(57)【要約】【課題】材料排出部材の移送路内に存在する水分等の液体成分に起因した不具合を抑制することを課題とする。【解決手段】三次元造形物を造形する際に用いる材料４を導入部１１６ａに導入し、移送路１１６内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部１１１から排出する材料排出部材を備えた三次元造形装置において、前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分内の気体を前記移送路の外部へ排出させる気流を該移送路部分内に発生させる気流発生手段１４１，１４２を有することを特徴とする。【選択図】図１０
2018108714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形物を造形する際に用いる材料を導入部に導入し、移送路内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部から排出する材料排出部材を備えた三次元造形装置において、
前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分内の気体を前記移送路の外部へ排出させる気流を該移送路部分内に発生させる気流発生手段を有することを特徴と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において、
前記気流発生手段は、前記移送路部分内で材料移送方向下流側から上流側に向かう気流を発生させることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元造形装置において、
前記気流発生手段は、前記移送路部分のうち、前記気流を発生させない状態で該移送路部分に存在する液体成分が気化する温度以上となる部位から、前記気流を発生させることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項４】
請求項２に記載の三次元造形装置において、
前記気流発生手段は、前記移送路部分のうち、前記気流を発生させた状態で該移送路部分に存在する液体成分が気化する温度以上となる部位から、前記気流を発生させることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記気流発生手段は、前記移送路の外部気体の水分含量よりも少ない水分含量の気体を前記移送路部分内に送り込むことにより前記気流を発生させることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項６】
請求項５に記載の三次元造形装置において、
前記気流発生手段は、前記移送路の外部気体から水分を水分除去手段により除去した気体を該移送路内に送り込むことを特徴とする三次元造形装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記移送路部分の内壁には螺旋状の溝部が形成されていることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記気流発生手段は、前記移送路部分の外壁に形成された開口部を通じて、前記移送路の外部を流れる気流を該移送路部分内に取り込むことにより、前記気流を発生させるものであり、
前記移送路の外壁には、該移送路の外部を流れる気流を前記開口部に向けて案内する導風部材が設けられていることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記気流発生手段は、前記移送路部分の外壁を形成する通気性部材を通じて、前記移送路の外部を流れる気流を該移送路部分内に取り込むことにより、前記気流を発生させることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項１０】
三次元造形物を造形する際に用いる材料を導入部に導入し、移送路内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部から排出する材料排出部材を備えた三次元造形装置において、
前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分に存在する液体成分を前記移送路の外部へ排出する液体成分排出手段を有することを特徴とする三次元造形装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の三次元造形装置において、
前記液体成分排出手段は、前記移送路部分の内壁を伝って流れる液体を、前記移送路の外壁に形成した開口部から該移送路の外部へ流出させるものであることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項１２】
三次元造形物を造形する際に用いる材料を導入部に導入し、移送路内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部から排出する材料排出部材において、
前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分には、前記導入部とは別に、該移送路部分内に気流を生じさせるための気流導入口又は気流排出口が形成されていることを特徴とする材料排出部材。
【請求項１３】
三次元造形物を造形する際に用いる材料を導入部に導入し、移送路内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部から排出する材料排出部材において、
前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分には、該移送路部分の内壁を伝って流れる液体を該移送路の外部へ流出させるための開口部が形成されていることを特徴とする材料排出部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置及び材料排出部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元造形物を造形する際に用いる樹脂等の材料を材料排出部材の導入部に導入し、材料排出部材の移送路内を通じて移送された当該材料を材料排出部材の加熱部で加熱した後に材料排出部材の排出部から排出して三次元造形物を造形する三次元造形装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、押出しヘッド（材料排出部材）の出口ノズル（排出部）において熱可塑性材料を加熱しながら押し出して三次元造形物を造形する熱溶解積層法（ＦＤＭ）による三次元造形装置が開示されている。この三次元造形装置では、熱可塑性材料を押し出しながら押出しヘッドを水平面に沿って二次元方向へ移動することで、プラットホーム上に層状の造形構造物を順次積層し、最終的に三次元造形物を造形する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の三次元造形装置には、材料排出部材の移送路内における加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分で、大気中の水分あるいは材料に含有されている水分が凝縮し、その凝縮水に起因して、造形品質の悪化、移送路内の材料詰まりなどの不具合を引き起こすという課題があった。なお、この課題は、水分以外の液体成分が当該移送路部分に存在することによっても同様に生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、三次元造形物を造形する際に用いる材料を導入部に導入し、移送路内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部から排出する材料排出部材を備えた三次元造形装置において、前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分内の気体を前記移送路の外部へ排出させる気流を該移送路部分内に発生させる気流発生手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、材料排出部材の移送路内に存在する水分等の液体成分に起因した不具合を抑制できるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態における三次元造形装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同三次元造形装置の詳細を模式的に示す説明図である。
【図３】同三次元造形装置の内部に設けられるチャンバーの外観を示す斜視図である。
【図４】同三次元造形装置の前方部分を切断して除外した状態の斜視図である。
【図５】同三次元造形装置の制御ブロック図である。
【図６】同三次元造形装置における予熱処理及び造形処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】同三次元造形装置における造形ヘッドの先端部分を模式的に示す斜視図である。
【図８】１つのノズルに対応する造形ヘッドの部分断面図である。
【図９】同造形ヘッドの移送管内に凝縮水が発生する様子を示す説明図である。
【図１０】実施形態における水分排出部の構成を模式的に示すとともに、移送管の内部温度の分布を示すグラフを並記した説明図である。
【図１１】空気導入口が形成された移送管を模式的に示した平面図である。
【図１２】移送管の内壁面に螺旋状の溝部を形成した例を示す模式図である。
【図１３】実施形態における水分排出部の他の構成を模式的に示す説明図である。
【図１４】同構成において、空気導入口が形成された移送管を模式的に示した平面図である。
【図１５】変形例１における水分排出部の構成を示す模式図である。
【図１６】変形例２における水分排出部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【０００９】
［全体説明］
図１は、本実施形態における三次元造形装置１の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の三次元造形装置１は、主に、材料供給部１００、三次元造形部２００、駆動部３００、制御部４００から構成される。三次元造形装置１においては、制御部４００の制御の下、駆動部３００により各部を駆動し、材料供給部１００から供給される材料を用いて三次元造形部２００で三次元造形物を造形する。
【００１０】
［材料供給部］
材料供給部１００は、少なくとも、材料排出部材としての造形ヘッド１１０と、造形ヘッド１１０に造形材料であるフィラメントを供給するフィラメント供給部１２０とを備えている。フィラメントは、細長いワイヤー形状の固体であり、巻き回された状態で三次元造形装置１にセットされており、フィラメント供給部１２０により造形ヘッド１１０上のノズル１１１へ供給される。フィラメント供給部１２０により供給されたフィラメントは、造形ヘッド１１０で加熱溶融され、固体状態のフィラメントが後方より挿入されることにより溶融状態のフィラメントがノズル１１１から押し出される。
【００１１】
なお、造形ヘッド１１０上のノズル１１１から押し出される材料には、三次元造形物を構成する造形材料ではなく、三次元造形物を構成しないサポート材も含まれる。このサポート材は、通常、三次元造形物を構成する造形材料（フィラメント）とは異なる材料で形成され、最終的にはフィラメントで形成された三次元造形物から除去される。このサポート材も、造形ヘッド１１０で加熱溶融され、固体状態のサポート材のフィラメントが後方より挿入されることにより溶融状態のサポート材がノズル１１１から押し出される。
【００１２】
［三次元造形部］
三次元造形部２００は、少なくとも、載置部２１０、チャンバー２２０、加熱部２３０から構成される。三次元造形部２００におけるチャンバー２２０の内部は、三次元造形物を造形するための処理空間となっている。材料供給部１００における造形ヘッド１１０から押し出される溶融状態のフィラメントは、加熱部２３０によって加熱されたチャンバー２２０の内部で、載置部２１０のステージ上に供給され、層状に順次積層される。
【００１３】
［駆動部］
駆動部３００は、少なくとも、Ｘ軸駆動機構３１０、Ｙ軸駆動機構３２０、Ｚ軸駆動機構３３０から構成される。駆動部３００は、これらの駆動機構３１０，３２０，３３０により、材料供給部１００の造形ヘッド１１０と、三次元造形部２００における載置部２１０のステージとを相対的に移動させる。これにより、材料供給部１００の造形ヘッド１１０から押し出されるフィラメントをステージ上の目標位置へ供給する。
【００１４】
［その他の機能部］
本実施形態の三次元造形装置１は、材料供給部１００、三次元造形部２００、駆動部３００、制御部４００から構成されているが、他の機能部も適宜追加される。
【００１５】
［三次元造形装置の詳細］
次に、本実施形態における三次元造形装置１の詳細について説明する。
図２は、本実施形態における三次元造形装置１の詳細を模式的に示す説明図である。
図３は、本実施形態における三次元造形装置１の内部に設けられるチャンバーの外観を示す斜視図である。
図４は、本実施形態における三次元造形装置１の前方部分を切断して除外した状態の斜視図である。
【００１６】
三次元造形装置１は、本体フレーム２の内部に三次元造形用チャンバー（以下「チャンバー」という。）２２０を備えている。チャンバー２２０の内部には、載置部２１０のステージ２１１が設けられている。本実施形態では、このステージ２１１上に造形プレート２１２を保持させ、その造形プレート２１２上に三次元造形物を造形する。
【００１７】
チャンバー２２０内の処理空間を囲っている壁部は、その大部分又はその全部が断熱機能を有する断熱壁で構成されている。具体的には、チャンバー２２０の天井壁部は、後述するように、複数のスライド断熱部材２２１，２２２によって構成された断熱壁である。また、チャンバー２２０の側壁部２２３、すなわち、装置左右方向（図３及び図４中の左右方向＝Ｘ軸方向）の両壁部は、ガラスウール等を内包した断熱材を内側板と外側板の間に挟み込んだ構造をもつ断熱壁である。また、チャンバー２２０の底壁部２２４も、ガラスウール等を内包した断熱材を内側板と外側板の間に挟み込んだ構造をもつ断熱壁である。また、チャンバー２２０の後壁部及び前壁部２２５も、ガラスウール等を内包した断熱材を内側板と外側板の間に挟み込んだ構造をもつ断熱壁である。
【００１８】
本実施形態において、チャンバー２２０の前壁部２２５には、図３に示すように、開閉扉２２６が設けられている。この開閉扉２２６は、前壁部２２５と同様に断熱壁を構成するものであり、十分な断熱機能を発揮する構成となっている。また、チャンバー２２０の前壁部２２５には、図３に示すように、窓２２７が設けられている。この窓２２７は、空気層を挟み込んだ２重ガラス構造であり、前壁部２２５と同様に断熱壁を構成するものである。
【００１９】
チャンバー２２０の内部におけるステージ２１１の上方には、材料供給部１００の造形ヘッド１１０が設けられている。造形ヘッド１１０は、その下方にフィラメントを押し出すノズル１１１を有する。本実施形態では、造形ヘッド１１０上に４つのノズル１１１が設けられているが、ノズル１１１の数は任意である。また、造形ヘッド１１０には、各ノズル１１１に供給されるフィラメントを加熱するヘッド加熱部１１２が設けられている。また、造形ヘッド１１０には、ヘッド加熱部１１２に対してノズル１１１の反対側、すなわち、ヘッド加熱部１１２に対してフィラメントの移送方向上流側を冷却するヘッド冷却部１１３が設けられている。
【００２０】
フィラメントは、ノズル１１１ごとに異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。本実施形態においては、フィラメント供給部１２０により供給されるフィラメントをヘッド加熱部１１２で加熱して溶融あるいは軟化させ、溶融状態のフィラメントを所定のノズル１１１から押し出すことにより、ステージ２１１上に保持された造形プレート２１２上に層状の造形構造物を順次積層して、三次元造形物を造形する。なお、造形ヘッド１１０上のノズル１１１には、造形材料のフィラメントではなく、三次元造形物を構成しないサポート材が供給される場合がある。
【００２１】
造形ヘッド１１０は、装置左右方向（図３及び図４中の左右方向＝Ｘ軸方向）に延びるＸ軸駆動機構３１０に対し、連結部材３１１を介して、そのＸ軸駆動機構３１０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。造形ヘッド１１０は、Ｘ軸駆動機構３１０の駆動力により、装置左右方向（Ｘ軸方向）へ移動することができる。造形ヘッド１１０は、ヘッド加熱部１１２によって加熱されて高温になるため、その熱がＸ軸駆動機構３１０に伝わりにくいように、連結部材３１１を低伝熱性のものとするのが好ましい。
【００２２】
Ｘ軸駆動機構３１０の両端は、それぞれ、装置前後方向（図３及び図４中の前後方向＝Ｙ軸方向）に延びるＹ軸駆動機構３２０に対し、そのＹ軸駆動機構３２０の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動機構３１０がＹ軸駆動機構３２０の駆動力によってＹ軸方向に沿って移動することにより、造形ヘッド１１０はＹ軸方向に沿って移動することができる。
【００２３】
本実施形態において、チャンバー２２０の底壁部２２４は、本体フレーム２に固定された、装置上下方向（図３及び図４中の上下方向＝Ｚ軸方向）に延びるＺ軸駆動機構３３０に対し、そのＺ軸駆動機構３３０の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。チャンバー２２０の底壁部２２４は、Ｚ軸駆動機構３３０の駆動力により、装置上下方向（Ｚ軸方向）へ移動することができる。この底壁部２２４上には、ステージ２１１が固定されているので、Ｚ軸駆動機構３３０の駆動力によりステージ２１１及びこれに保持される造形プレート２１２をＺ軸方向へ移動させることができる。
【００２４】
また、本実施形態においては、チャンバー２２０の内部（処理空間）に、チャンバー２２０内を加熱する加熱部２３０のチャンバー用ヒータ２３１が設けられている。本実施形態においては、熱溶解積層法（ＦＤＭ）で三次元造形物を造形するため、チャンバー２２０内の温度を目標温度に維持した状態で、造形処理を行うことが望ましい。そのため、本実施形態では、造形処理を開始する前に、予めチャンバー２２０内の温度を目標温度まで昇温させる予熱処理を行う。チャンバー用ヒータ２３１は、この予熱処理中には、チャンバー２２０内を目標温度まで昇温させるためにチャンバー２２０内を加熱するとともに、造形処理中には、チャンバー２２０内の温度を目標温度に維持するためにチャンバー２２０内を加熱する。
【００２５】
本実施形態におけるＸ軸駆動機構３１０及びＹ軸駆動機構３２０の駆動対象は造形ヘッド１１０であり、その造形ヘッド１１０の一部（ノズル１１１を含む造形ヘッド１１０の先端部分）がチャンバー２２０内に配置されている。本実施形態では、造形ヘッド１１０をＸ軸方向へ移動させてもチャンバー２２０の内部が外部から遮蔽される構成となっている。具体的には、チャンバー２２０の天井壁部においては、図３及び図４に示すように、Ｙ軸方向に長尺な複数のＸ軸スライド断熱部材２２１がＸ軸方向へ並べて配設された構成となっており、隣接するＸ軸スライド断熱部材２２１間は互いにＸ軸方向へ相対的にスライド移動可能に構成されている。これにより、Ｘ軸駆動機構３１０により造形ヘッド１１０をＸ軸方向へ移動させても、これに応じて複数のＸ軸スライド断熱部材２２１がそれぞれＸ軸方向へスライド移動し、チャンバー２２０内の処理空間上部は常にＸ軸スライド断熱部材２２１によって覆われる。
【００２６】
同様に、チャンバーの天井壁部においては、図３及び図４に示すように、複数のＹ軸スライド断熱部材２２２がＹ軸方向へ並べて配設された構成となっている。隣接するＹ軸スライド断熱部材２２２間は互いにＹ軸方向へ相対的にスライド移動可能に構成されている。これにより、Ｙ軸駆動機構３２０によりＸ軸駆動機構３１０上の造形ヘッド１１０をＹ軸方向へ移動させても、これに応じて複数のＹ軸スライド断熱部材２２２がそれぞれＹ軸方向へスライド移動し、チャンバー２２０内の処理空間上部は常にＹ軸スライド断熱部材２２２によって覆われる。
【００２７】
また、本実施形態におけるＺ軸駆動機構３３０の駆動対象は、チャンバー２２０の底壁部２２４あるいはステージ２１１（もしくは造形プレート２１２）である。本実施形態では、底壁部２２４あるいはステージ２１１をＺ軸方向へ移動させてもチャンバー２２０の内部が外部から遮蔽される構成となっている。
【００２８】
そのほか、本実施形態においては、チャンバー２２０の外部であって三次元造形装置１の内部の空間を冷却させるための装置内冷却装置３、造形ヘッド１１０のノズル１１１をクリーニングするためのノズル清掃部２４０、造形ヘッド１１０のヘッド冷却部１１３を冷却するためのヘッド冷却装置１３０なども設けられている。
【００２９】
図５は、本実施形態の三次元造形装置１の制御ブロック図である。
本実施形態においては、造形ヘッド１１０のＸ軸方向位置を検知するＸ軸ポジション検知機構３１５が設けられている。Ｘ軸ポジション検知機構３１５の検知結果は、制御部４００に送られる。制御部４００は、その検知結果に基づいてＸ軸駆動機構３１０を制御して、造形ヘッド１１０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。
【００３０】
また、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構３１０のＹ軸方向位置（造形ヘッド１１０のＹ軸方向位置）を検知するＹ軸ポジション検知機構３２５が設けられている。Ｙ軸ポジション検知機構３２５の検知結果は、制御部４００に送られる。制御部４００は、その検知結果に基づいてＹ軸駆動機構３２０を制御することにより、Ｘ軸駆動機構３１０上の造形ヘッド１１０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。
【００３１】
また、本実施形態においては、ステージ２１１上に保持される造形プレート２１２のＺ軸方向位置を検知するＺ軸ポジション検知機構３３５が設けられている。Ｚ軸ポジション検知機構３３５の検知結果は、制御部４００に送られる。制御部４００は、その検知結果に基づいてＺ軸駆動機構３３０を制御して、ステージ２１１上の造形プレート２１２を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。
【００３２】
制御部４００は、このようにして造形ヘッド１１０及びステージ２１１の移動制御を行うことにより、チャンバー２２０内における造形ヘッド１１０とステージ２１１上の造形プレート２１２との相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に位置させることができる。
【００３３】
図６は、本実施形態における予熱処理及び造形処理の流れを示すフローチャートである。
本実施形態において、制御部４００は、ユーザーの指示操作等により造形をスタートすると、まず、チャンバー用ヒータ２３１、ヘッド加熱部１１２及びステージ加熱部２３２への通電をＯＮにして、これらを稼働させるとともに、後述する水分排出部１４０も稼働させる（Ｓ１）。また、制御部４００は、Ｚ軸駆動機構３３０を制御して、Ｚ軸駆動機構３３０の駆動力によりステージ２１１を所定の待機位置（例えば最下点）から上昇させる（Ｓ２）。そして、ステージ２１１が予熱用位置に到達したら（Ｓ３のＹｅｓ）、Ｚ軸駆動機構３３０の駆動を停止する（Ｓ４）。
【００３４】
処理空間の温度が目標温度に達したら（Ｓ５のＹｅｓ）、続いて、制御部４００は、造形処理に移行する。本実施形態の三次元造形装置１により造形する三次元造形物の三次元形状データは、本三次元造形装置１に対して有線あるいは無線でデータ通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される。制御部４００は、入力された三次元形状データに基づき、上下方向に分解された多数の層状構造物のデータ（造形用のスライスデータ）を生成する。各層状構造物に対応するスライスデータは、本三次元造形装置１の造形ヘッド１１０から押し出されるフィラメントによって形成される各層状構造物に対応しており、その層状構造物の厚みは、三次元造形装置１の能力に応じて適宜設定される。
【００３５】
造形処理では、まず、制御部４００は、最下層（第一層）のスライスデータに従って、ステージ２１１上に保持されている造形プレート２１２の表面に最下層の層状構造物を作成する（Ｓ６）。具体的には、制御部４００は、最下層（第一層）のスライスデータに基づき、Ｘ軸駆動機構３１０及びＹ軸駆動機構３２０を制御して、造形ヘッド１１０のノズル１１１の先端を目標位置（Ｘ−Ｙ平面上の目標位置）に順次移動させながら、ノズル１１１よりフィラメントの押し出しを行う。これにより、ステージ２１１上の造形プレート２１２の表面には、最下層（第一層）のスライスデータに従った層状構造物が形成される。なお、三次元造形物を構成しないサポート材も一緒に作成する場合があるが、ここでの説明は省略する。
【００３６】
次に、制御部４００は、Ｚ軸駆動機構３３０を制御して、層状構造物の一層分に相当する距離だけステージ２１１を下降させ、そのステージ２１１上の造形プレート２１２を、次の層（第二層）の層状構造物を作成するための位置まで下降させ、位置決めする（Ｓ８）。その後、制御部４００は、第二層のスライスデータに基づき、Ｘ軸駆動機構３１０及びＹ軸駆動機構３２０を制御して、造形ヘッド１１０のノズル１１１の先端を目標位置に順次移動させながら、ノズル１１１よりフィラメントの押し出しを行う。これにより、ステージ２１１の造形プレート２１２上に形成されている最下層の層状構造物上に、第二層のスライスデータに従った層状構造物が形成される（Ｓ６）。
【００３７】
このようにして、制御部４００は、Ｚ軸駆動機構３３０を制御して、ステージ２１１を順次下降させながら、下層から順に各層状構造物を積層させて造形する処理を繰り返す。そして、最上層の層状構造物の作成が終了したら（Ｓ７のＹｅｓ）、入力された三次元形状データに従った三次元造形物が造形プレート２１２上に造形される。
【００３８】
このようにして造形処理が終了したら、制御部４００は、Ｚ軸駆動機構３３０を制御して、ステージ２１１を所定の取出用位置（本実施形態では最下点）まで下降させる（Ｓ９）。この取出用位置は、チャンバー２２０の前壁部２２５に設けられている開閉扉２２６を開けて、ステージ２１１上の三次元造形物をチャンバー２２０の外部へ取り出しやすい位置に設定される。
【００３９】
造形処理終了直後は、まだ、チャンバー２２０内の処理空間が高温であるため、開閉扉２２６を開けて処理空間内の三次元造形物をユーザーがすぐに取り出すことはできない。したがって、ユーザーは、処理空間内の温度が取り出し可能な温度まで低下してから、開閉扉２２６を開けて処理空間内の三次元造形物を造形プレート２１２に固着した状態のまま取り出すことになる。制御部４００は、処理空間内の温度が取り出し可能な温度まで低下するまで開閉扉２２６をロック状態にする冷却期間を設け、処理空間内の温度が取り出し可能な温度まで低下した後に、開閉扉２２６のロック状態を解除することが好ましい。
【００４０】
［造形ヘッドの詳細］
次に、造形ヘッド１１０の構成及び動作について詳しく説明する。
図７は、本実施形態における造形ヘッド１１０の先端部分を模式的に示す斜視図である。
図８は、１つのノズル１１１に対応する造形ヘッド１１０の部分断面図である。
本実施形態の造形ヘッド１１０は、図７に示すように、４つのノズル１１１が２×２で配置されている（なお、図２では、説明の便宜上、４つのノズル１１１が横並びで図示されている。）。４つのノズル１１１は、それぞれ個別のヘッド加熱部１１２に覆われ（囲まれ）ており、制御部４００は各ヘッド加熱部を個別に制御することができる。これにより、ノズル１１１ごとにフィラメント４あるいはサポート材などの材料をヘッド加熱部１１２で個別に加熱することができる。
【００４１】
ヘッド加熱部１１２は、図７に示すように、断熱材料からなる断熱部１１４に取り付けられており、各ヘッド加熱部１１２の間に断熱部１１４の断熱材料が介在している。これにより、加熱処理中のヘッド加熱部１１２の熱が他のヘッド加熱部１１２に伝搬して、他のノズル１１１のフィラメント４が加熱されるのを抑制している。
【００４２】
また、ヘッド加熱部１１２に対してノズル１１１の反対側、すなわち、ヘッド加熱部１１２に対してフィラメント４の移送方向上流側には、ヘッド冷却部１１３が設けられている。ヘッド冷却部１１３は、図７に示すように、アルミニウムなどの伝熱性の高い吸熱材料からなる単一のブロック形状であり、４つのヘッド加熱部１１２で共通のものである。ただし、４つのヘッド加熱部１１２ごとに個別のヘッド冷却部１１３を設ける構成としてもよい。
【００４３】
ヘッド加熱部１１２及びヘッド冷却部１１３には、フィラメント４をノズル１１１まで移送するための移送路を形成するための移送管１１６が貫通するように配置されている。この移送管１１６の上端部（フィラメント４の移送方向上流側の端部）がフィラメント４を導入するための導入部１１６ａとなり、導入部１１６ａから導入されたフィラメント４は、移送管１１６の内部（移送路）を通ってノズル１１１まで移送される。その移送の途中で、移送管１１６内のフィラメント４は、ヘッド加熱部１１２の熱により溶融状態（あるいは軟化状態）になり、溶融状態のフィラメント４’がノズル１１１へ移送されることになる。
【００４４】
ヘッド加熱部１１２からの熱は、ヘッド加熱部１１２を通る移送管１１６の部分のフィラメント部位だけでなく、その部位からフィラメント移送方向上流側にも伝搬する。このとき、ヘッド加熱部１１２から移送方向上流側に離れた箇所のフィラメント４が加熱されて溶融すると、ヘッド加熱部１１２による加熱処理を停止又は中断したときに、その箇所でフィラメントが固化する。これにより、その後にヘッド加熱部１１２による加熱処理を再開しても、その箇所のフィラメントが再溶融するまでに時間がかかる。この場合、フィラメント供給部１２０により送り込まれるフィラメント４を造形ヘッド１１０内で移送することができずに詰まってしまう。したがって、ヘッド加熱部１１２によるフィラメント４の加熱範囲がフィラメント移送方向上流側へ可能な限り拡がらないようにして、ヘッド加熱部１１２による加熱処理の再開後に固着したフィラメントを迅速に再溶融できるようにすることが重要である。
【００４５】
そのため、本実施形態では、ヘッド加熱部１１２のフィラメント移送方向上流側に、ヘッド冷却部１１３が設けられている。ヘッド冷却部１１３を構成する吸熱材料は、フィラメント４が通る移送管１１６に密着しており、ヘッド冷却部１１３は、その移送管１１６内のフィラメント４の熱を吸収して冷却する。これにより、ヘッド加熱部１１２によるフィラメント４の加熱範囲がフィラメント移送方向上流側へ拡がるのを抑制している。
【００４６】
図９は、造形ヘッド１１０の移送管１１６内に凝縮水５’が発生する様子を示すとともに、移送管１１６の内部温度の分布を示すグラフを並記した説明図である。
造形ヘッド１１０の移送管１１６内部には、ヘッド加熱部１１２とヘッド冷却部１１３の影響により図９の左側に記載したような温度勾配が生じる。このとき、ヘッド加熱部１１２よりもフィラメント移送方向上流側の移送管部分の内壁面は１００℃以下となり、内壁面やその移送管部分に存在するフィラメント４の表面に、凝縮水５’が発生する場合がある。この凝縮水５’の発生要因としては、主に以下の２つの要因が考えられる。
【００４７】
第１に、造形ヘッド１１０の周辺の水分を含む湿り空気５が移送管１１６の導入部１１６ａから進入し、その湿り空気５中に含まれる水分（あるいは他の液体成分）がヘッド冷却部１１３により冷却されて結露が生じ、移送管１１６の内壁面やフィラメント４の表面に凝縮水５’を発生させる。
第２に、ヘッド加熱部１１２の熱で溶融された溶融フィラメント４’から、フィラメント内の水分（あるいは他の液体成分）が蒸発して湿り空気５となり、その湿り空気５がヘッド冷却部１１３によって冷却されて結露が生じ、移送管１１６の内壁面やフィラメント４の表面に凝縮水５’を発生させる。
【００４８】
このようにして発生した凝縮水５’は、重力により移送管１１６の内壁面やフィラメント４の表面を伝って、ヘッド加熱部１１２の熱で溶融された溶融フィラメント４’内に取り込まれ、その溶融フィラメント４’内の含水量を増大させる。これにより、例えば、その水分が溶融フィラメント４’内で水蒸気として膨張し、溶融フィラメント４’の上面位置を押し上げることにより、溶融フィラメント４’が移送管１１６内を温度の低い箇所まで逆流して固化し、フィラメント詰まりを生じさせる。
【００４９】
実際に、本発明者は、以下の条件で任意形状の三次元造形物を造形したところ、吐出・停止の繰り返し動作（吐出停止時にフィラメント４を２０ｍｍ後退させる動作を含む。）を継続していくうちに、フィラメント供給部１２０にフィラメント４を送り込めなくなり、ノズル１１１からフィラメントを押し出すことができなくなった。この状況において、移送管１１６の内部を確認したところ、溶融フィラメントの逆流（液面の上昇固化）と内壁面への水滴の付着が確認された。
・移送管１１６：材質はＳＵＳ３１６、外径５ｍｍ、内径２．３ｍｍ、長さ６０ｍｍ。
・ノズル：材質は真鍮、ノズル穴径０．４ｍｍ、ノズル内テーパー角度１１８°。
・フィラメント：材質はＰＥＥＫ、外径１．７５ｍｍ、含水率:８００ｐｐｍ。
・造形条件：ヘッド加熱部の温度３８０℃、ヘッド冷却部の温度５０℃、フィラメント送り速度（導入部での速度）８ｍｍ／ｓｅｃ。
・造形環境：環境温度２５℃、相対湿度６０％
【００５０】
また、溶融フィラメント４’内の含水量が増大すると、例えば、含水量の多い溶融フィラメント４’が押し出されることで、その水分が水蒸気爆発のような現象を引き起こして三次元造形物の表面等に気泡を生じさせ、造形品質の悪化を引き起こす。
【００５１】
そこで、本実施形態では、ヘッド加熱部１１２の熱で溶融状態となっている溶融フィラメント４’よりもフィラメント移送方向上流側の移送管１１６の部分、言い換えると、ヘッド加熱部１１２よりもフィラメント移送方向上流側の移送管１１６の部分に存在する水分（あるいは他の液体成分）を移送管１１６の外部へ排出する液体成分排出手段としての水分排出部１４０を設けている。
【００５２】
［水分排出部の詳細］
次に、水分排出部１４０の構成及び動作について詳しく説明する。
本実施形態の三次元造形装置における水分排出部１４０は、移送管１１６内の気体を移送管１１６の外部へ排出させる気流を移送管１１６内に発生させる気流発生手段によって構成される。この気流によって、造形ヘッド１１０の移送管１１６内で凝縮水５’が発生するのを予防し、あるいは、発生した凝縮水５’を除去する。
【００５３】
図１０は、本実施形態における水分排出部１４０の構成を模式的に示すとともに、移送管１１６の内部温度の分布を示すグラフを並記した説明図である。
図１１は、本実施形態において、空気導入口１１７が形成された移送管１１６を模式的に示した平面図である。
本実施形態の水分排出部１４０は、ポンプ等の気流発生部１４１で発生させた気流Ａを、移送チューブ１４２を介して、造形ヘッド１１０の移送管１１６に形成した空気導入口１１７から移送管１１６の内部へ送り込み、その気流Ａによって移送管１１６の内部の湿り空気５を移送管１１６の導入部１１６ａから外部へ排出する。
【００５４】
本実施形態では、図１０に示すように、空気導入口１１７から送り込まれる気流Ａが移送管１１６の導入部１１６ａに向かうように、空気導入口１１７が移送管１１６に形成されている。これにより、移送管１１６の内部には、フィラメント移送方向下流側から上流側に向かう気流Ａを発生することになる。この場合、気流Ａが送り込まれる空気導入口１１７よりもノズル１１１側（フィラメント移送方向下流側）の移送管１１６内の部分、すなわち、空気導入口１１７の気流送り込み位置と溶融フィラメント４’の上面位置との間の移送管１１６内の部分は、負圧状態になる。これにより、空気導入口１１７よりもノズル１１１側に存在する湿り空気５も、空気導入口１１７の気流送り込み位置側へ吸い出され、気流Ａによって移送管１１６の導入部１１６ａから外部へ排出することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、図１１に示すように、移送管１１６のフィラメント移送方向に対して直交する仮想面において、空気導入口１１７から送り込まれる気流Ａが移送管１１６の中心軸から外れた方向へ向かうように、空気導入口１１７が移送管１１６に形成されている。これにより、空気導入口１１７から送り込まれる気流Ａは、移送管１１６の中心軸に沿って移送されるフィラメント４を避けて、フィラメント４の周面と移送管１１６の内壁面との隙間に流れ込む。これにより、空気導入口１１７から送り込まれる気流Ａは、フィラメント４との衝突による流速の低下が軽減され、図１０に示すように、フィラメント４の周囲を螺旋状に流れ、流速低下が少ない状態で移送管１１６の導入部１１６ａから外部へ抜けることができる。
【００５６】
このとき、空気導入口１１７から送り込まれる気流Ａがよりスムーズに螺旋状に流れるように、図１２に示すように、移送管１１６の内壁面に螺旋状の溝部１１６ｂを形成するようにしてもよい。
【００５７】
また、空気導入口１１７の気流送り込み位置は、凝縮水５’が発生することが想定される位置よりも、気流進行方向上流側すなわちノズル１１１側（フィラメント移送方向下流側）であるのが好ましい。本実施形態においては、具体的には、移送管１１６の内部の温度が水の気化する温度（約１００℃）未満となる領域よりも、ノズル１１１側（フィラメント移送方向下流側）、すなわち、水の気化する温度以上となる領域部位に、空気導入口１１７の気流送り込み位置を設定するのが好ましい。
【００５８】
ここでいう「温度」とは、気流Ａを発生させた状態での「温度」であることが好ましいが、気流Ａを発生させた状態で移送管１１６の内部温度を測定することが難しい場合には、気流Ａを発生させない状態での「温度」であってもよい。
【００５９】
なお、水の気化する温度未満となる領域に空気導入口１１７の気流送り込み位置を設定しても、その気流送り込み位置よりも気流進行方向上流側すなわちノズル１１１側（フィラメント移送方向下流側）の湿り空気５も、負圧状態の効果で気流Ａにより排出可能である。したがって、造形ヘッド１１０の構造上の制限などにより、水の気化する温度以上となる領域に空気導入口１１７の気流送り込み位置を設定できなくても、一定の効果を得ることができる。
【００６０】
本実施形態によれば、水分排出部１４０により移送管１１６内に発生させた気流Ａにより、移送管１１６内の湿り空気５を移送管１１６の外部へ排出して凝縮水５’が発生するのを予防できる。また、仮に移送管１１６の内部に凝縮水５’が発生してしまったとしても、その凝縮水５’に気流Ａが当たることで自然蒸発させ、気流Ａに乗せて移送管１１６の外部へ排出することができるので、発生した凝縮水５’を除去することもできる。
【００６１】
本実施形態において、移送管１１６内で発生する水蒸気の排出速度を向上するうえでは、移送管１１６内に送り込む空気（気体）の水分量は可能な限り少ないのが好ましく、乾燥空気であることが望ましい。ただし、飽和水蒸気未満であれば効果を奏する。移送管１１６内に送り込む空気（気体）の水分量を減らす方法としては、例えば、デシカントローターなどの水分除去手段を利用して、導入する空気の水分量を下げる方法が挙げられる。この際のデシカントローターの脱水は、電熱ヒーター等の利用により簡便に行うことができるが、チャンバー用ヒーターの余熱を利用するなどしてもよい。
また、本実施形態において、移送管１１６内で発生する水蒸気の排出速度を向上するうえでは、移送管１１６内に発生させる気流Ａの流速は可能な限り速い方が好ましい。
【００６２】
次に、本実施形態における水分排出部１４０の効果確認試験について説明する。
この効果確認試験では、本実施形態の三次元造形装置を用い、以下の条件により任意形状の三次元造形物を造形した。
・移送管１１６：材質はＳＵＳ３１６、外径５ｍｍ、内径２．３ｍｍ、長さ６０ｍｍ。
・ノズル：材質は真鍮、ノズル穴径０．４ｍｍ、ノズル内テーパー角度１１８°。
・フィラメント：材質はＰＥＥＫ、外径１．７５ｍｍ、含水率:８００ｐｐｍ。
・造形条件：ヘッド加熱部の温度３８０℃、ヘッド冷却部の温度５０℃、フィラメント送り速度（導入部での速度）８ｍｍ／ｓｅｃ。
・造形環境：環境温度２５℃、相対湿度６０％
【００６３】
なお、本効果確認試験の気流導入条件は、空気導入口１１７の気流送り込み位置をノズル１１１の先端より３５ｍｍ（気流Ａを発生させない状態で１１０℃となる位置）とし、上述したように気流Ａが螺旋状に流れるようにした。空気導入口１１７の径は１．５ｍｍである。空気導入口１１７から送り込まれる空気は、温度が室温（２５℃）であり、相対湿度が１０〜２０％であり、気流発生部１４１の流速を３０００ｍｍ３／ｍｉｎとした。
【００６４】
本効果確認試験では、１０時間の造形期間中、吐出・停止の繰り返し動作（吐出停止時にフィラメント４を２０ｍｍ後退させる動作を含む。）を行っても、フィラメント供給部１２０によりフィラメント４が送り込めなくなる事態は生じず、ノズル１１１からフィラメントを押し出すことができない事態も生じなかった。造形期間の後、移送管１１６の導入部１１６ａの内壁面を確認したところ、水滴の付着も確認されなかった。
【００６５】
なお、本実施形態においては、移送管１１６に形成する空気導入口１１７が１箇所のみであるが、２箇所以上に空気導入口１１７を形成してもよい。例えば、図１３及び図１４に示すように、移送管１１６の中心軸に対して回転対称となる複数箇所に空気導入口１１７を形成すれば、各空気導入口１１７から導入される気流がお互いに邪魔せず、上述した螺旋状の流れをより強く形成することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、移送管１１６の内部でフィラメント移送方向下流側から上流側に向かう気流Ａを発生させる構成であるが、逆に、移送管１１６の内部でフィラメント移送方向上流側から下流側に向かう気流を発生させる構成であってもよい。この構成は、例えば、ポンプ等の気流発生部１４１で吸い込み気流を発生させることにより実現することができる。
【００６７】
〔変形例１〕
次に、上述した実施形態における水分排出部１４０の一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図１５は、本変形例１における水分排出部１４０の構成を示す模式図である。
本変形例１において、造形ヘッド１１０の移送管１１６には、図１５に示すように、移送管１１６の壁部を貫通する複数の開口部１１６ｃが形成されている。各開口部１１６ｃは、チャンバー２２０の外部（チャンバー２２０の上壁側外部）に開口するように配置されている。
【００６８】
本変形例１において、各開口部１１６ｃが開口したチャンバー２２０の外部には、装置内冷却装置３のファンによって気流Ｂ’が生じており、その気流Ｂ’が各開口部１１６ｃに向かって流れている。本変形例１では、この気流Ｂ’を開口部１１６ｃから移送管１１６の内部に取り込むことで、移送管１１６内の気体を移送管１１６の外部へ排出させる気流Ｂを移送管１１６内に発生させる。
【００６９】
本変形例１では、外部の気流Ｂ’を開口部１１６ｃから移送管１１６の内部に効率よく取り込むために、図１５に示すように、各開口部１１６ｃに、それぞれ、外部の気流Ｂ’を開口部１１６ｃに向けて案内する導風部材としてのフィン１１８を設けている。本変形例１では、図１５に示すように、移送管１１６の開口部１１６ｃに向かって上方へ傾斜する傾斜面（水平面に対して約３０°の傾斜）が形成されるようにアルミニウム製のフィン１１８が配置されている。
【００７０】
本変形例１においても、上述した実施形態と同様の効果確認試験を実施したところ、１０時間の造形期間中、吐出・停止の繰り返し動作（吐出停止時にフィラメント４を２０ｍｍ後退させる動作を含む。）を行っても、フィラメント供給部１２０によりフィラメント４が送り込めなくなる事態は生じず、ノズル１１１からフィラメントを押し出すことができない事態も生じなかった。造形期間の後、移送管１１６の導入部１１６ａの内壁面を確認したところ、水滴の付着も確認されなかった。
【００７１】
更に、本変形例１では、装置内冷却装置３のファンによる気流Ｂ’が開口部１１６ｃに向かわないようにした状態、すなわち、気流Ｂ’が開口部１１６ｃから移送管１１６の内部に取り込まれない状態でも、同様の効果確認試験を実施した。その結果、移送管１１６の内壁には凝縮水５’が発生したが、発生した凝縮水５’は、移送管１１６の内壁を伝って流れて、移送管１１６に形成された開口部１１６ｃへ入り込み、そこからフィン１１８の傾斜を伝って移送管１１６の外部へと流れ出た。したがって、ヘッド加熱部１１２よりもフィラメント移送方向上流側の移送管１１６の部分に、移送管部分の内壁を伝って流れる水を移送管１１６の外部へ流出させるための開口部１１６ｃを形成することで、移送管１１６の内部に気流が発生しない状態でも、上述した不具合を抑制することが可能である。
【００７２】
〔変形例２〕
次に、上述した実施形態における水分排出部１４０の他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
図１６は、本変形例２における水分排出部１４０の構成を示す模式図である。
本変形例２においては、造形ヘッド１１０の移送管１１６の一部、具体的には、ヘッド加熱部１１２よりもフィラメント移送方向上流側の移送管部分が、通気性部材としての多孔体部材である金属多孔体１１９で形成されている。金属多孔体１１９は、チャンバー２２０の外部（チャンバー２２０の上壁側外部）に露出するように配置されている。
【００７３】
本変形例２において、金属多孔体１１９が露出したチャンバー２２０の外部には、装置内冷却装置３のファンによって気流Ｂ’が生じており、その気流Ｂ’が金属多孔体１１９に向かって流れている。本変形例２では、金属多孔体１１９を通じて気流Ｂ’を移送管１１６の内部に取り込むことで、移送管１１６内の気体を移送管１１６の外部へ排出させる気流Ｂを移送管１１６内に発生させる。
【００７４】
本変形例２においても、上述した実施形態と同様の効果確認試験を実施したところ、１０時間の造形期間中、吐出・停止の繰り返し動作（吐出停止時にフィラメント４を２０ｍｍ後退させる動作を含む。）を行っても、フィラメント供給部１２０によりフィラメント４が送り込めなくなる事態は生じず、ノズル１１１からフィラメントを押し出すことができない事態も生じなかった。造形期間の後、移送管１１６の導入部１１６ａの内壁面を確認したところ、水滴の付着は確認されなかった。
【００７５】
本発明は、上述した熱溶解積層法（ＦＤＭ）に限定されるものではなく、三次元造形物を造形する際に用いる材料を導入部に導入し、移送路内を通じて移送された該材料を加熱部で加熱した後に排出部から排出する材料排出部材を備えた三次元造形装置であれば、他の造形方法で三次元造形物を造形する三次元造形装置にも適用可能である。
【００７６】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
三次元造形物を造形する際に用いるフィラメント４等の材料を導入部１１６ａに導入し、移送管１１６等の移送路内を通じて移送された該材料をヘッド加熱部１１２等の加熱部で加熱した後にノズル１１１等の排出部から排出する造形ヘッド１１０等の材料排出部材を備えた三次元造形装置１において、前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分内の気体を前記移送路の外部へ排出させる気流を該移送路部分内に発生させる水分排出部１４０等の気流発生手段を有することを特徴とする。
材料排出部材の移送路内に水分等の液体成分が多く存在すると、その液体成分を含む気体が加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分で冷却されて凝縮し、その凝縮液体によって、上述したように、造形品質の悪化、移送路内の材料詰まりなどの不具合を引き起こす。本態様によれば、気流発生手段によって発生させた気流により、材料排出部材の移送路内で凝縮液体が発生するのを予防し、あるいは、発生した凝縮液体を除去することができる。よって、材料排出部材の移送路内に存在する液体成分に起因した不具合を抑制できる。
【００７７】
（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記気流発生手段は、前記移送路部分内で材料移送方向下流側から上流側に向かう気流を発生させることを特徴とする。
これによれば、移送路内における加熱部に近い箇所を負圧状態にして、その箇所に存在する液体成分を含んだ気体も吸い出して、気流によって移送路の外部へ排出することができる。
【００７８】
（態様Ｃ）
前記態様Ｂにおいて、前記気流発生手段は、前記移送路部分のうち、前記気流を発生させない状態で該移送路部分に存在する液体成分が気化する温度以上となる部位から、前記気流を発生させることを特徴とする。
これによれば、液体成分が凝縮して液体になり得る移送路部分の全体に気流を発生させることができ、材料排出部材の移送路内に存在する液体成分をより効果的に排出することができる。
【００７９】
（態様Ｄ）
前記態様Ｂにおいて、前記気流発生手段は、前記移送路部分のうち、前記気流を発生させた状態で該移送路部分に存在する液体成分が気化する温度以上となる部位から、前記気流を発生させることを特徴とする。
これによれば、液体成分が凝縮して液体になり得る移送路部分の全体に気流を発生させることができ、材料排出部材の移送路内に存在する液体成分をより効果的に排出することができる。
【００８０】
（態様Ｅ）
前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様において、前記気流発生手段は、前記移送路の外部気体の水分含量よりも少ない水分含量の気体を前記移送路部分内に送り込むことにより前記気流を発生させることを特徴とする。
これによれば、材料排出部材の移送路内に存在する液体成分をより効果的に排出することができる。
【００８１】
（態様Ｆ）
前記態様Ｅにおいて、前記気流発生手段は、前記移送路の外部気体から水分をシカントローター等の水分除去手段により除去した気体を該移送路内に送り込むことを特徴とする。
これによれば、簡易な構成で、水分含量の少ない気体を移送路部分内に送り込むことができる。
【００８２】
（態様Ｇ）
前記態様Ａ〜Ｆのいずれかの態様において、前記移送路部分の内壁には螺旋状の溝部１１６ｂが形成されていることを特徴とする。
これによれば、移送路を移送される材料と移送路の内壁との間の隙間に螺旋状に流れる気流を発生させ、材料排出部材の移送路内に存在する液体成分をより効果的に排出することができる。
【００８３】
（態様Ｈ）
前記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様において、前記気流発生手段は、前記移送路部分の外壁に形成された開口部１１６ｃを通じて、前記移送路の外部を流れる気流Ｂ’を該移送路部分内に取り込むことにより、前記気流Ｂを発生させるものであり、前記移送路の外壁には、該移送路の外部を流れる気流を前記開口部に向けて案内するフィン１１８等の導風部材が設けられていることを特徴とする。
これによれば、移送路の外部を流れる気流Ｂ’を利用して、移送路部分内に気流Ｂを発生させることができる。
【００８４】
（態様Ｉ）
前記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様において、前記気流発生手段は、前記移送路部分の外壁を形成する金属多孔体１１９等の通気性部材を通じて、前記移送路の外部を流れる気流Ｂ’を該移送路部分内に取り込むことにより、前記気流Ｂを発生させることを特徴とする。
これによれば、移送路の外部を流れる気流Ｂ’を利用して、移送路部分内に気流Ｂを発生させることができる。
【００８５】
（態様Ｊ）
三次元造形物を造形する際に用いるフィラメント４等の材料を導入部１１６ａに導入し、移送管１１６等の移送路内を通じて移送された該材料をヘッド加熱部１１２等の加熱部で加熱した後にノズル１１１等の排出部から排出する造形ヘッド１１０等の材料排出部材を備えた三次元造形装置１において、前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分に存在する水分等の液体成分を前記移送路の外部へ排出する水分排出部１４０等の液体成分排出手段を有することを特徴とする。
材料排出部材の移送路内に水分等の液体成分が多く存在すると、その液体成分を含む気体が加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分で冷却されて凝縮し、その凝縮液体によって、上述したように、造形品質の悪化、移送路内の材料詰まりなどの不具合を引き起こす。本態様によれば、液体成分排出手段により材料排出部材の移送路内の液体成分を排出できるので、材料排出部材の移送路内に存在する液体成分に起因した不具合を抑制できる。
【００８６】
（態様Ｋ）
前記態様Ｊにおいて、前記液体成分排出手段は、前記移送路部分の内壁を伝って流れる液体を、前記移送路の外壁に形成した開口部１１６ｃから該移送路の外部へ流出させるものであることを特徴とする。
これによれば、材料排出部材の移送路内で凝縮液体が発生しても、その凝縮液体を除去することができる。
【００８７】
（態様Ｌ）
三次元造形物を造形する際に用いるフィラメント４等の材料を導入部１１６ａに導入し、移送管１１６等の移送路内を通じて移送された該材料をヘッド加熱部１１２等の加熱部で加熱した後にノズル１１１等の排出部から排出する造形ヘッド１１０等の材料排出部材において、前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分には、前記導入部とは別に、該移送路部分内に気流を生じさせるための空気導入口１１７等の気流導入口又は気流排出口が形成されていることを特徴とする。
これによれば、気流導入口を通じて気流を導入することにより移送路部分に気流を発生させ、又は、気流排出口を通じて気流を排出することにより移送路部分に気流を発生させることができる。このようにして発生させた気流により、材料排出部材の移送路内で凝縮液体が発生するのを予防し、あるいは、発生した凝縮液体を除去することができる。
【００８８】
（態様Ｍ）
三次元造形物を造形する際に用いるフィラメント４等の材料を導入部１１６ａに導入し、移送管１１６等の移送路内を通じて移送された該材料をヘッド加熱部１１２等の加熱部で加熱した後にノズル１１１等の排出部から排出する造形ヘッド１１０等の材料排出部材において、前記加熱部よりも材料移送方向上流側の移送路部分には、該移送路部分の内壁を伝って流れる液体を該移送路の外部へ流出させるための開口部１１６ｃが形成されていることを特徴とする。
これによれば、材料排出部材の移送路内で凝縮液体が発生しても、その凝縮液体を除去することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１  三次元造形装置
４  フィラメント
４’  溶融フィラメント
５  湿り空気
５’  凝縮水
１００  材料供給部
１１０  造形ヘッド
１１１  ノズル
１１２  ヘッド加熱部
１１３  ヘッド冷却部
１１４  断熱部
１１６  移送管
１１６ａ  導入部
１１６ｂ  溝部
１１６ｃ  開口部
１１７  空気導入口
１１８  フィン
１１９  金属多孔体
１２０  フィラメント供給部
１３０  ヘッド冷却装置
１４０  水分排出部
１４１  気流発生部
１４２  移送チューブ
２００  三次元造形部
２１０  載置部
２２０  チャンバー
２３０  加熱部
２４０  ノズル清掃部
３００  駆動部
３１０  Ｘ軸駆動機構
３２０  Ｙ軸駆動機構
３３０  Ｚ軸駆動機構
４００  制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９０】
【特許文献１】特許第３９９５９３３号公報
【図１】
2018108714.tif 000003
【図２】
2018108714.tif 000004
【図３】
2018108714.tif 000005
【図４】
2018108714.tif 000006
【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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