、三次元造形物ＯＢにおける文字や記号が形成される位置とが指定される。識別データ取得部６２０は、ユーザーによって指定された、文字や記号のフォントおよびサイズと、三次元造形物ＯＢにおける文字や記号が形成される位置とを取得する。本実施形態では、文字や記号が形成される位置として、三次元造形物ＯＢにおける複数の位置が指定される。文字や記号のフォントおよびサイズと、三次元造形物ＯＢにおける文字や記号が形成される位置を表す情報とは、ステップＳ１２０にて取得された識別情報とともに、識別データと呼ばれる。識別データ取得部６２０によって取得された識別データは、形状データ生成部６３０に送信される。
【００５０】
図１１は、第１形状データおよび第２形状データの一例を示す説明図である。図９および図１１を参照し、ステップＳ１４０にて、形状データ生成部６３０は、第１形状データと識別データとを用いて、識別情報を表す形状を含む三次元造形物ＯＢの形状を表すための第２形状データを生成する。本実施形態では、形状データ生成部６３０は、まず、識別データを用いて、三次元造形物ＯＢにおける指定された位置に識別情報を表す形状を形成するための、識別情報造形パス要素ＰＤＥを生成する。形状データ生成部６３０は、次に、第１造形パスデータＰＤ１に、識別情報造形パス要素ＰＤＥを付加することによって、第２形状データとして、第２造形パスデータＰＤ２を生成する。
【００５１】
図９を参照し、ステップＳ１５０にて、三次元造形物ＯＢの製造に用いられる材料が指定される。三次元造形物ＯＢの製造に用いられる材料に再生材料が含まれる場合には、材料の種類とともに、再生材料の原料にされた使用済みの三次元造形物の識別情報が指定される。本実施形態では、材料のパッケージに、材料の種類を表す二次元コードが設けられており、読取部１４０が、この二次元コードを読み取ることによって、材料の種類が指定される。再生材料が含まれる材料のパッケージには、材料の種類とともに、再生材料の原料にされた使用済みの三次元造形物の識別情報に関する情報を表す二次元コードが設けられており、読取部１４０が、この二次元コードを読み取ることによって、材料の種類とともに、再生材料の原料にされた使用済みの三次元造形物の識別情報が指定される。尚、ユーザーが操作パネル１１５を操作することによって、三次元造形物ＯＢの製造に用いられる材料や、再生材料の原料にされた使用済みの三次元造形物の識別情報が指定されてもよい。また、材料が指定される際に、例えば、ヒーター５８の温度等が指定されてもよい。
【００５２】
図１２は、第２形状データに従って製造された三次元造形物ＯＢを示す説明図である。図９および図１２を参照し、ステップＳ１６０にて、制御部５００は、第２造形パスデータＰＤ２に従って、吐出ユニット２００と移動機構４００とを制御することによって、識別情報を表す形状ＳＮを複数箇所に有する三次元造形物ＯＢを製造する。本実施形態では、第１造形パスデータＰＤ１に識別情報造形パス要素ＰＤＥが付加された第２造形パスデータＰＤ２に従って三次元造形物ＯＢが製造されることによって、識別情報を表す形状ＳＮが、三次元造形物ＯＢの面に凸状に形成される。凸状とは、第１形状データによって表される三次元造形物の体積よりも、第２形状データによって表される三次元造形物ＯＢの体積の方が大きくなるように、三次元造形物ＯＢにおいて、識別情報を表す形状ＳＮが、周辺の面よりも盛り上がった状態のことを意味する。
【００５３】
図９を参照し、ステップＳ１７０にて、製造データ取得部６４０は、ステップＳ１６０で製造された三次元造形物ＯＢの製造情報を取得する。再生材料が含まれる材料を用いて三次元造形物ＯＢが製造された場合には、製造データ取得部６４０によって取得される製造情報には、再生材料の原料とされた三次元造形物の識別情報が含まれる。ステップＳ１８０にて、履歴データ生成部６５０は、三次元造形物ＯＢの識別情報と製造情報とを用いて、履歴データを生成する。ステップＳ１９０にて、履歴データ生成部６５０は、生成した履歴データを、通信部６６０を介してサーバー７００に送信する。送信された履歴データは、サーバー７００にて管理される。
【００５４】
以上で説明した本実施形態の三次元造形システム１０によれば、識別情報を表す形状ＳＮを含む三次元造形物ＯＢが製造され、三次元造形物ＯＢの識別情報および製造情報を表す履歴データがサーバー７００に送信される。そのため、製造される三次元造形物ＯＢに表された識別情報を用いて、サーバー７００にて管理される当該三次元造形物ＯＢの履歴データを識別できる。したがって、三次元造形物ＯＢから、三次元造形物ＯＢを造形した際の製造情報を識別できる。
【００５５】
また、本実施形態では、三次元造形物ＯＢの製造に用いられた材料に再生材料が含まれる場合には、サーバー７００に送信される履歴データに、再生材料の原料にされた使用済みの三次元造形物の識別情報が含まれる。そのため、製造された三次元造形物ＯＢに関する履歴データに付随して、製造に用いられた再生材料の原料とされた使用済みの三次元造形物に関する履歴データを識別できる。そのため、三次元造形物ＯＢから、三次元造形物ＯＢを製造した際の、より詳細な製造条件を識別できる。
【００５６】
また、本実施形態では、形状データ生成部６３０は、識別情報を表す形状ＳＮを複数箇所に有する三次元造形物ＯＢの形状を表すための第２形状データを生成するので、識別情報を表す形状ＳＮを複数箇所に有する三次元造形物ＯＢが製造される。そのため、回収された際に三次元造形物ＯＢが破損した状態であっても、識別情報が読み取れなくなることを抑制できる。
【００５７】
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、吐出ユニット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製造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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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６２から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００６１】
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６２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、ノズル孔６２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、ノズル孔６２の周囲にはヒーターが設けられてもよい。
【００６２】
吐出ユニット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。
【００６３】
吐出ユニット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、造形ステージ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。
【００６４】
材料貯留部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。
【００６５】
材料貯留部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。
【００６６】
その他に、材料貯留部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。
【００６７】
Ｂ．第２実施形態：
図１３は、第２実施形態における三次元造形システム１０ｂの概略構成を示す説明図である。図１４は、第２実施形態における吐出ユニット２００ｂ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システム１０ｂでは、三次元造形装置１００ｂに、使用済みの三次元造形物を再生材料として用いるか否かを判定する判定部６７０と、使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料を生成する粉砕部２５とが設けられていることが第１実施形態と異なる。また、三次元造形物ＯＢを製造するための製造処理の内容が第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。
【００６８】
本実施形態では、判定部６７０は、データ処理部６００ｂ内に設けられている。判定部６７０は、粉砕部２５によって使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料にするか否かを判定する。判定部６７０は、読取部１４０ｂによって取得した使用済みの三次元造形物の識別情報を取得可能に構成されている。判定部６７０は、通信部６６０を介して、サーバー７００と通信可能に構成されている。
【００６９】
本実施形態では、粉砕部２５は、材料貯留部２０ｂ内に設けられた、硬く鋭利な複数の刃を有するブレードとして構成されている。このブレードは、制御部５００の制御下で駆動するモーターによって、材料貯留部２０ｂ内にて回転する。例えば、材料貯留部２０ｂに使用済みの三次元造形物が投入されると、回転するブレードによって、使用済みの三次元造形物が粉砕される。粉砕された使用済みの三次元造形物は、再生材料として、溶融部３０に供給される。
【００７０】
本実施形態では、読取部１４０ｂは、使用済みの三次元造形物に設けられた識別情報を表す形状をカメラによって撮像し、撮像した画像を解析することによって、使用済みの三次元造形物の識別情報を読み取り可能に構成されている。
【００７１】
図１５は、本実施形態における三次元造形物ＯＢの製造を実現するための製造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１００ｂに設けられた操作パネル１１５や、三次元造形装置１００ｂ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実行される。本実施形態では、ユーザーが操作パネル１１５を操作することによって、使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料として用いるモードが選択された場合に実行される。尚、ユーザーが操作パネル１１５を操作することによって、ペレット状の新品の材料や、ペレット状の再生材料を用いるモードが選択された場合には、図９を用いて説明した第１実施形態の製造処理と同じ製造処理が実行される。
【００７２】
ステップＳ２１０からステップＳ２４０までの処理の内容は、図９を用いて説明した第１実施形態におけるステップＳ１１０からステップＳ１４０までの処理の内容と同じであるため、説明を省略する。
【００７３】
ステップＳ２４１にて、読取部１４０ｂによって、使用済みの三次元造形物に設けられた識別情報を表す形状が読み取られる。本実施形態では、ユーザーが使用済みの三次元造形物を読取部１４０ｂにかざして、識別情報を表す形状を、読取部１４０ｂに読み取らせる。
【００７４】
ステップＳ２４２にて、判定部６７０は、読取部１４０ｂによって取得した識別情報を用いて、使用済みの三次元造形物の識別情報および製造情報が表された履歴データを、通信部６６０を介してサーバー７００から取得する。
【００７５】
ステップＳ２４３にて、判定部６７０は、取得した履歴データを用いて、粉砕部２５によって使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料にするか否かを判定する。判定部６７０は、使用済みの三次元造形物の劣化状況に基づいて、使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料にするか否かを判定する。判定部６７０は、例えば、使用済みの三次元造形物が、第３世代未満である場合には、粉砕部２５によって使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料にすると判断する。
【００７６】
ステップＳ２４３で使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料にすると判断されなかった場合、ステップＳ２４１に処理が戻される。この場合、ユーザーは、別の使用済みの三次元造形物を用意し、読取部１４０ｂに識別情報を表す形状を読み取らせる。別の使用済みの三次元造形物が用意できない場合には、ユーザーが、操作パネル１１５を操作することによって、強制的に製造処理を終了させることもできる。この場合には、ユーザーが操作パネル１１５を操作することによって、ペレット状の新品の材料や、ペレット状の再生材料を用いるモードを選択することによって、新たな三次元造形物ＯＢの製造を行うことができる。
【００７７】
一方、ステップＳ２４３で使用済みの三次元造形物を粉砕して再生材料にすると判断された場合、ステップＳ２４４にて、粉砕部２５の駆動が開始される。読取部１４０ｂに識別情報を表す形状が読み取られた使用済みの三次元造形物が、ユーザーによって、材料貯留部２０ｂに投入されることによって、使用済みの三次元造形物は、粉砕部２５によって粉砕されて、再生材料として新たな三次元造形物ＯＢの製造に用いられる。
【００７８】
ステップＳ２５０にて、ステップＳ２４２で取得された、使用済みの三次元造形物の履歴データを用いて、新たに製造される三次元造形物ＯＢの材料が指定される。例えば、使用済みの三次元造形物がＡＢＳ樹脂製である場合には、新たに製造される三次元造形物ＯＢの材料は、ＡＢＳ樹脂の再生材料に指定される。
【００７９】
ステップＳ２６０にて、制御部５００は、第２造形パスデータＰＤ２に従って、吐出ユニット２００と移動機構４００とを制御することによって、識別情報を表す形状ＳＮを有する三次元造形物ＯＢを製造する。
【００８０】
ステップＳ２７０にて、製造データ取得部６４０は、ステップＳ２６０で製造された三次元造形物ＯＢの製造情報を取得する。この製造情報には、再生材料の原料にされた使用済みの三次元造形物の識別情報が含まれる。
【００８１】
ステップＳ２８０にて、履歴データ生成部６５０は、新たに製造された三次元造形物ＯＢの識別情報と、新たに製造された三次元造形物ＯＢの製造情報とを用いて、新たに製造された三次元造形物ＯＢの履歴データを生成する。ステップＳ２９０にて、履歴データ生成部６５０は、生成した履歴データを、通信部６６０を介してサーバー７００に送信する。送信された履歴データは、サーバー７００にて管理される。
【００８２】
以上で説明した本実施形態の三次元造形システム１０ｂによれば、使用済みの三次元造形物を再生材料にするか否かを、サーバー７００にて管理された使用済みの三次元造形物の履歴データを用いて判定することができる。そのため、低品質な再生材料が生成されることを抑制できる。
【００８３】
特に、本実施形態では、材料貯留部２０ｂ内に粉砕部２５が設けられているため、使用済みの三次元造形物をペレット状等に加工しなくても使用済みの三次元造形物を粉砕部２５によって粉砕することによって、再生材料として用いることができる。
【００８４】
Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）図１６は、他の形態としての三次元造形システム１０ｃの概略構成を示す説明図である。三次元造形システム１０ｃは、三次元造形装置１００ｃと、データ処理装置１５と、サーバー７００とを備えている。三次元造形システム１０ｃにおける三次元造形装置１００ｃの構成は、第１実施形態の三次元造形装置１００からデータ処理部６００を除いた構成と同じである。データ処理装置１５は、三次元造形装置１００ｃの外部に設けられている。データ処理装置１５は、形状データ取得部６１０ｃと、識別データ取得部６２０ｃと、形状データ生成部６３０ｃと、製造データ取得部６４０ｃと、履歴データ生成部６５０ｃと、通信部６６０ｃと、形状データ送信部６８０とを有している。形状データ取得部６１０ｃと、識別データ取得部６２０ｃと、形状データ生成部６３０ｃと、製造データ取得部６４０ｃと、履歴データ生成部６５０ｃと、通信部６６０ｃとは、第１実施形態のデータ処理部６００における、形状データ取得部６１０と、識別データ取得部６２０と、形状データ生成部６３０と、製造データ取得部６４０と、履歴データ生成部６５０と、通信部６６０と同じ機能を有している。形状データ送信部６８０は、三次元造形装置１００ｃと、有線または無線によって通信可能に構成されており、形状データ生成部６３０ｃによって生成された第２形状データを三次元造形装置１００ｃに送信する。本実施形態では、データ処理装置１５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。データ処理装置１５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。また、三次元造形装置１００ｃは、第２実施形態の三次元造形装置１００ｂからデータ処理部６００ｂを除いた構成であってもよく、データ処理装置１５は、第２実施形態のデータ処理部６００ｂと同じ機能を有し、かつ、上述した形状データ送信部６８０を有する構成であってもよい。
【００８５】
（Ｃ２）上述した各実施形態の三次元造形システム１０，１０ｂでは、識別情報を表す形状ＳＮは、三次元造形物ＯＢの面に凸状に形成される。これに対して、識別情報を表す形状ＳＮは、三次元造形物ＯＢの面に凹状に形成されてもよい。凹状とは、第１形状データによって表される三次元造形物の体積よりも、第２形状データによって表される三次元造形物ＯＢの体積の方が小さくなるように、三次元造形物ＯＢにおいて、識別情報を表す形状ＳＮが、周辺の面よりも窪んだ状態のことを意味する。形状データ生成部６３０は、第１造形パスデータＰＤ１に含まれる造形パスを分割および編集することによって、識別情報を表す形状ＳＮを三次元造形物ＯＢの面に凹状に形成するための第２造形パスデータＰＤ２を生成できる。この場合、識別情報を表す形状ＳＮが三次元造形物ＯＢの面に凸状に形成された形態に比べて、識別情報を表す形状ＳＮを摩滅しにくくできる。
【００８６】
（Ｃ３）上述した各実施形態の三次元造形システム１０，１０ｂでは、識別情報を表す形状ＳＮは、文字や記号によって表される。これに対して、識別情報を表す形状ＳＮは、バーコードや二次元コードによって表されてもよい。この場合、識別情報を表す形状ＳＮが文字や記号によって表された形態に比べて、より多くの情報を三次元造形物ＯＢに付加できる。例えば、バーコードや二次元コードには、識別情報の他に、製造情報を記録させることができる。また、識別情報を表す形状ＳＮは、三次元造形物ＯＢに地紋透かし技術を用いて形成されてもよい。地紋透かし技術とは、肉眼では判別できない凹凸を媒体に形成することによって、情報を埋め込む技術のことを意味する。媒体がスキャナーで読み取られることによって、媒体に埋め込まれた情報が取り出される。三次元造形物ＯＢに一様に地紋透かしの凹凸を形成することによって、三次元造形物ＯＢが破損した状態でも埋め込まれた識別情報を取得できる。
【００８７】
（Ｃ４）上述した各実施形態の三次元造形システム１０，１０ｂでは、第１形状データとして第１造形パスデータＰＤ１が用いられ、第２形状データとして第２造形パスデータＰＤ２が用いられる。これに対して、第１形状データおよび第２形状データとして、三次元ＣＡＤデータが用いられてもよい。この場合、例えば、形状データ生成部６３０にスライサーとしての機能が組み込まれ、形状データ生成部６３０は、供給された三次元ＣＡＤデータと識別データとを用いて、第２造形パスデータＰＤ２を生成する。
【００８８】
（Ｃ５）上述した第１実施形態の三次元造形システム１０において、三次元造形装置１００の材料貯留部２０は、再生材料を収容するカートリッジによって構成されてもよい。カートリッジには、カートリッジに収容される再生材料の原料となった使用済みの三次元造形物の識別情報が記憶されたチップが内蔵されており、カートリッジのコネクターと三次元造形装置１００に設けられたコネクターとが電気的に接続されることによって、チップに記憶された識別情報が、新たに製造される三次元造形物ＯＢの製造情報の一部として取得される構成であってもよい。
【００８９】
（Ｃ６）上述した第２実施形態の三次元造形システム１０ｂにおいて、三次元造形装置１００ｂには、読取部１４０ｂと判定部６７０と粉砕部２５とが設けられておらず、読取部１４０ｂと判定部６７０と粉砕部２５とが別ユニットとして構成されてもよい。例えば、ベルトコンベアーと、読取部１４０ｂと判定部６７０と粉砕部２５とが組み合わされたユニットとすることができる。このユニットでは、読取部１４０ｂは、ベルトコンベアーの上方に設けられる。粉砕部２５は、ベルトコンベアーにおける読取部１４０ｂよりも下流側に設けられる。粉砕部２５は、使用済みの三次元造形物を圧砕するクラッシャーによって構成される。ベルトコンベアーによって搬送された使用済みの三次元造形物は、読取部１４０ｂによって識別情報をスキャンされ、判定部６７０によって、粉砕部２５によって粉砕して再生材料にするか否かが判定される。粉砕部２５によって粉砕して再生材料にすると判断された場合には、使用済みの三次元造形物は、粉砕部２５に搬送され、粉砕部２５によって粉砕される。粉砕された使用済みの三次元造形物は、ベルトコンベアーによって、自動的に三次元造形装置１００ｂの材料貯留部２０ｂに供給されてもよい。粉砕部２５によって粉砕して再生材料にすると判断されなかった場合には、粉砕部２５に搬送されずに、廃棄ボックスに搬送されてもよい。
【００９０】
（Ｃ７）上述した各実施形態では、フラットスクリュー４０の回転と、バレル５０に内蔵されたヒーター５８による加熱とによって、材料の少なくとも一部を溶融させて造形材料を生成し、生成した造形材料をノズル６１から吐出して、造形ステージ３００上に積層する三次元造形装置１００，１００ｂによって、識別情報を表す形状ＳＮを含む三次元造形物ＯＢが製造される。これに対して、例えば、フィラメント状の材料を溶融させて積層するＦＤＭ方式（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）や、インクジェット方式や、ＤＭＤ方式（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や、粉末床溶融結合方式等、種々の方式によって、識別情報を表す形状ＳＮを含む三次元造形物ＯＢが製造されてもよい。
【００９１】
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。
【００９２】
（１）本開示の第１の形態によれば、サーバーに接続される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にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を吐出する吐出部と、前記吐出部から吐出された前記造形材料が積層される造形ステージと、前記吐出部と前記造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、第１形状データ、および、三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する形状データ生成部と、前記第２形状データに従って、前記溶融部および前記移動機構を制御することによって前記三次元造形物を製造する制御部と、前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を前記サーバーに送信する通信部と、を備える。
この形態の三次元造形装置によれば、三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む三次元造形物が製造され、三次元造形物の識別情報および製造情報がサーバーに送信される。そのため、製造された三次元造形物が有する識別情報を表す形状を用いて、サーバーにて管理される当該三次元造形物の製造情報を識別できる。
【００９３】
（２）上記形態の三次元造形装置は、前記溶融部に供給される前記材料に、再生材料として再利用される再利用三次元造形物が含まれる場合に、前記三次元造形物の製造情報の一部として、前記再利用三次元造形物の識別情報を取得する取得部を備えてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、製造された三次元造形物が有する識別情報を表す形状を用いて、サーバーにて管理される当該三次元造形物の製造情報とともに、再利用三次元造形物の製造情報を取得できる。
【００９４】
（３）上記形態の三次元造形装置は、前記取得部によって取得した前記再利用三次元造形物の識別情報を用いて、前記サーバーから前記再利用三次元造形物の製造情報を取得し、前記再利用三次元造形物の製造情報を用いて、前記再利用三次元造形物を粉砕するか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記再利用三次元造形物を粉砕すると判断された場合に、前記再利用三次元造形物を粉砕する粉砕部と、を備えてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、再利用三次元造形物の製造情報を用いて、再利用三次元造形物を粉砕するか否かを判定し、判定結果に応じて再利用三次元造形物を粉砕できる。
【００９５】
（４）上記形態の三次元造形装置において、前記形状データ生成部は、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状として、バーコードまたは二次元コードの形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための前記第２形状データを生成してもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、識別情報を表す形状が文字や記号によって形成された形態に比べて、より多くの情報を付加できる。
【００９６】
（５）上記形態の三次元造形装置において、前記形状データ生成部は、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を複数の部位に含む前記三次元造形物の形状を表すための前記第２形状データを生成してもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、三次元造形物が破損した場合であっても、識別情報が読み取れなくなることを抑制できる。
【００９７】
（６）本開示の第２の形態によれば、三次元造形システムが提供される。この三次元造形システムは、三次元造形装置とデータ処理装置とサーバーとを備える。前記三次元造形装置は、材料を溶融させて造形材料にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を吐出する吐出部と、前記吐出部から吐出された前記造形材料が積層される造形ステージと、前記吐出部と前記造形ステージとの相対位置を変化させる移動機構と、前記溶融部および前記移動機構を制御する制御部と、を有し、前記データ処理装置は、第１形状データ、および、三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する形状データ生成部と、前記第２形状データを前記三次元造形装置に送信する形状データ送信部と、前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を前記サーバーに送信する通信部と、を有し、前記三次元造形装置の前記制御部は、前記第２形状データに従って、前記溶融部および前記移動機構を制御することによって、前記三次元造形物を製造する。
この形態の三次元造形システムによれば、三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む三次元造形物が製造され、三次元造形物の識別情報および製造情報がサーバーに送信される。そのため、製造された三次元造形物が有する識別情報を表す形状を用いて、サーバーにて管理される当該三次元造形物の製造情報を識別できる。
【００９８】
（７）本開示の第３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、第１形状データを取得する工程と、三次元造形物を識別するための識別情報を取得する工程と、第１形状データ、および、前記三次元造形物を識別するための識別情報を用いて、前記三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む前記三次元造形物の形状を表すための第２形状データを生成する工程と、前記第２形状データに従って、前記三次元造形物を製造する工程と、前記三次元造形物を識別するための識別情報、および、前記三次元造形物の製造情報を送信する工程と、を有する。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、三次元造形物を識別するための識別情報を表す形状を含む三次元造形物が製造され、三次元造形物の識別情報および製造情報がサーバーに送信される。そのため、製造された三次元造形物が有する識別情報を表す形状を用いて、サーバーにて管理される当該三次元造形物の製造情報を識別できる。
【００９９】
本開示は、三次元造形システム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、三次元造形物の製造方法等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０，１０ｂ，１０ｃ…三次元造形システム、１５…データ処理装置、２０，２０ｂ…材料貯留部、２２…供給路、２５…粉砕部、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、４５…溝部、４６…中央部、４７…渦状部、４８…材料導入部、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、６１…ノズル、６２…ノズル孔、６５…ノズル流路、１００，１００ｂ，１００ｃ…三次元造形装置、１１０…筐体、１１５…操作パネル、１２０…表示部、１３０…操作部、１４０，１４０ｂ…読取部、２００，２００ｂ…吐出ユニット、３００…造形ステージ、３１０…造形面、４００…移動機構、５００…制御部、６００，６００ｂ…データ処理部、６１０，６１０ｃ…形状データ取得部、６２０，６２０ｃ…識別データ取得部、６３０，６３０ｃ…形状データ生成部、６４０，６４０ｃ…製造データ取得部、６５０，６５０ｃ…履歴データ生成部、６６０，６６０ｃ…通信部、６７０…判定部、６８０…形状データ送信部、７００…サーバー。
【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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