(57)【要約】【課題】材料粉末の吐出ヘッドへの付着を抑える機構を備えた三次元造形装置を提案する。【解決手段】  本発明に係る三次元造形装置は、造形テーブルと、一つまたは複数の吐出ヘッドと、走査機構と、送風機構と、を備えている。造形テーブルには、材料粉末が載せられる。吐出ヘッドのうちの少なくとも一つの吐出ヘッドは、材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する硬化液吐出ヘッドである。走査機構は、吐出ヘッドを保持する保持部を備え、造形テーブルに対して、吐出ヘッドを走査させる。送風機構は、保持部に配置され、風を発生させる発生部を一つまたは複数備えている。送風機構は、発生部が発生させた風を、材料粉末と吐出ヘッドとの間に流す。【選択図】図３
2018020444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料粉末が載せられた造形テーブルと、
前記材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する硬化液吐出ヘッドを少なくとも含む、一つまたは複数の吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを保持する保持部を備え、前記造形テーブルに対して、前記吐出ヘッドを走査させる走査機構と、
風を発生させる一つまたは複数の発生部を備え、前記発生部が発生させた風を、前記造形テーブルに載せられた前記材料粉末と前記吐出ヘッドとの間に流す、前記保持部に配置された送風機構と、
を備えた、
三次元造形装置。
【請求項２】
前記送風機構は、前記発生部が発生させた風を、前記吐出ヘッドが吐出中に前記走査機構が前記造形テーブルに対して前記吐出ヘッドを走査させる主走査方向に交差する方向、に向かって流す、
請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記走査機構は、前記造形テーブルに対して、前記主走査方向に前記吐出ヘッドを走査させる主走査部と、前記造形テーブルに対して、前記主走査方向と交差する副走査方向に前記吐出ヘッドを走査させる副走査部とを備え、
前記送風機構は、前記発生部が発生させた風を、前記副走査部が前記造形テーブルに対して前記吐出ヘッドを造形中に走査させる方向を前方としたときの後方側、に向かって流す、
請求項２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記発生部のうち少なくとも一つの発生部は、ファンを備えた、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記発生部のうち少なくとも一つの発生部は、空気圧縮機に接続されたポートを備えた、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記発生部のうち少なくとも一つの発生部は、空気吸引機に接続されたポートを備えた、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記送風機構は、前記発生部に接続された端部および前記材料粉末と前記吐出ヘッドとの間に向けられた開口部を有する別の端部を有する風道、を備えた、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項８】
前記保持部の、前記吐出ヘッドよりも前記送風機構が流す風の風下側に配置された集塵機構を備えた、
請求項１〜７のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項９】
前記集塵機構は、前記送風機構が流す風の風上方向に向けて開口した入口と、前記入口と繋がり前記造形テーブルに向けて開口した出口とを備えた、
請求項８に記載の三次元造形装置。
【請求項１０】
前記集塵機構は、前記送風機構が発生させた風の風上方向に向けて開口した入口と、前記入口と繋がった出口とを有し、前記入口と前記出口との間に集塵フィルタを備えた、
請求項８に記載の三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料粉末に硬化液等を吐出して硬化させ三次元造形物を造形する三次元造形装置において、液の吐出によって材料粉末が飛散し、液を吐出する吐出ヘッドに材料粉末が付着するという問題が発生する。材料粉末が吐出ヘッドに付着すると、吐出口から正常に液が吐出されず、被造形物の品質に影響することがある。特許文献１は、吐出不良に陥った吐出ヘッドが出ても被造形物の品質を損なう可能性が少ない吐出ヘッドの動かし方を特徴とする三次元造形装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１２８６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、吐出ヘッドに材料粉末が付着した場合の品質維持を目的としているが、吐出ヘッドへの材料粉末の付着を抑制できる方が、さらに望ましい。本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、材料粉末の吐出ヘッドへの付着を抑える機構を備えた三次元造形装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで提案する三次元造形装置は、造形テーブルと、一つまたは複数の吐出ヘッドと、走査機構と、送風機構と、を備えている。造形テーブルには、材料粉末が載せられる。吐出ヘッドのうちの少なくとも一つの吐出ヘッドは、材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する硬化液吐出ヘッドである。走査機構は、吐出ヘッドを保持する保持部を備え、造形テーブルに対して、吐出ヘッドを走査させる。送風機構は、保持部に配置され、風を発生させる発生部を一つまたは複数備えている。送風機構は、発生部が発生させた風を、材料粉末と吐出ヘッドの間とに流す。
【０００６】
上述の三次元造形装置においては、材料粉末と吐出ヘッドの間に風を流すことにより、吐出によって飛散した材料粉末が吐出ヘッドに付着するのを抑制できる。送風機構は、保持部に取り付けられているので、吐出ヘッドに対する位置関係が一定である。そこで、送風機構は、吐出ヘッドが移動しても、材料粉末と吐出ヘッドとの間に風を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態における三次元造形装置を模式的に表した断面図である。
【図２】図１の三次元造形装置を上方から見た平面図である。
【図３】一実施形態における保持部の斜視図である。
【図４】造形テーブルを上面からみた模式図である。
【図５】空気圧縮機に接続されたポートを備えた実施形態における保持部の斜視図である。
【図６】空気吸引機に接続されたポートを備えた実施形態における保持部の斜視図である。
【図７】風道を備えた実施形態における保持部の斜視図である。
【図８】造形テーブルに向けて出口が開口した集塵機構を備えた実施形態における保持部の斜視図である。
【図９】集塵フィルタを備えた集塵機構を備えた実施形態における保持部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡潔化する。
【０００９】
図１は一実施形態における三次元造形装置１０を模式的に表した断面図である。ここでは、図１の左方を三次元造形装置１０の左方Ｌ、図１の右方を三次元造形装置１０の右方Ｒ、図１の上方を装置の上方Ｕ、図１の下方を装置の下方Ｄとする。また、図２は、図１の三次元造形装置１０を上方から見た平面図である。ここで、図２の左方が三次元造形装置１０の左方Ｌ、図２の右方が三次元造形装置１０の右方Ｒ、図２の下方が装置の前方Ｆ、図２の上方が三次元造形装置の後方Ｒｒである。以後、実施形態の説明において、方向について述べるときは、上述の方向を意味するものとする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、三次元造形装置１０の設置態様を限定するものではない。
【００１０】
本実施形態によれば、三次元造形装置１０は、吐出ヘッド２０と、タンク３０と、造形テーブル４０と、造形槽４２と、第１昇降機構４４と、材料槽４６と、第２昇降機構４８と、ローラー５０と、走査機構５２と、送風機構７０と、を備えている。
【００１１】
吐出ヘッド２０は、材料粉末１００に液を吐出する機構である。吐出ヘッド２０は、一つまたは複数あり、そのうちの少なくとも一つは、材料粉末１００を硬化させる硬化液を吐出する硬化液吐出ヘッドである。図１、図２に示す実施形態においては、吐出ヘッド２０は４個あり、保持部５２ａによって、左右方向に列をなして保持されている。また、吐出ヘッド２０は、造形テーブル４０上の材料粉末１００に向けて液を吐出できるよう、吐出面を下方Ｄに向けて保持されている。図１に示すように、吐出ヘッド２０は、それぞれ１個のタンク３０と接続されている。そして、それぞれに接続されたタンク３０に収納された吐出液を吐出する。吐出される液は、硬化液以外には、例えば、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラー液である。勿論これは一つの例示であって、実施に当たっては必要な液を用意すればよい。吐出ヘッド２０の駆動方式は、例えば、ピエゾ駆動方式が採用されている。ピエゾ駆動方式の吐出ヘッドは、吐出する液体で満たされた圧力室を備えている。そして、圧力室には、微細なノズル孔が開けられている。圧力室の外壁には、圧電素子（ピエゾ素子）が接している。このとき、ピエゾ素子に電圧を印加すると、電圧印加によるピエゾ素子の変異が圧力室に伝わる。それによって圧力室の体積が減少させられ、体積減少分が液滴として吐出される。
【００１２】
造形テーブル４０には、材料粉末１００が載せられている。造形テーブル４０は、その上で造形が行われる部材であり、造形を進めていくと、被造形物２００のそれまでに造形の終わった部分の上に新しい層が積層されてゆく。そこで、造形テーブル４０上には、被造形物２００のそれまでに造形の終わった部分が載置されている。造形テーブル４０は、造形槽４２の内側に設置されており、上下に摺動可能である。また、造形テーブル４０は、造形槽４２内において、下方から第１昇降機構４４に接続されている。第１昇降機構４４は、造形槽４２内で、造形テーブル４０を上下に移動させることができる。
【００１３】
材料槽４６は、本実施形態にあっては、造形テーブル４０の隣にあり、材料粉末１００を収納している。材料槽４６は、材料粉末１００を造形テーブル４０上に供給する機構の一つである。材料槽４６の底部４６ａは、材料槽４６内を、上下に摺動可能となっている。底部４６ａの下面には、第２昇降機構４８が接続されている。第２昇降機構４８は、材料槽４６内で、底部４６ａを上下に移動させることができる。材料槽４６に収納されている材料粉末１００は、例えば、石膏、セラミックス、金属、プラスチック等である。
【００１４】
本実施形態に係る三次元造形装置１０には、ローラー５０が備えられている。図１のように、ローラー５０は、表面下部が、造形テーブル４０上の堆積の最上面（以後、造形面Ｌｙと呼ぶ。）と同じ高さになるように設置されている。また、図２のように、ローラー５０の前後方向の長さは、造形槽４２、および材料槽４６の前後方向の幅よりも長い。ローラー５０は、図示されない駆動部によって、左右方向に水平移動するようになっている。
【００１５】
走査機構５２は、吐出ヘッド２０を保持して、造形テーブル４０上を走査させる機構である。走査機構５２は、吐出ヘッド２０を保持する保持部５２ａを備え、保持部５２ａに保持された吐出ヘッド２０の吐出面と、造形テーブル４０上の造形面Ｌｙとの間には、例えば２ｍｍ程度の所定の間隔が空いている。図１、図２に示した実施形態によれば、走査機構５２は、主走査方向Ｙと副走査方向Ｘに、吐出ヘッド２０を走査させる。主走査方向Ｙは、吐出ヘッド２０が吐出を行いながら（即ち造形を行いながら）走査される方向である。副走査方向Ｘは、主走査方向Ｙと交差する方向であり、通常は主走査方向Ｙと直交している。ただし、この交差は直交に限られるものではない。図２において、主走査方向Ｙは左右方向であり、副走査方向Ｘは前後方向である。走査機構５２は、主走査方向Ｙへの吐出ヘッド２０の走査を行う主走査部５２ｙと、副走査方向Ｘへの吐出ヘッド２０の走査を行う副走査部５２ｘを備えている。主走査部５２ｙは、保持部５２ａと接続され、保持部５２ａを主走査部ガイドレール５２ｙｇに沿ってＹ方向に動かす。副走査部５２ｘは、主走査部５２ｙと接続され、主走査部５２ｙを副走査部ガイドレール５２ｘｇに沿ってＸ方向に動かす。なお、ここに示した実施形態では、造形テーブル４０は不動であって、吐出ヘッド２０が走査機構５２によって走査させられるが、この走査は相対的なものであればよく、造形テーブル４０が、主走査方向Ｙ、副走査方向Ｘのいずれか、または両方に走査されても構わない。また、ここに示した実施形態では、走査機構５２は、主走査方向Ｙ、副走査方向Ｘの両方に吐出ヘッド２０を走査させるが、主走査方向Ｙにだけ走査する方式もあり得る。その場合、保持部５２ａは、吐出ヘッド２０を、主走査方向Ｙに直交する方向（図２においては前後方向）の造形領域全幅をカバーするように多数並べて配置する、いわゆるラインヘッド方式の構造を取るのが通常である。
【００１６】
送風機構７０は、保持部５２ａに配置されている。送風機構７０は、風を発生させる発生部７２を一つまたは複数備え、発生部７２で発生させた風を、造形テーブル４０上の材料粉末１００の造形面Ｌｙと吐出ヘッド２０の間に流すように配置されている。発生部７２は、後述するように、例えばモーター駆動のファン等である。
【００１７】
ここで開示される三次元造形装置１０は、上述のような構成要素を備えている。そして、下記のようなプロセスで、被造形物２００の造形を行う。即ち、本三次元造形装置１０は、例えば０．１ｍｍ程度の所定の厚みの層を、上方に次々に積層してゆくことによって、被造形物２００の造形を行う。垂直方向の、ある高さにおける造形された層の形状は、その高さにおける被造形物２００の断面形状である。ある一層の造形が終了したとき、造形テーブル４０は、第１昇降機構４４によって、造形槽４２内を下方Ｄに移動される。このときの移動量は、造形時の一層の厚み分である。次に、材料槽４６の底部４６ａが、第２昇降機構４８によって、材料槽４６内を、上方Ｕに移動される。そこで、材料槽４６内の材料粉末１００の一部が、材料槽４６の上端（造形面Ｌｙと同一面）よりも上に盛り上がって積まれる形になる。その盛り上がって積まれた材料粉末１００は、ローラー５０のＲ方向への水平移動によって、造形槽４２方向に移動させられ、上面が造形面Ｌｙの高さの層を形成するように、造形テーブル４０上でならされる。余分な材料粉末１００は、そのままローラー５０によって払い落とされ、図示されない材料回収槽に回収される。こうして、造形面Ｌｙを上面とし、所定の一層分の厚みを持った材料粉末１００の層が、造形テーブル４０上に形成される。ただし、これは一つの実施例であって、材料粉末１００の供給方式は、上述の方式に限られるものではない。
【００１８】
続いて、吐出ヘッド２０が、層に形成された材料粉末１００に、硬化液ほかの液を吐出する。それによって、被造形物２００の造形および着色が行われる。吐出ヘッド２０は、保持部５２ａによって保持されながら、主走査部５２ｙによって、造形テーブル４０上をＹ１方向に走査させられる。Ｙ１方向に走査中、吐出ヘッド２０は、材料粉末１００の層に向かって、それぞれが接続されたタンク３０に収納されている液を吐出する。つまり、本例では、Ｙ１方向が、主走査方向Ｙにおける前進方向である。吐出される液は、材料粉末１００を硬化させる硬化液や、着色するカラー液等である。こうしてＸ軸における一つの位置で吐出作業が完了すると、吐出ヘッド２０は、主走査部５２ｙによって、Ｙ２方向に戻される。本例では、主走査方向ＹのうちＹ２方向が、主走査方向Ｙにおける後退方向である。続いて、吐出ヘッド２０は、副走査部５２ｘによって、Ｘ１方向に移動させられる。本例では、副走査方向ＸのうちＸ１方向が、副走査方向における前進方向である。この移動後の位置においても、吐出ヘッド２０は、主走査方向における前進方向Ｙ１に走査させられながら、造形・着色作業を行う。このようにして、全造形領域に吐出ヘッド２０が走査され、一層分の造形が完了する。この一層分の造形プロセスを繰り返して、本三次元造形装置１０は、被造形物２００の三次元形状を造形する。なお、この吐出ヘッド２０の走査方法は一つの例示であって、ここに示した方法に限られない。例えば、吐出ヘッド２０がＹ２方向に走査させられるときにも吐出を行う、双方向造形等があり得る。
【００１９】
ここで提案する三次元造形装置１０は、造形テーブル４０と、一つまたは複数の吐出ヘッド２０と、走査機構５２と、送風機構７０と、を備えている。造形テーブル４０には、材料粉末１００が載せられる。吐出ヘッド２０のうちの少なくとも一つの吐出ヘッドは、材料粉末１００を硬化させる硬化液を吐出する硬化液吐出ヘッドである。走査機構５２は、吐出ヘッド２０を保持する保持部５２ａを備え、造形テーブル４０に対して、吐出ヘッド２０を走査させる。送風機構７０は、保持部５２ａに配置され、風を発生させる発生部７２を一つまたは複数備えている。送風機構７０は、発生部７２が発生させた風を、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に流す。
【００２０】
上述の三次元造形装置１０によれば、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に風を流すことにより、吐出によって飛散した材料粉末１００の吐出ヘッド２０への付着を抑制することができる。送風機構７０は、保持部５２ａに取り付けられているので、吐出ヘッド２０に対する位置関係が一定である。そこで、送風機構７０は、吐出ヘッド２０が移動しても、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に風を流すことができる。
【００２１】
上述の三次元造形装置１０について、図３を使って説明する。図３は、一実施形態における保持部５２ａの斜視図である。発生部７２は、例えばファンを備えた発生部であり、一つまたは複数である。この実施形態においては、左右方向に列をなして並んでいる吐出ヘッド２０全体に風を当てるため、保持部５２ａの前面には、発生部７２が２個並べて配置されている。同様に、保持部５２ａの背面にも発生部７２が２個並べて配置されている。前方Ｆ側の発生部７２は、後方Ｒｒに向かって風を送っている。後方Ｒｒ側の発生部７２は、吐出ヘッド２０の位置から見れば、後方Ｒｒ方向に風を吸い込んでいる。勿論これは一つの例示であって、発生部７２は４個とは限られず、保持部５２ａへの取り付け位置もここに示した位置に限られるものではない。送風機構７０は、前方Ｆから後方Ｒｒに向かって、材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に、おおよそ水平に風を流すように配置され、また調整されている。符号Ｗｆで示した矢印が、風の流れである。ここで吐出ヘッド２０から硬化液ほかの液の吐出が開始され、液の吐出により材料粉末１００が飛散したとする。この飛散は、液の吐出によって発生するので、飛散場所は、吐出ヘッド２０の直下である。この飛散した材料粉末１００は、送風機構７０が送る風によってＷｆ方向に流される。こうして送風機構７０は、その流す風によって、材料粉末１００の吐出ヘッド２０への付着を抑制する。従って、少なくとも液の吐出中には、送風機構７０は、材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に風を送っているのが好ましい。送風機構７０は、保持部５２ａに配置されているので、吐出ヘッド２０との位置関係は常に一定である。従って、送風機構７０は、走査機構５２が吐出ヘッド２０を走査させても、常に同じように材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に風を送ることができる。
【００２２】
送風機構７０は、発生部７２が発生させた風を、主走査方向Ｙと交差する方向に向かって流してもよい。この実施形態によれば、送風機構７０は、飛散した材料粉末１００を、主走査方向Ｙと交差する方向に流すので、材料粉末１００が吐出ヘッド２０に付着しにくい。
【００２３】
さらに、送風機構７０は、走査機構５２が主走査部５２ｙと副走査部５２ｘを持つ実施形態においては、発生部７２が発生させた風を、副走査方向Ｘの前方Ｘ１に対する後方、即ち、Ｘ２側に向かって流してもよい。副走査方向Ｘの後方Ｘ２側は、既に造形済みの領域である。従って、この実施形態によれば、飛散した材料粉末１００を造形済みの領域の方へ流すことができ、造形に影響を与えない。
【００２４】
図４は、造形テーブル４０を上面から見た模式図である。例えば今、図４で示す位置に吐出ヘッド２０があり、主走査方向における前進方向Ｙ１に走査されながら、吐出を行っているとする。副走査方向Ｘの前進方向は、前述のようにＸ１方向であり、従って、Ｘ２は副走査方向Ｘにおける後方である。よって、図中の４０ａは既に造形済みの領域である。ここで、上述のＸ２方向に風を流す実施形態においては、風は矢印Ｗｆのように流れている。つまり、送風機構７０は、既に造形済みの領域４０ａに向かって風を流している。送風機構７０は、保持部５２ａに配置されているので、この位置関係は一定である。従って、この実施形態によれば、造形に影響を与えず風を送ることができる。なお、風の方向Ｗｆは、吐出ヘッド２０から見てＸ２側であればよく、Ｘ２方向と一致することは要しない。
【００２５】
発生部７２のうち少なくとも一つの発生部７２は、ファンを備えていてもよい。この実施形態によれば、発生部７２は、ファンによって風を発生させることができる。ファンは風量、風速の調整を容易に行うことができる。
【００２６】
図３に示した実施形態によれば、送風機構７０は４個の発生部７２を有しており、その４個ともがファン７２ａを備えている。ファン７２ａは、例えばモーター駆動のファンである。ファン７２ａの回転数は、印加する駆動周波数を調整することによって調整できる。送る風の風量、風速の調整は、ファン７２ａの回転数を変えることにより可能である。このように、モーター駆動のファンによれば、風量、風速の調整が容易である。さらに、前後左右計４個のファン７２ａのバランス調整によって、適切な風量、風速、風向を実現し得る。この風は、吐出ヘッド２０の吐出面と材料粉末１００の造形面Ｌｙの間を流れる、吐出ヘッド２０の吐出面および造形面Ｌｙにほぼ平行な風である。こうして風量、風速、風向を調整された風が、液の吐出時にタイミングを合わせて、材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に送られる。この風によって、液の吐出によって飛散した材料粉末１００が流され、吐出ヘッド２０への材料粉末１００の付着が抑制される。
【００２７】
発生部７２のうち少なくとも一つは、空気圧縮機に接続されたポートを備えていてもよい。この実施形態によれば、発生部７２は、ポートから圧縮空気を吹き出すことで風を発生させることができる。発生部７２は空気の吹出ポートを持つだけでよく、小型、軽量である。発生部７２は、保持部５２ａに配置されて一緒に動かされるため、小型、軽量は有利である。さらに、空気圧縮機によって圧縮された圧縮空気は、高流速の風を作ることができ、流速の調整範囲が広い。
【００２８】
図５は、発生部に空気圧縮機と接続されたポートを備えた実施形態における保持部５２ａの斜視図である。空気圧縮機Ｃｐに接続された吹出ポート７２ｂは、例えば、空気用のチューブ継手である。吹出ポート７２ｂは、送風機構７０の外部にチューブの繋ぎ口を出す形で、送風機構７０に固定されている。そして、その繋ぎ口に、例えば、外部の空気圧縮機Ｃｐから繋がるエアチューブが接続されている。エアチューブの途中には、空気圧調整用の減圧弁Ｒｇ、風量調整用の絞りＲｔ、動作制御用の電磁弁Ｓｖ等が繋がれている。発生部７２の内部には、左右方向に風をバランスよく配給するための整流機構７２ｃを備えていてもよい。この整流機構７２ｃは、例えばスリットや整流板である。こうして減圧弁Ｒｇ、絞りＲｔ、整流機構７２ｃによって風量、風速、風向を調整された風が、電磁弁Ｓｖによって液の吐出時にタイミングを合わせて、材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に送られる。空気圧縮機Ｃｐは通常、０．６ＭＰａ程度の圧力の圧縮空気を作り出すことができるので、開放した場合の風速は速い。低流速の風を送りたい場合は、減圧弁Ｒｇおよび絞りＲｔで調整すればよいので、この実施形態は、風量、風速の調整範囲が広いことを特徴とする。また、この実施形態によれば、発生部７２は、吹出ポート７２ｂと、必要ならば整流機構７２ｃを持てばよいだけなので、小型、軽量で済む。送風機構７０は、保持部５２ａに配置され一緒に動かされるので、小型、軽量は有利である。
【００２９】
発生部７２のうち少なくとも一つは、空気吸引機に接続されたポートを備えていてもよい。この実施形態によれば、発生部７２は、ポートから空気を吸引することで風を発生させることができる。発生部７２は空気の吸引ポートを持つだけでよく、小型、軽量である。発生部７２は、保持部５２ａに配置されて一緒に動くので、小型、軽量は有利である。さらに、空気吸引機によって作られた風で材料粉末１００を吸引する方式は、材料粉末１００を散逸させず、材料粉末１００の回収に有利である。
【００３０】
図６は、発生部に空気吸引機と接続されたポートを備えた実施形態における保持部５２ａの斜視図である。この実施形態においても、空気圧縮機に接続された形態の場合と同じく、吸引ポート７２ｄは、空気用のチューブ継手等である。そして、そのチューブ用の繋ぎ口に、例えば、外部の空気吸引機Ｓｕから繋がるエアチューブが接続されている。吸引ポート７２ｄは空気を吸い込むので、発生部７２は、風下側に設置されている。エアチューブの途中には、吸引力調整用の絞りＲｔ、動作制御用の電磁弁Ｓｖ等が繋がれているのが望ましい。こうして送風機構７０は、吐出によって飛散した材料粉末１００を、調整された吸引力をもって、適切なタイミングで吸引することができる。この実施形態は吸引方式なので、材料粉末１００を散逸させず回収できる。また、この実施形態によれば、少なければ吸引ポート７２ｄを持てばよいだけなので、発生部７２は小型、軽量で済む。送風機構７０は、保持部５２ａに配置され一緒に動かされるので、小型、軽量は有利である。
【００３１】
送風機構７０は、風道を備えていてもよい。風道は、発生部７２に接続された端部を備える。また、材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に向けて開口された開口部を有する、別の端部を備える。この実施形態によれば、送風機構７０は、開口部が材料粉末１００と吐出ヘッド２０の間に向けられているため、風道を持たないときと比べてより確実に、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に風を流すことができる。
【００３２】
図７は、上述の風道を備えた実施形態における保持部５２ａの斜視図である。この実施形態においては、風道７４は前方Ｆ側の端部でファン７２ａと接続されている。風道７４は風の方向を方向付けるために後方Ｒｒ方向に丸まりながら延び、延びるに従って狭まっている。そして、後方Ｒｒ側の開口部７４ａで外部に開放されている。開口部７４ａは、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に向けられている。開口部７４ａから、風が材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に吹き付けられる。風道７４内部には、風の流れを整えるための整流板等が備えられていてもよい。風道７４により、発生部７２が発生させた風は、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間に向かう指向性を与えられる。また吐出ヘッド２０に開口部７４ａを接近させることによって、材料粉末１００と吐出ヘッド２０との間の狙った箇所だけに風を送ることができる。勿論これはひとつの例示であって、風道７４は、図７のような形状以外も取り得る。また、風道７４は、吸引方式にも組み合わせ可能である。
【００３３】
ここで提案される三次元造形装置１０は、保持部５２ａの、吐出ヘッド２０よりも風下に、集塵機構を備えていてもよい。この実施形態によれば、三次元造形装置１０は、風が流した材料粉末１００を集塵機構で集めることにより、材料粉末１００の散逸を防止することができる。
【００３４】
集塵機構は、風上方向に向けて開口した入口と、入口と繋がり造形テーブル４０に向けて開口した出口を備えていてもよい。この実施形態によれば、集塵機構は、入口から吸い込んだ材料粉末１００を、造形テーブル４０に向いた出口から、造形テーブル４０上に戻すことができる。
【００３５】
図８は、上述の造形テーブルに向けて出口が開口した集塵機構を備えた実施形態における保持部５２ａの斜視図である。この実施形態において、集塵機構８０は、保持部５２ａの後方Ｒｒ側に配置されている。そこで、発生部７２が発生させた風によってＲｒ方向に流されてきた材料粉末１００は、集塵機構８０の入口８０ａに入ってくる。集塵機構８０は下方Ｄに向かって湾曲し、その出口８０ｂは造形テーブル４０に向いている。そこで、集塵機構８０まで流されてきた材料粉末１００は、出口８０ｂから造形テーブル４０上に戻される。勿論これも一つの例示であって、集塵機構８０の形状や発生部７２との組み合わせ方は、ここに示した例に限られない。
【００３６】
また、集塵機構８０は、風上方向に向けて開口した入口８０ａと、入口８０ａと繋がった出口８０ｂを備え、さらに入口８０ａと出口８０ｂの間に集塵フィルタとを備えていてもよい。この実施形態によれば、集塵機構８０は、風で流された材料粉末１００を集塵フィルタで捕獲する。従って、集塵フィルタを持たない場合と比べて、集塵機構８０内に入ってきた材料粉末１００を、より確実に捕獲することができる。
【００３７】
図９は、上述の集塵フィルタを備えた集塵機構８０を備えた実施形態における保持部５２ａの斜視図である。この実施形態において、集塵機構８０は、吐出ヘッド２０よりは風下であるが、発生部７２よりは風上に当たる位置に配置されている。発生部７２は、外部の空気吸引機Ｓｕに接続された吸引ポート７２ｄを備えている。従って、発生部７２で発生させた風によって吸引された材料粉末１００は、まず集塵機構８０の入口８０ａに入ってくる。集塵機構８０は、入口８０ａと出口８０ｂとの間に、集塵フィルタ８０ｃを備えている。そこで、集塵機構８０まで流されてきた材料粉末１００は、集塵フィルタ８０ｃによって捕獲される。集塵フィルタ８０ｃを通った空気は、出口８０ｂを通って発生部７２に入り、吸引ポート７２ｄから外部の空気吸引機Ｓｕに吸引される。集塵フィルタ８０ｃを通った空気は材料粉末１００を含まないので、空気吸引機Ｓｕは、その空気をそのまま排気しても差し支えない。勿論これも一つの例示であって、集塵機構８０の形状や発生部７２との組み合わせ方は、ここに示した例に限られるものではない。
【００３８】
以上、実施の形態について説明したが、ここに開示した三次元造形装置は、説明された形態だけに限られるものではない。例えば、上述した実施形態の説明においては、走査機構が副走査部を備え吐出ヘッドが副走査方向にも走査される形態について主に説明したが、いわゆるラインヘッド方式において実施されてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  三次元造形装置
２０  吐出ヘッド
４０  造形テーブル
４２  造形槽
４６  材料槽
５２  走査機構
５２ａ  保持部
７０  送風機構
７２  発生部
７２ａ  ファン
７２ｂ  吹出ポート
７２ｄ  吸引ポート
７４  風道
８０  集塵機構
８０ｃ  集塵フィルタ
１００  材料粉末
２００  被造形物
Ｗｆ  風の流れ
【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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