(57)【要約】【課題】未使用ノズルの造形物への干渉を抑制する技術を提供する。【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、造形材料が流通する供給流路と、回転軸を中心に回転可能であり供給流路と連通可能な第１ノズルと供給流路と連通可能な第２ノズルとを有する回転体と、供給流路に設けられ第１ノズルまたは第２ノズルに供給する造形材料の流量を調節する流量調節機構と、流量調節機構及び回転体を制御して第１ノズルまたは第２ノズルから造形材料をテーブルに向かって吐出させて三次元造形物を造形する制御部と、を備え、制御部は、回転体の回転を制御して、供給流路と第１ノズルとが連通する第１状態と、供給流路と第２ノズルとが連通する第２状態と、に切り替え、第１状態では、第２ノズルが第１ノズルよりもテーブルから離れた位置にあり、第２状態では、第１ノズルが第２ノズルよりもテーブルから離れた位置にある。【選択図】図１
2020100058.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、
前記造形材料が流通する供給流路と、
回転軸を中心に回転可能であり、前記供給流路と連通可能な第１ノズルと前記供給流路と連通可能な第２ノズルとを有する回転体と、
前記供給流路に設けられ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルに供給する前記造形材料の流量を調節する流量調節機構と、
前記流量調節機構及び前記回転体を制御して、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルから前記造形材料をテーブルに向かって吐出させて三次元造形物を造形する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記回転体の回転を制御して、
前記供給流路と前記第１ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第２ノズルとが遮断された第１状態と、
前記供給流路と前記第２ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第１ノズルとが遮断された第２状態と、
に切り替え、
前記第１状態では、前記第２ノズルが前記第１ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にあり、
前記第２状態では、前記第１ノズルが前記第２ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にある、
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、
前記回転体は、前記回転体の外周部の一部であって、前記供給流路が前記回転体内に導入される部分に、前記回転体の回転可能範囲を規定する切り欠き部を備え、
前記回転軸に沿った方向において、前記切り欠き部と、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルとが離間している、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、
前記第１ノズルのノズル径は前記第２ノズルのノズル径よりも小さい、三次元造形装置。
【請求項４】
請求項３に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記三次元造形物の外観領域を形成する場合に、前記回転体の回転状態を前記第１状態に切り替え、前記三次元造形物の内部領域を形成する場合に、前記回転体の回転状態を前記第２状態に切り替える、三次元造形装置。
【請求項５】
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、
前記第１ノズルのノズル孔の形状と前記第２ノズルのノズル孔の形状とが異なる、三次元造形装置。
【請求項６】
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、
前記第１ノズルのノズル孔の形状、および、前記第２ノズルのノズル孔の形状、の少なくとも一方は、前記回転体の周方向において幅が連続的に変化する形状である、三次元造形装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記供給流路において、前記流量調節機構よりも下流側に接続され、前記供給流路中の前記造形材料を吸引する吸引部を備える、三次元造形装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７まで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、
溝部が形成された溝形成面を有するフラットスクリューと、
前記フラットスクリューの前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に連通孔が形成され、ヒーターを有するバレルと、を備え、
前記材料溶融部は、前記フラットスクリューの回転と前記ヒーターによる加熱とにより前記材料の少なくとも一部を溶融させて前記造形材料を生成し、前記連通孔から前記供給流路に前記造形材料を流出させる、三次元造形装置。
【請求項９】
三次元造形物の製造方法であって、
材料溶融部によって材料を溶融させて造形材料とし、
前記造形材料を供給流路に流通させ、
回転軸を中心に回転可能であり前記供給流路と連通可能な第１ノズルと前記供給流路と連通可能な第２ノズルとを有する回転体と、前記供給流路に設けられ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルに供給する前記造形材料の流量を調節する流量調節機構と、を制御して、
前記供給流路と前記第１ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第２ノズルとが遮断された第１状態と、
前記供給流路と前記第２ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第１ノズルとが遮断された第２状態と、
に前記回転体の回転状態を切り替えつつ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルから前記造形材料をテーブルに向かって吐出させて三次元造形物を造形し、
前記第１状態では、前記第２ノズルが前記第１ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にあり、
前記第２状態では、前記第１ノズルが前記第２ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にある、
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、および、三次元造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、予熱器で加熱されて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従って走査する押出ノズルから、基台上の特定領域に押し出し、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物体を造形する技術が開示されている。
【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】
本願発明者らは、複数のノズルを三次元造形装置に設け、それらのノズルを用いて効率的に造形物を造形することを検討した。しかし、本願発明者らは、ノズルの移動時に、使用していないノズルが造形物に干渉して造形精度に影響を与える可能性があるという問題を見出した。そこで、本開示は、複数のノズルを有する三次元造形装置において、未使用ノズルの造形物への干渉を抑制する技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、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、前記造形材料が流通する供給流路と、回転軸を中心に回転可能であり、前記供給流路と連通可能な第１ノズルと前記供給流路と連通可能な第２ノズルとを有する回転体と、前記供給流路に設けられ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルに供給する前記造形材料の流量を調節する流量調節機構と、前記流量調節機構及び前記回転体を制御して、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルから前記造形材料をテーブルに向かって吐出させて三次元造形物を造形する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転体の回転を制御して、前記供給流路と前記第１ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第２ノズルとが遮断された第１状態と、前記供給流路と前記第２ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第１ノズルとが遮断された第２状態と、に切り替え、前記第１状態では、前記第２ノズルが前記第１ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にあり、前記第２状態では、前記第１ノズルが前記第２ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にある。
【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概略構成を示す説明図である。
【図２】フラットスクリューの下面側の構成を示す概略斜視図である。
【図３】スクリュー対面部の上面側を示す概略平面図である。
【図４】ノズルユニットのＸＺ平面に沿った断面図である。
【図５】ノズルユニットのＸＺ平面に沿った断面図である。
【図６】ノズルユニットのＹＺ平面に沿った断面図である。
【図７】ノズルユニットの外観斜視図である。
【図８】三次元造形物の製造方法を実現する処理のフローチャートである。
【図９】第２実施形態におけるノズル孔の形状を示す図である。
【図１０】第３実施形態におけるノズルユニットの概略構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態におけるノズルユニットの概略構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態におけるノズルユニットの概略構成を示す図である。
【図１３】第４実施形態におけるノズルユニットの概略構成を示す図である。
【図１４】第４実施形態におけるノズル孔の形状を示す図である。
【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、鉛直上向きの方向である。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】
三次元造形装置１００は、制御部１０１と、造形材料を生成して吐出する造形部１１０と、三次元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】
制御部１０１は、三次元造形装置１００全体の動作を制御して、三次元造形物を造形する造形処理を実行する。制御部１０１は、１つ、または、複数のプロセッサーと、主記憶装置と、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、主記憶装置に読み込んだプログラム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。なお、制御部１０１の機能の一部を、ハードウェア回路により実現するようにしてもよい。制御部１０１が実行する造形処理では、三次元造形物の造形データに従って、造形部１１０と移動機構２３０とが制御される。
【００１０】
造形部１１０は、制御部１０１の制御下において、溶融されたペースト状の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ＭＲの供給源である材料供給部２０と、材料ＭＲを溶融させて造形材料とする材料溶融部３０と、造形材料をテーブル２１０に向けて吐出する第１ノズル６１および第２ノズル６２を備えたノズルユニット６０と、を備える。
【００１１】
材料供給部２０は、材料溶融部３０に、造形材料を生成するための材料ＭＲを供給する。材料供給部２０は、例えば、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、連通路２２を介して、材料溶融部３０に接続されている。材料ＭＲは、例えば、ペレットや粉末等の形態で材料供給部２０に投入される。材料ＭＲの詳細については後述する。
【００１２】
材料溶融部３０は、材料供給部２０から供給された材料ＭＲの少なくとも一部を可塑化して流動性を発現させたペースト状の造形材料を生成し、ノズルユニット６０へと導く。材料溶融部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、スクリュー対面部５０と、を有する。フラットスクリュー４０は、「スクロール」とも呼ばれる。スクリュー対面部５０は、「バレル」とも呼ばれる。材料溶融部３０は、材料ＭＲの全部を可塑化してもよいし、例えば、材料ＭＲが複数の成分を含む場合には、その一部の成分を可塑化してもよい。
【００１３】
フラットスクリュー４０は、その中心軸ＲＸに沿った高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。本実施形態において、フラットスクリュー４０は、その中心軸ＲＸがＺ方向に平行になるように配置される。
【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内において中心軸ＲＸを中心に回転する。駆動モーター３２は、制御部１０１の制御下において駆動される。
【００１５】
フラットスクリュー４０の下面４８には、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の側面から溝部４２に連通する。
【００１６】
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に面している。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。この空間には、材料供給部２０から材料ＭＲが供給される。フラットスクリュー４０および溝部４２の具体的な構成については後述する。
【００１７】
スクリュー対面部５０には、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。フラットスクリュー４０の溝部４２に供給された材料ＭＲは、溝部４２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に流入したペースト状の造形材料は、スクリュー対面部５０の中心に設けられた連通孔５６を介してノズルユニット６０に供給される。なお、造形材料において、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。
【００１８】
ノズルユニット６０は、供給流路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。ノズルユニット６０は、材料溶融部３０において生成された造形材料を、第１ノズル６１または第２ノズル６２からテーブル２１０に向かって吐出する。本実施形態では、供給流路６５は鉛直方向に沿って延びており、ノズルユニット６０は、材料溶融部３０の下部に設けられている。ノズルユニット６０の詳細な構成については後述する。
【００１９】
テーブル２１０は、Ｚ方向においてノズルユニット６０に対向する位置に配置されている。本実施形態では、ノズルユニット６０に対向するテーブル２１０の上面２１１は、水平に、つまり、Ｘ，Ｙ方向に平行に、配置される。
【００２０】
移動機構２３０は、テーブル２１０とノズルユニット６０との相対的な位置を変更可能に構成されている。本実施形態では、ノズルユニット６０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、ノズルユニット６０とテーブル２１０との相対的な位置関係を変更する。
【００２１】
なお、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に対してノズルユニット６０を移動させる構成が採用されてもよい。また、移動機構２３０によってテーブル２１０をＺ方向に移動させ、ノズルユニット６０をＸ，Ｙ方向に移動させる構成や、移動機構２３０によってテーブル２１０をＸ，Ｙ方向に移動させ、ノズルユニット６０をＺ方向に移動させる構成が採用されてもよい。これらの構成であっても、ノズルユニット６０とテーブル２１０との相対的な位置関係が変更可能である。
【００２２】
図２は、フラットスクリュー４０の下面４８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、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４８には、溝部４２が設けられている。以下、下面４８を、「溝形成面４８」とも呼ぶ。
【００２３】
フラットスクリュー４０の溝形成面４８の中央部４６は、溝部４２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４６は、図１に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。第１実施形態では、中央部４６は、中心軸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、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面４８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凸条部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。この材料流入口４４は、材料供給部２０の連通路２２を介して供給された材料ＭＲを受け入れる部分である。
【００２６】
図２には、３つの溝部４２と、３つの凸条部４３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４２や凸条部４３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の数に合わせて任意の数の凸条部４３が設けられてもよい。
【００２７】
図２には、材料流入口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に設けられる材料流入口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、材料流入口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、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。スクリュー対面部５０の上面５２は、上述したように、フラットスクリュー４０の溝形成面４８に対向する。以下、この上面５２を、「スクリュー対向面５２」とも呼ぶ。スクリュー対向面５２の中心には、造形材料をノズルユニット６０に供給するための上述した連通孔５６が形成されている。
【００２９】
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。複数の案内溝５４は、フラットスクリュー４０の中央部４６に流入した造形材料を連通孔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、ヒーター５８が埋め込まれている。材料溶融部３０における材料ＭＲ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。
【００３０】
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ＭＲが、溝部４２に誘導されて、溝部４２内において加熱されながら中央部４６に向かって移動する。材料ＭＲは、中央部４６に近づくほど、溶融し、流動性が高まっていき、造形材料へと転化する。中央部４６に集められた造形材料は、中央部４６で生じる内圧により連通孔５６から供給流路６５に流出し、ノズルユニット６０へと導かれる。
【００３１】
図４および図５は、ノズルユニット６０のＸＺ平面に沿った断面図である。図６は、ノズルユニット６０のＹＺ平面に沿った断面図である。図７は、ノズルユニット６０の外観斜視図である。ノズルユニット６０は、三次元造形装置１００に固定された円筒状の固定部材７１と、固定部材７１の中心を貫く貫通孔７２内に配置された流量調節機構７３と、固定部材７１の外周を囲むように配置された円筒状の回転体７０と、供給流路６５に接続され、供給流路６５中の造形材料を吸引する吸引部８５と、を備える。
【００３２】
図４〜６に示すように、固定部材７１の上部には、第１開口部７４が設けられており、この第１開口部７４には、供給流路６５が接続される。第１開口部７４は、固定部材７１内の貫通孔７２に連通している。固定部材７１の下部には、第２開口部７５が設けられている。この第２開口部７５は、固定部材７１内の貫通孔７２に連通している。第１開口部７４、貫通孔７２、および第２開口部７５は、供給流路６５の一部を構成する。第１開口部７４と第２開口部７５とは、貫通孔７２の中心軸ＡＸ１に沿った方向において、離間している。
【００３３】
流量調節機構７３は、円柱状の弁部材である。流量調節機構７３は、図４および図５に示すように、円柱状の外周の一部が半月状に切り欠かれることにより形成された凹部７６を有する。図６に示すように、凹部７６は、流量調節機構７３において、第１開口部７４から第２開口部７５に至る長さに相当する部分に形成されている。流量調節機構７３は、一端部が、図１に示す第１駆動部８０に接続されている。第１駆動部８０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１０１からの指示に応じて、流量調節機構７３を、その中心軸ＡＸ２を中心に回転させる。流量調節機構７３は、制御部１０１からの指示により、第１駆動部８０によって固定部材７１の貫通孔７２内を回転させられることにより、第２開口部７５を閉塞させたり、第１開口部７４から第２開口部７５に流れる造形材料の量を調整したりする。具体的には、図４に示すように凹部７６が上方に位置するように流量調節機構７３が回転すると、第２開口部７５が閉塞され、これにより、造形材料が第１開口部７４から第２開口部７５に流通することが規制される。また、図５に示すように凹部７６が＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向を向くように流量調節機構７３が回転すると、第１開口部７４から第２開口部７５に最大の流量で造形材料が流通する。つまり、本実施形態における流量調節機構７３は、バタフライバルブとして構成されている。
【００３４】
回転体７０は、内部に固定部材７１および流量調節機構７３が配置される筒状の部材である。回転体７０は、図１に示す第２駆動部８１に接続されている。第２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１０１からの指示に応じて、回転体７０を、その回転軸ＡＸ３を中心に回転させる。本実施形態において、貫通孔７２の中心軸ＡＸ１と、流量調節機構７３の中心軸ＡＸ２と、回転体７０の回転軸ＡＸ３とは一致している。回転体７０の固定部材７１の外周に対する嵌め合い公差は、例えば、精転合あるいは滑合であり、回転体７０は、固定部材７１の外周を摺動するように回転する。
【００３５】
回転体７０は、第１ノズル６１と第２ノズル６２とをその外周において異なる位置に備えている。本実施形態では、第１ノズル６１のノズル孔の形状と第２ノズル６２のノズル孔の形状とは、共に円形であり、第１ノズル６１のノズル径Ｒ１は第２ノズル６２のノズル径Ｒ２よりも小さい。回転体７０の回転軸ＡＸ３に沿って第１ノズル６１と第２ノズル６２とを見た場合、第１ノズル６１の内部流路と第２ノズル６２の内部流路とは、回転体７０の外周に向かうほど互いに離間する。制御部１０１は、第２駆動部８１を用いて回転体７０の回転を制御することにより、回転体７０の回転状態を第１状態と第２状態とに切り替える。第１状態とは、供給流路６５と第１ノズル６１とが連通し、かつ、供給流路６５と第２ノズル６２とが遮断された状態である。第２状態は、供給流路６５と第２ノズル６２とが連通し、かつ、供給流路６５と第１ノズル６１とが遮断された状態である。図４に示した状態は、これらの状態のどちらにも当てはまらない状態であり、図５に示した状態は、第１状態である。本実施形態では、第１ノズル６１と第２ノズル６２とが、回転体７０の外周の異なる位置に設けられているので、回転体７０の回転状態が、第１状態または第２状態になった場合には、供給流路６５から遮断されたノズルは、供給流路６５に連通したノズルよりも、テーブル２１０から離れた位置に移動する。そのため、第１状態では、第２ノズル６２が第１ノズル６１よりもテーブル２１０から離れた位置になり、第２状態では、第１ノズル６１が前記第２ノズル６２よりもテーブル２１０から離れた位置になる。供給流路６５から第１ノズル６１または第２ノズル６２に供給される造形材料の流量は、供給流路６５としての貫通孔７２に設けられた流量調節機構７３の回転状態により調節される。
【００３６】
図６に示すように、吸引部８５は、供給流路６５において、流量調節機構７３よりも下流側に接続されている。吸引部８５は、吸引流路８６とピストン８７とを有する。吸引部８５のことを、プランジャーともいう。本実施形態において、吸引流路８６は、第２開口部７５に連通している。ピストン８７は、吸引流路８６内に配置されている。ピストン８７は、図１に示す第３駆動部８２に接続されている。第３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おり、ピストン８７を吸引流路８６内において並進運動させる。制御部１０１は、第３駆動部８２を用いてピストン８７の並進運動を制御することにより、第１ノズル６１あるいは第２ノズル６２よりも上流側の流路である第２開口部７５から、造形材料を吸引したり、第２開口部７５へ造形材料を供給したりする。制御部１０１は、第１ノズル６１または第２ノズル６２が第２開口部７５に連通した状態において、造形材料を吸引部８５を用いて吸引すると、これらのノズルから吐出されている造形材料がノズル内に引き込まれて、造形材料の尾切りを行うことができる。また、一旦、吸引部８５に引き込まれた造形材料を吸引部８５から第２開口部７５へ供給することにより、材料溶融部３０から造形材料が供給されるよりも早く、吸引部８５から第１ノズル６１または第２ノズル６２に造形材料を供給することができる。
【００３７】
図７に示すように、本実施形態では、回転体７０の外周部の一部を貫くように切り欠き部７７が設けられている。供給流路６５は、この切り欠き部７７を通じて、回転体７０の内部の固定部材７１に接続される。つまり、回転体７０は、回転体７０の外周部の一部であって、供給流路６５が回転体７０内に導入される部分に切り欠き部７７を有する。切り欠き部７７は、供給流路６５の固定部材７１への接続部分よりも周方向において大きく切り欠かれている。この切り欠き部７７の開口範囲によって、回転体７０の回転可能範囲が規定される。つまり、回転体７０は、切り欠き部７７によって切り欠かれた範囲において、固定部材７１に対して回転可能である。図６に示すように、本実施形態では、回転体７０の回転軸ＡＸ３に沿った方向において、切り欠き部７７と、第１ノズル６１および第２ノズル６２は離間している。そのため、第１ノズル６１または第２ノズル６２に向かう造形材料が、回転体７０の切り欠き部７７から漏れることを抑制できる。
【００３８】
図８は、三次元造形物の製造方法を実現する処理の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１０１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。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１０１は、ステップＳ１２０にて、ノズルユニット６０に対する造形材料の供給を開始する。具体的には、材料溶融部３０によって材料を溶融させて造形材料とし、その造形材料を供給流路６５に流通させる。
【００３９】
制御部１０１は、ステップＳ１３０にて、流量調節機構７３により、供給流路６５中の造形材料の流量を調節する。本実施形態では、制御部１０１は、ノズルユニット６０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する。例えば、三次元造形物を構成する直線部分については、制御部１０１は、流量調節機構７３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、流量調節機構７３を制御して造形材料の流量を少なくする。こうすることで、吐出された造形材料の線幅を均一化できる。
【００４０】
制御部１０１は、ステップＳ１４０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１０１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。
【００４１】
ステップＳ１４０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１０１は、ステップＳ１５０にて、回転体７０を制御することによって、ノズル径の小さい第１ノズル６１から造形材料を吐出する第１状態で三次元造形物を造形する。一方、ステップＳ１４０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１０１は、ステップＳ１６０にて、回転体７０を制御することによって、ノズル径の大きい第２ノズル６２から造形材料を吐出する第２状態で三次元造形物を造形する。つまり、制御部１０１は、造形する三次元造形物の部位に応じて、回転体７０の回転状態を第１状態または第２状態に切替えて、造形を行う。
【００４２】
ステップＳ１５０またはステップＳ１６０の後、制御部１０１は、ステップＳ１７０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１０１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Ｓ１７０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１０１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１０１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１０１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１０１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１０１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Ｓ１７０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１０１は、この処理を終了する。尚、上述した造形処理中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１０１は、吸引部８５によって造形材料を吸引流路８６内に吸引させる。造形材料を吸引流路８６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、ノズルユニット６０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。
【００４３】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００によれば、第１ノズル６１と第２ノズル６２とが回転体７０に備えられており、回転体７０を回転させることで、第１ノズル６１から造形材料が吐出される第１状態では、第２ノズル６２が第１ノズル６１よりもテーブル２１０から離れた位置になり、第２ノズル６２から造形材料が吐出される第２状態では、第１ノズル６１が第２ノズル６２よりもテーブル２１０から離れた位置になる。そのため、一方のノズルを使用中に他方の未使用ノズルをテーブル２１０から離れた位置に退避させることができる。この結果、未使用ノズルの造形物への干渉を抑制できる。
【００４４】
また、本実施形態では、回転体７０は、切り欠き部７７を備えており、回転体７０の回転軸ＡＸ３に沿った方向において、切り欠き部７７と、第１ノズル６１および第２ノズル６２とが離間している。そのため、切り欠き部７７から造形材料が漏れることを抑制できる。
【００４５】
また、本実施形態では、第１ノズル６１のノズル径は第２ノズル６２のノズル径よりも小さいので、第１ノズル６１と第２ノズル６２とで異なる太さの造形材料を吐出することができる。そして、本実施形態では、三次元造形物の外観領域を形成する場合に、回転体７０の回転状態を第１状態に切り替えて第１ノズル６１から造形材料を吐出し、三次元造形物の内部領域を形成する場合に、回転体７０の回転状態を前記第２状態に切り替えて第２ノズル６２から造形材料を吐出する。そのため、三次元造形物の造形精度と造形速度とを向上させることができる。
【００４６】
また、本実施形態の三次元造形装置１００は、供給流路６５において、流量調節機構７３よりも下流側に、吸引部８５が接続されている。そのため、ノズルユニット６０から造形材料を吸引することによって、造形材料の吐出を一時的に停止させることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、材料溶融部３０がフラットスクリュー４０によって構成されているので、三次元造形装置１００の小型化を図ることができる。
【００４８】
ここで、上述した三次元造形装置１００において用いられる三次元造形物の材料について説明する。三次元造形装置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三次元造形物を造形することができる。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。
【００４９】
主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、材料溶融部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。
【００５０】
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
【００５１】
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、材料溶融部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。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は、ノズルユニット６０から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００５２】
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ユニット６０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、ノズルユニット６０からの吐出時には約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吐出するために、ノズルユニット６０の周囲にはヒーターが設けられてもよい。
【００５３】
三次元造形装置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、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、材料ＭＲとして材料溶融部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
＜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
【００５４】
三次元造形装置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は焼結によって硬化されてもよい。
【００５５】
材料供給部２０に材料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、材料溶融部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。
【００５６】
材料供給部２０に材料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
【００５７】
その他に、材料供給部２０に材料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。
【００５８】
Ｂ．第２実施形態：
上記第１実施形態では、第１ノズル６１のノズル孔の形状と第２ノズル６２のノズル孔の形状とは、それぞれ円形である。これに対して、第１ノズル６１のノズル孔と第２ノズル６２のノズル孔とは、異なる形状であってもよい。
【００５９】
図９は、第２実施形態における第１ノズル６１と第２ノズル６２のそれぞれのノズル孔の形状を示す図である。図９には、下方側から各ノズルを見た様子を簡易的に示している。本実施形態では、第１ノズル６１のノズル孔の形状は円形であり、第２ノズル６２のノズル孔の形状は四角形である。そのため、第１ノズル６１と第２ノズル６２とで異なる断面形状の造形材料を吐出することができる。また、ノズル孔の形状が四角形であれば、積層される造形材料同士の隙間を小さくすることができる。そのため、例えば、造形物の外観形状を円形状の第１ノズル６１を用いて造形し、内部形状を四角形状の第２ノズル６２を用いて造形することで、造形物の体積変化を抑制することができる。
【００６０】
Ｃ．第３実施形態：
図１０〜図１２は、第３実施形態におけるノズルユニット６０Ａの概略構成を示す図である。本実施形態において、ノズルユニット６０Ａは、鉛直方向に沿って供給流路６５が内部に形成された円形の固定部材７１Ａの外周に回転体７０Ａが配置されている。固定部材７１Ａよりも上流側の供給流路６５には、流量調節機構７３が設けられている。回転体７０Ａの周囲の一部には、ギア８９が形成されており、そのギア８９に、回転体７０Ａを回転させるラックアンドピニオン機構９０のラック９１が係合する。ピニオンギア９２は、図１に示した第２駆動部８１を構成するステッピングモーターに取り付けられる。回転体７０Ａには、その外周の異なる位置に第１ノズル６１Ａおよび第２ノズル６２Ａが設けられている。このような構成であっても、回転体７０Ａの外周の異なる位置に第１ノズル６１Ａおよび第２ノズル６２Ａが設けられているので、これらのノズルのうちの未使用ノズルが造形物に干渉することを抑制できる。
【００６１】
Ｄ．第４実施形態：
図１３は、第４実施形態におけるノズルユニット６０Ｂの概略構成を示す図である。図１４は、第４実施形態における第１ノズル６１Ｂと第２ノズル６２Ｂのそれぞれのノズル孔の形状を示す図である。図１４には、下方側から各ノズルを見た様子を簡易的に示している。本実施形態のノズルユニット６０Ｂは、第３実施形態のノズルユニット６０Ａと、ノズルの形状が異なる。図１３および図１４に示すように、本実施形態では、第１ノズル６１Ｂおよび第２ノズル６２Ｂの形状は、それぞれ、回転体７０Ｂの周方向において幅が連続的に変化する形状である。図１４に示した例では、第１ノズル６１Ｂおよび第２ノズル６２Ｂとも、第１ノズル６１Ｂから第２ノズル６２Ｂに向かう方向において、幅が漸増しており、第２ノズル６２Ｂの方が第１ノズル６１Ｂよりも、幅が増加する割合が大きい。このようなノズル孔の形状であれば、回転体７０Ｂの回転状態を制御することにより、回転体７０Ｂにおける供給流路６５の出口とノズル孔との重なり状態に応じて、各ノズル孔から吐出される造形材料の量を調節することができる。なお、第１ノズル６１Ｂおよび第２ノズル６２Ｂの形状は、両方が図１３および図１４に示した形状でなくてもよく、一方は、円形や四角形などの他の形状であってもよい。
【００６２】
Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ−１）上記実施形態の三次元造形装置１００は、吸引部８５を備えていなくてもよい。このような構成であっても、流量調節機構７３を制御することによって、造形材料の吐出と停止を制御することが可能である。
【００６３】
（Ｅ−２）上記実施形態において、第１ノズル６１のノズル径と第２ノズル６２のノズル径とは、同じ径であってもよい。こうすることにより、一方のノズルが詰まった場合であっても、他方のノズルを用いることにより、造形物の造形を継続させることができる。
【００６４】
（Ｅ−３）三次元造形装置１００は、フラットスクリュー４０によって材料を可塑化するものに限られない。例えば、三次元造形装置１００は、フラットスクリュー４０ではなく、インラインスクリューを回転させることによって材料を可塑化するものであってもよい。
【００６５】
（Ｅ−４）上記実施形態では、三次元造形装置１００は、２つのノズルを備えている。これに対して、三次元造形装置１００は、３以上のノズルを回転体７０の外周に備えていてもよい。
【００６６】
（Ｅ−５）上記実施形態では、流量調節機構７３を用いて、材料溶融部３０からノズルユニット６０への造形材料の供給を遮断することで、ノズルユニット６０からの造形材料の吐出を停止させることができる。これに対して、回転体７０の回転位置を、図４や図１０に示す位置にして、供給流路６５が第１ノズル６１および第２ノズル６２のどちらとも連通しない状態にすることによって、造形材料の吐出を停止させてもよい。また、流量調節機構７３と回転体７０の両方を用いて、造形材料の吐出を停止させることとしてもよい。
【００６７】
Ｆ．他の形態：
本開示は、上述の各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によって実現することができる。例えば、本開示は以下の形態として実現可能である。以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する上記の各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おいて必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００６８】
（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、材料を溶融させて造形材料とする材料溶融部と、前記造形材料が流通する供給流路と、回転軸を中心に回転可能であり、前記供給流路と連通可能な第１ノズルと前記供給流路と連通可能な第２ノズルとを有する回転体と、前記供給流路に設けられ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルに供給する前記造形材料の流量を調節する流量調節機構と、前記流量調節機構及び前記回転体を制御して、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルから前記造形材料をテーブルに向かって吐出させて三次元造形物を造形する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転体の回転を制御して、前記供給流路と前記第１ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第２ノズルとが遮断された第１状態と、前記供給流路と前記第２ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第１ノズルとが遮断された第２状態と、に切り替え、前記第１状態では、前記第２ノズルが前記第１ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にあり、前記第２状態では、前記第１ノズルが前記第２ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にある。
このような形態によれば、供給流路と第１ノズルとが連通した第１状態では、第２ノズルが第１ノズルよりもテーブルから離れた位置になり、供給流路と第２ノズルとが連通した第２状態では、第１ノズルが第２ノズルよりもテーブルから離れた位置になるので、一方のノズルを使用中に他方の未使用ノズルをテーブルから離れた位置に退避させることができる。そのため、未使用ノズルの造形物への干渉を抑制できる。
【００６９】
（２）上記形態の三次元造形装置において、前記回転体は、前記回転体の外周部の一部であって、前記供給流路が前記回転体内に導入される部分に、前記回転体の回転可能範囲を規定する切り欠き部を備え、前記回転軸に沿った方向において、前記切り欠き部と、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルとが離間していてもよい。このような形態によれば、回転体の回転可能範囲を規定する切り欠き部と、各ノズルとが、回転体の回転軸に沿った方向において離間しているので、切り欠き部から造形材料が漏れることを抑制できる。
【００７０】
（３）上記形態の三次元造形装置において、前記第１ノズルのノズル径は前記第２ノズルのノズル径よりも小さくてもよい。このような形態によれば、第１ノズルと第２ノズルとで異なる太さの造形材料を吐出することができる。
【００７１】
（４）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記三次元造形物の外観領域を形成する場合に、前記回転体の回転状態を前記第１状態に切り替え、前記三次元造形物の内部領域を形成する場合に、前記回転体の回転状態を前記第２状態に切り替えてもよい。このような形態によれば、ノズル径の小さい第１ノズルを用いて三次元造形物の外観領域を形成し、ノズル径の大きい第２ノズルを用いて三次元造形装置の内部領域を形成することができるので、三次元造形物の造形精度と造形速度とを向上させることができる。
【００７２】
（５）上記形態の三次元造形装置において、前記第１ノズルのノズル孔と前記第２ノズルのノズル孔との形状が異なってもよい。このような形態によれば、第１ノズルと第２ノズルとで異なる断面形状の造形材料を吐出することができる。
【００７３】
（６）上記形態の三次元造形装置において、前記第１ノズルのノズル孔の形状、および、前記第２ノズルのノズル孔の形状、の少なくとも一方は、前記回転体の周方向において幅が連続的に変化する形状でもよい。このような形態によれば、ノズル孔と供給流路との重なり状態に応じてノズル孔から吐出する造形材料の太さを調整することができる。
【００７４】
（７）上記形態の三次元造形装置は、前記供給流路において、前記流量調節機構よりも下流側に接続され、前記供給流路中の前記造形材料を吸引する吸引部を備えてもよい。このような形態によれば、吸引部によって供給流路中の造形材料を吸引することによって、ノズルからの造形材料の吐出を一時的に停止させることができる。
【００７５】
（８）上記形態の三次元造形装置においては、前記材料溶融部は、溝部が形成された溝形成面を有するフラットスクリューと、前記フラットスクリューの前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に連通孔が形成され、ヒーターを有するバレルと、を備え、前記材料溶融部は、前記フラットスクリューの回転と前記ヒーターによる加熱とにより前記材料の少なくとも一部を溶融させて前記造形材料を生成し、前記連通孔から前記供給流路に前記造形材料を流出させてもよい。このような形態であれば、三次元造形装置を小型化することができる。
【００７６】
（９）本開示の第２の形態によれば、三次元造形物の製造方法が提供される。この製造方法では、材料溶融部によって材料を溶融させて造形材料とし、前記造形材料を供給流路に流通させ、回転軸を中心に回転可能であり前記供給流路と連通可能な第１ノズルと前記供給流路と連通可能な第２ノズルとを有する回転体と、前記供給流路に設けられ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルに供給する前記造形材料の流量を調節する流量調節機構と、を制御して、前記供給流路と前記第１ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第２ノズルとが遮断された第１状態と、前記供給流路と前記第２ノズルとが連通し、かつ、前記供給流路と前記第１ノズルとが遮断された第２状態と、に前記回転体の回転状態を切り替えつつ、前記第１ノズルまたは前記第２ノズルから前記造形材料をテーブルに向かって吐出させて三次元造形物を造形し、前記第１状態では、前記第２ノズルが前記第１ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にあり、前記第２状態では、前記第１ノズルが前記第２ノズルよりも前記テーブルから離れた位置にある。
このような形態によれば、供給流路と第１ノズルとが連通した第１状態では、第２ノズルが第１ノズルよりもテーブルから離れた位置になり、供給流路と第２ノズルとが連通した第２状態では、第１ノズルが第２ノズルよりもテーブルから離れた位置になるので、一方のノズルを使用中に他方の未使用ノズルをテーブルから離れた位置に退避させることができる。そのため、未使用ノズルの造形物への干渉を抑制できる。
【００７７】
本開示は、上述した三次元造形装置や三次元造形物の製造方法に限らず、種々の態様で実現可能である。例えば、三次元造形装置の制御方法や、三次元造形物を造形するためのコンピュータープログラム、コンピュータープログラムを記録した一時的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００７８】
２０…材料供給部、２２…連通路、３０…材料溶融部、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、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、６０，６０Ａ，６０Ｂ…ノズルユニット、６１，６１Ａ，６１Ｂ…第１ノズル、６２，６２Ａ，６２Ｂ…第２ノズル、６５…供給流路、７０…回転体、７０Ａ…回転体、７０Ｂ…回転体、７１，７１Ａ…固定部材、７２…貫通孔、７３…流量調節機構、７４…第１開口部、７５…第２開口部、７６…凹部、７７…切り欠き部、８０…第１駆動部、８１…第２駆動部、８２…第３駆動部、８５…吸引部、８６…吸引流路、８７…ピストン、８９…ギア、９０…ラックアンドピニオン機構、９１…ラック、９２…ピニオンギア、１００…三次元造形装置、１０１…制御部、１１０…造形部、２１０…テーブル、２１１…上面、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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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