(57)【要約】【課題】造形速度が速い三次元造形装置を提供する。【解決手段】三次元造形装置は、前記熱可塑性材料を射出する射出ユニットと、前記射出ユニットを保持する多関節ロボットアームと、を備え、前記射出ユニットは、駆動モーター、前記駆動モーターにより回転するフラットスクリューを有し、前記フラットスクリューの回転により前記熱可塑性材料を可塑化して溶融材料に転化させる可塑化部、及び、前記溶融材料を射出するノズルを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料を用いて三次元造形物を製造する三次元造形装置であって、
前記熱可塑性材料を射出する射出ユニットと、
前記射出ユニットを保持する多関節ロボットアームと、を備え、
前記射出ユニットは、
駆動モーター、前記駆動モーターにより回転するフラットスクリューを有し、前記フラットスクリューの回転により前記熱可塑性材料を可塑化して溶融材料に転化させる可塑化部、及び、前記溶融材料を射出するノズルを有する、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、
前記多関節ロボットアームは、軸が６つ以上である、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、さらに、
前記溶融材料を積層する造形台と、
前記造形台の鉛直方向又は水平方向における位置を変更する造形台移動機構と、
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１項に記載の三次元造形装置であって、
前記射出ユニットと前記多関節ロボットアームとを複数組備え、
前記射出ユニットの前記ノズルから前記溶融材料を射出可能な領域は、隣接する前記射出ユニットの前記ノズルから前記溶融材料を射出可能な領域と重複する領域を備える、三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性材料を用いた三次元造形技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱可塑性樹脂のフィラメントを高温で溶かし、積層させることで立体形状を形成する三次元造形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２０１７−１３２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術では、フィラメントを高温で溶かすのに時間がかかるため、造形速度が遅くなるという課題があった。この他、三次元造形装置に関しては、三次元造形物の造形精度の向上が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の第１の形態によれば、熱可塑性材料を用いて三次元造形物を製造する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、前記熱可塑性材料を射出する射出ユニットと、前記射出ユニットを保持する多関節ロボットアームと、を備え、前記射出ユニットは、駆動モーター、前記駆動モーターにより回転するフラットスクリューを有し、前記フラットスクリューの回転により前記熱可塑性材料を可塑化して溶融材料に転化させる可塑化部、及び、前記溶融材料を射出するノズルを有する。
この三次元造形装置によれば、フラットスクリューを有する可塑化部で熱可塑性材料の可塑化を行うので、可塑化能力が高く、造形速度を速めることができる。また、この三次元造形装置によれば、多関節ロボットアームにより造形精度を向上させることができる。
【０００７】
（２）上記三次元造形装置において、前記多関節ロボットアームは、軸が６つ以上であってもよい。
この三次元造形装置によれば、ノズルからの溶融材料の射出方向を柔軟に決めることができる。
【０００８】
（３）上記三次元造形装置において、さらに、前記溶融材料を積層する造形台と、前記造形台の鉛直方向又は水平方向における位置を変更する造形台移動機構とを備えてもよい。
この三次元造形装置によれば、多関節ロボットアームの動作が最適な位置に三次元造形物を移動させることができる。
【０００９】
（４）上記三次元造形装置において、前記射出ユニットと前記多関節ロボットアームとを複数組備え、前記射出ユニットの前記ノズルから前記溶融材料を射出可能な領域は、隣接する前記射出ユニットの前記ノズルから前記溶融材料を射出可能な領域と重複する領域を備えてもよい。
この三次元造形装置によれば、三次元造形物を継ぎ目なく製造することができる。
【００１０】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形装置や三次元造形方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態における三次元造形装置の斜視図。
【図２】多関節ロボットアームの斜視図。
【図３】ノズルから材料を射出可能な領域を模式的に示す図。
【図４】三次元造形装置の概念図。
【図５】フラットスクリューの斜視図。
【図６】スクリュー対面部の平面図。
【図７】三次元造形物とノズル先端との位置関係を示す説明図。
【図８】スクリュー回転数の変化に応じた射出量及び射出線径の変化を示すグラフ。
【図９】ノズル孔の一例を示す説明図。
【図１０】ノズル孔の形状及びノズル孔径と面粗さとの関係を示す図。
【図１１】ノズル孔の他の例を示す説明図。
【図１２】ノズル孔の更に他の例を示す説明図。
【図１３】ノズル孔の更に他の例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、一実施形態における三次元造形装置の斜視図である。図１には、互いに垂直な３つの方向Ｘ，Ｙ，Ｚが示されている。Ｘ方向とＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。他の図においても必要に応じてこれらの方向を図示している。この三次元造形装置は、多関節ロボットアーム２５０を備える。
【００１３】
図２は、多関節ロボットアーム２５０の斜視図である。図２に示すように、多関節ロボットアーム２５０は、三次元造形物を製造するための熱可塑性材料（以下、単に「材料」とも呼ぶ）を射出する射出ユニット１００を保持している。本実施形態では、三次元造形物を製造するための材料は、熱可塑性材料を収容するホッパー２０から連通路２２を経由して射出ユニット１００へ供給される。
【００１４】
三次元造形物を製造するための材料としては、例えば、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）等を使用可能である。また、材料の形状としては、ペレットや粉末等の固体材料を使用可能である。
【００１５】
本実施形態では、多関節ロボットアーム２５０として、垂直多関節ロボットアームを用い、多関節ロボットアーム２５０の軸は６つである。このように軸が６つ以上の多関節ロボットアーム２５０を用いることにより、溶融材料の射出方向を柔軟に決定できるため、三次元造形物の造形精度を向上させることができる。なお、多関節ロボットアーム２５０としては、垂直多関節ロボットアームに限られず、水平多関節ロボットアーム等の他の種類の多関節ロボットアームを用いてもよい。また、本実施形態では、多関節ロボットアーム２５０の軸が６つであるが、軸は２つ以上６つ未満でもよく、７つ以上でもよい。
【００１６】
図１に示されるように、本実施形態では、多関節ロボットアーム２５０が２つ設けられており、それぞれの多関節ロボットアーム２５０は、ＲＡ移動機構２６０に設けられている。ＲＡ移動機構２６０は、多関節ロボットアーム２５０を個別にＸ方向とＹ方向との２軸方向に移動させることが可能な２軸ポジショナーである。このようにすることにより、多関節ロボットアーム２５０の移動可能な範囲が広がる結果として、三次元造形物の造形範囲を広げることができる。
【００１７】
本実施形態では、三次元造形装置は、射出ユニット１００と多関節ロボットアーム２５０とを２組備える。本実施形態において、射出ユニット１００のノズル６０（図２参照）から溶融材料を射出可能な領域は、隣接する射出ユニット１００のノズル６０から溶融材料を射出可能な領域と重複する領域と、重複しない領域とを備える。
【００１８】
図３は、ノズル６０から溶融材料を射出可能な領域を模式的に示す図である。一方のノズル６０から溶融材料を射出可能な領域Ｒ１は、他方のノズル６０から溶融材料を射出可能な領域Ｒ２と重複する領域ＲＡと、重複しない領域ＲＢとを備える。このようにすることにより、三次元造形物を継ぎ目なく造形することができる。なお、重複しない領域ＲＢを備えなくてもよく、反対に、重複する領域ＲＡを備えなくてもよい。
【００１９】
図４は、三次元造形装置の概念図である。この三次元造形装置は、射出ユニット１００と、造形台移動機構２００と、多関節ロボットアーム２５０と、ＲＡ移動機構２６０と、制御部３００とを備える。本実施形態では、多関節ロボットアーム２５０と、ＲＡ移動機構２６０と、射出ユニット１００とを二組備えるが、図４では、一組に省略して記載する。
【００２０】
射出ユニット１００は、スクリューケース１０と、駆動モーター３０と、フラットスクリュー４０と、スクリュー対面部５０と、溶融材料を射出するノズル６０と、を有する。フラットスクリュー４０とスクリュー対面部５０は、熱可塑性材料を可塑化して溶融材料を作成する可塑化部９０を構成している。「可塑化」とは、材料に熱が加わり溶融することを意味する。
【００２１】
可塑化部９０のフラットスクリュー４０は、スクリューケース１０内に収納されており、駆動モーター３０によって回転する。フラットスクリュー４０の側面には、連通路２２を介して、ホッパー２０から材料が供給される。材料は、フラットスクリュー４０の下面とスクリュー対面部５０の上面との間の空間において、フラットスクリュー４０の回転によって可塑化されて溶融材料となる。スクリュー対面部５０には、材料を加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。溶融材料は、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６０に供給され、ノズル６０によって射出される。ノズル６０の先端部は、ノズル孔径Ｄｎを有する。
【００２２】
造形台移動機構２００は、テーブル２１０上に載置された造形台２２０を、Ｘ方向とＺ方向の２軸方向に移動させることが可能な２軸ポジショナーである。つまり、造形台移動機構２００は、造形台２２０の鉛直方向又は水平方向における位置を変更する造形台移動機構として機能する。このため、一般に、多関節ロボットアーム２５０はアームが伸びきった状態では動作に制約がかかるが、造形台移動機構２００により、多関節ロボットアーム２５０の動作が最適な位置に三次元造形物を移動させることができる。また、造形台移動機構２００を、Ｘ方向もしくはＺ軸方向のみに移動させる機構としてもよく、造形台移動機構２００を設けなくてもよい。
【００２３】
また、本実施形態の造形台移動機構２００は、Ｘ方向において、ノズル６０が届かない領域まで三次元造形物を移動させることが可能である。このようにすることにより、三次元造形装置の使用者は、製造後の三次元造形物をノズル６０が届かない領域に搬送させた後に、三次元造形物を三次元造形装置から取り出すことができるため、安全性が向上する。また、本実施形態では、造形台移動機構２００により造形台２２０をＸ方向に移動させた状態で、多関節ロボットアーム２５０に設けられたノズル６０から溶融材料を射出可能である。このため、造形方法の自由度を向上させることができる。
【００２４】
制御部３００は、射出ユニット１００の駆動モーター３０と、多関節ロボットアーム２５０と、ＲＡ移動機構２６０と、造形台移動機構２００の制御を実行する。制御部３００は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサーと、メインメモリーと、不揮発性メモリーとを含むコンピューターで実現可能である。制御部３００内の不揮発性メモリーには、三次元造形装置を制御するためのコンピュータープログラムが格納されている。
【００２５】
図５は、フラットスクリュー４０の斜視図である。フラットスクリュー４０は、軸線方向の高さが直径よりも小さい略円柱状のスクリューである。フラットスクリュー４０は、スクリュー対面部５０（図４）に対向する面に、複数のスクロール溝４２を有する。スクロール溝４２が形成されている面を、「スクロール溝形成面４８」と呼ぶ。スクロール溝４２は、スクロール溝形成面４８の中央部４６に向かって、フラットスクリュー４０の外周から渦巻状又は螺旋状に形成されている。スクロール溝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に連続している。この材料流入口４４は、ホッパー２０から連通路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。フラットスクリュー４０が回転すると、材料が加熱されながら可塑化されて溶融し、溶融材料に転化される。
【００２６】
図６は、スクリュー対面部５０の平面図である。スクリュー対面部５０は、フラットスクリュー４０のスクロール溝形成面４８に対向するスクリュー対向面５２を有する。スクリュー対向面５２には、渦巻状又は螺旋状に形成された複数の案内溝５４が形成されている。スクリュー対向面５２の中心には、溶融材料をノズル６０に供給するための連通孔５６が形成されている。複数の案内溝５４は、溶融材料を連通孔５６に導く機能を有する。図４に示したように、スクリュー対面部５０には、材料を加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。材料の可塑化は、このヒーター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。
【００２７】
溶融材料は、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６０から射出される。例えば、ＡＢＳ樹脂は、ガラス転移点が約１２０℃であり、ノズル６０からの射出時には約２００℃となる。このように高温の状態で溶融材料を射出するために、ノズル６０の周囲にヒーターを設けるようにしてもよい。
【００２８】
図７は、三次元造形物とノズル先端との位置関係を示す説明図である。溶融材料を積層する造形台２２０の上には、製造中の三次元造形物ＯＢが載置されている。ノズル６０の先端と、三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔとの間には、ギャップＧが保持されている。ここで、「三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔ」とは、ノズル６０の直下の位置の近傍においてノズル６０から射出された溶融材料が着地する予定部位を意味する。ギャップＧの大きさは、例えば、ノズル６０のノズル孔の孔径Ｄｎ（図４）の１．１倍以上１．５倍以下とすることが好ましく、１．１倍以上１．３倍以下とすることが特に好ましい。こうれば、ノズル６０の先端から射出される溶融材料が、製造中の三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに押しつけられない自由な状態で三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに堆積される。この結果、ノズル６０から射出された溶融材料の横断面形状を維持したままで堆積を行うことができるので、三次元造形物ＯＢの面粗さを低減することが可能である。また、高温の状態で溶融材料を射出するためにノズル６０の周囲にヒーターを設けた場合には、ノズル６０によって溶融材料を三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに押しつけた状態で堆積を実行すると、堆積した材料をノズル６０によって加熱し続けることになるので、材料を過熱させてしまい、変色、劣化等の問題を引き起こす可能性がある。一方、ノズル６０の先端と三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔとの間にギャップＧを形成するようにすれば、このような材料の過熱を防止できるという利点もある。また、ギャップＧがノズル孔の孔径Ｄｎ（図４）の１．５倍よりも大きいと、溶融材料が着地する予定部位に対する精度や、製造中の三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに対する密着性が低くなってしまう等の問題を引き起こす可能性がある。
【００２９】
図８は、スクリュー回転数の変化に応じた射出量及び射出線径の変化を示すグラフである。横軸はフラットスクリュー４０の回転数［ｒｐｍ］である。左側の縦軸及び折れ線グラフは、溶融材料の射出量［ｇ／ｓ］を示している。右側の縦軸及び棒グラフは、溶融材料の射出線径［ｍｍ］を示している。「射出線径」とは、ノズル６０から射出される線状の材料の外径を意味する。この射出線径は、ノズル６０から鉛直下方に向けてフリーな状態で溶融材料を射出した後に測定した寸法である。ここでは材料としてＡＢＳ樹脂を用いた。また、ノズル６０として、ノズル孔径がφ０，３ｍｍ，φ０．５ｍｍ、φ１．０ｍｍ、φ２ｍｍである４種類の断面円形のノズル孔を有するノズルを使用した。また、可塑化部９０の温度を２６０℃とし、ノズル６０の温度を２００℃とした。
【００３０】
射出量を示す折れ線グラフを見ると、スクリュー回転数が２４ｒｐｍ以下の範囲では、スクリュー回転数の増加に応じて射出量がほぼ直線的に増加する。一方、スクリュー回転数が２４ｒｐｍを超えると、スクリュー回転数を増加させても射出量はほとんど増加しない。従って、スクリュー回転数が２４ｒｐｍ以下の範囲で造形を実行することが好ましい。
【００３１】
射出線径を示す棒ブラフを見ると、スクリュー回転数に拘わらず、射出線径はほぼ一定である。従って、射出量を大きくした場合にも、射出線径が大きくなることがない。一般に、射出線径は、三次元造形物の表面粗さを決定する主要な因子である。すなわち、射出線径が大きいほど三次元造形物の表面粗さが大きくなり、造形精度は低下する。本実施形態の射出ユニット１００によれば、射出量を大きくしても射出線径がほぼ一定なので、面粗さを悪化せることなく、高速に造形を行うことが可能である。
【００３２】
また、本実施形態の射出ユニット１００は、フラットスクリュー４０を用いて材料を可塑化して溶融状態に変化させ、その溶融材料をノズル６０から射出して三次元造形物を製造するので、多様な材質及び形状の材料を用いて三次元造形物を製造可能である。この点は、通常のＦＤＭ方式（熱融解積層方式）の３Ｄプリンターが、材料のフィラメントを必要とするのに対して大きな利点である。
【００３３】
図９は、ノズル孔の一例を示す説明図である。このノズル６０ａのノズル孔６２ａは、その横断面が略四角形形状を有している。正確に言えば、このノズル孔６２ａの横断面は正方形であり、その４つの角部がＲ０．１でＲ面取りされている。このようなノズル６０ａを使用すれば、ノズル孔６２ａから射出される溶融材料の横断面が、円形よりも正方形に近い形状となる。この結果、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を小さくすることができる。なお、ノズル孔６２ａの横断面の形状は、四角形以外の多角形（例えば六角形）に近い形状としてもよい。
【００３４】
図９の説明において、ノズル６０ａ及びノズル孔６２ａの符号の末尾に付された小文字の「ａ」は、具体的な形状例であることを示すために付された追加的な符号である。このような追加的な符号が不要な場合には、「ａ」を省略して説明する。後述する他の例における符号「ｂ」「ｃ」等も同様である。
【００３５】
図１０は、ノズル孔６２の形状及びノズル孔径と面粗さとの関係を示す図である。ここでは、ノズル６０として、ノズル孔６２の横断面形状が円形のもの（ノズル番号＃１，＃２）と、四角形のもの（ノズル番号＃３）を使用した。なお、ノズル番号＃３のノズルは、前述した図９に示したノズル６０ａである。ノズル孔６２の孔径は、ノズル番号＃１，＃２ではφ１ｍｍ及びφ０．３ｍｍであり、ノズル番号＃３では一辺１ｍｍである。これらの３種類のノズル６０をそれぞれ用いて３種類の三次元造形物を製造し、その面粗さＲｚを測定した。面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３で規定されている「最大高さＲｚ」である。
【００３６】
本明細書において、「ノズル孔６２の孔径」は、ノズル孔６２の横断面が円形である場合にはその直径を意味する。また、ノズル孔６２の横断面が正方形である場合にはその一辺の長さを意味する。更に、ノズル孔６２の横断面が四角形である場合には、その長辺の長さを意味する。
【００３７】
ノズル孔６２の横断面が円形であるノズル番号＃１，＃２のノズル６０を用いた場合には、面粗さＲｚは、ノズル孔６２の孔径の約半分であった。これは、横断面が円形であるノズル孔６２からは、断面略円形の線状の溶融材料が射出されるので、その線状の材料が堆積するとその直径の半分が三次元造形物の面粗さ（最大高さＲｚ）になるからであると推測される。一方、ノズル孔６２の横断面が四角形（正確には正方形）であるノズル番号＃３のノズル６０を用いた場合には、面粗さＲｚはノズル孔６２の孔径（一辺１ｍｍ）の半分よりも大幅に小さかった。この理由は、横断面が四角形であるノズル孔６２からは、断面略四角形の線状の溶融材料が射出されるので、その線状の材料が堆積すると略四角形の角同士の小さな隙間が三次元造形物の面粗さ（最大高さＲｚ）になるからであると推測される。この結果から考えると、ノズル６０のノズル孔６２の横断面としては、円形よりも四角形に近いものとすることが好ましい。
【００３８】
図１１は、ノズル孔６２の他の例を示す説明図である。このノズル６０ｂのノズル孔６２ｂは、糸巻き状に歪んだ横断面形状を有している。すなわち、ノズル孔６２ｂの横断面は、その４つの辺が、角部から中央に向けて凹状に湾曲した形状を有している。このノズル孔６２ｄの横断面の形状も、略四角形の一種である。このようなノズル６０ｂを使用すれば、ノズル孔６２ｂから射出される溶融材料の横断面を、図９のノズル６０ａよりも更に四角形又は正方形に近い形状とすることができる。この結果、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を更に小さくすることができるという利点がある。
【００３９】
上述した図９及び図１１の例から理解できるように、ノズル孔６２の横断面形状は、ノズル孔６２から射出される溶融材料の横断面が円形よりも多角形（特に四角形）に近い形状となるように形成されていることが好ましい。こうよれば、ノズル孔６２から射出される溶融材料の横断面が円形よりも多角形に近い形状となるので、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を小さくすることができる。この結果、三次元造形物の面粗さが小さくなるので、造形精度を向上させることが可能である。
【００４０】
図１２は、ノズル孔６２の更に他の例を示す説明図である。このノズル６０ｃは、４つのノズル孔６２ｃが行列状に配列されている。また、各ノズル孔６２ｃの横断面は、略四角形形状を有する。この例のように、複数のノズル孔６２ｃを設けるようにすれば、ノズル６０ｃから射出される溶融材料の形状を、複数のノズル孔６２ｃの配列によって調整できる。従って、面粗さの低減や、三次元造形物の意匠の向上などを実現可能である。なお、複数のノズル孔６２ｃの配列としては、行列状以外の他の配列を採用することも可能である。但し、複数のノズル孔６２ｃを行列状に配列すれば、ノズル６０ｃから射出される溶融材料全体の横断面形状を四角形に近い形状とすることができるので、面粗さを更に低減できるという利点がある。
【００４１】
図１３は、ノズル孔６２の更に他の例を示す説明図である。このノズル６０ｄは、５つのノズル孔６２ｄがサイコロの「５」の目の位置に配列されている。このようなノズル孔６２ｄの配列を採用すれば、ノズル６０ｄから射出される溶融材料の形状を、意図的に凹凸のある独特な形状とすることができる。従って、三次元造形物の表面における意匠性を高めることが可能である。
【００４２】
なお、図９、図１１〜図１３に示したノズル孔６２の横断面形状や配列は例示であり、これら以外の種々の横断面形状や配列を採用することが可能である。
【００４３】
以上のように、本実施形態の三次元造形装置によれば、フラットスクリュー４０を有する可塑化部９０で材料の可塑化を行うので、可塑化能力が高く、造形速度を速めることができる。
【００４４】
また、本実施形態の三次元造形装置によれば、フラットスクリュー４０を有する可塑化部９０で材料の可塑化を行うので、射出ユニット１００を小型化することが可能であるため、射出ユニット１００を多関節ロボットアーム２５０に設けることが可能である。また、ノズル６０のノズル孔６２の形状、数、及び配列を工夫することによって、三次元造形物の造形精度や意匠性を向上させることが可能である。
【００４５】
また、本実施形態の三次元造形装置は、２つの射出ユニット１００を有しているので、２種類の異なる材料を用いて三次元造形物を製造することが可能である。２種類の材料の組み合わせとしては、例えば以下のいずれかを採用可能である。
（１）異なる色を有する材料
異なる色を有する材料を用いれば、２色の異なる色を有する三次元造形物を製造できる。
（２）サポート材用の材料と造形用の材料
サポート材とは、三次元造形物の形状を保持するための部材であり、造形の終了後に除去される部材である。まず、２つの射出ユニット１００の一方からサポート材を射出してサポート材を製造し、そのサポート材を利用して三次元造形物を製造すれば、より複雑で多様な三次元造形物を製造できる。
（３）異なる材質の材料
例えば、２種類の異なる材質の材料を用いれば、三次元造形物の用途に応じて、適切な材質の材料で三次元造形物を製造できる。
【００４６】
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４７】
上述の実施形態では、多関節ロボットアーム２５０に設けられた射出ユニット１００の数は１つであるが、これに限らず、２つ以上の射出ユニット１００を多関節ロボットアーム２５０に設けるようにしてもよい。
【００４８】
上述の実施形態では、三次元造形装置がホッパー２０を備えるものとしていたが、ホッパー２０は省略可能である。
【００４９】
上述の実施形態では、多関節ロボットアーム２５０が２つ設けられているが、１つでもよく、３つ以上でもよい。また、多関節ロボットアーム２５０は、例えば、小型研削ドリルを備えていてもよい。このようにすることにより、三次元造形物を切削可能となる。また、例えば、三次元造形装置は、射出ユニット１００が設けられた多関節ロボットアーム２５０と、小型研削ドリルが設けられた多関節ロボットアーム２５０とを備えていてもよい。
【００５０】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例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構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述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。
【符号の説明】
【００５１】
１０…スクリューケース、２０…ホッパー、２２…連通路、３０…駆動モーター、４０…フラットスクリュー、４２…スクロール溝、４４…材料流入口、４６…中央部、４８…スクロール溝形成面、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〜６０ｄ…ノズル、６２，６２ａ〜６２ｄ…ノズル孔、９０…可塑化部、１００…射出ユニット、２００…造形台移動機構、２２０…造形台、２５０…多関節ロボットアーム、２６０…ＲＡ移動機構、３００…制御部
【図１】
2019107819.tif 000003
【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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