(57)【要約】【課題】例えば吸湿性の低い粉体材料を用いて造形を行う場合であっても、より高い造形精度で三次元造形物を得ることのできる三次元造形装置を提供する。【解決手段】本願の三次元造形装置１は、造形テーブル２４と、貯留部１０と、ラインヘッド３０と、移動機構７と、粉体加熱装置４０と、制御装置５０と、を備える。貯留部１０は、造形テーブル２４よりも上方に配置され、粉体材料２を貯留する。とともに当該粉体材料２を下方に排出可能に構成されている。ラインヘッド３０は、造形テーブル２４よりも上方に配置されるとともに、粉体材料２を結合させる硬化液を吐出する複数の吐出孔３２を備えている。粉体加熱装置４０は、造形テーブルの最上部に載置された粉体材料を加熱する。【選択図】図１
2019006078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体材料が載置される造形テーブルと、
前記造形テーブルよりも上方に配置され、前記粉体材料を貯留する貯留部と、
前記造形テーブルよりも上方に配置されるとともに、前記粉体材料を結合させる硬化液を吐出する複数の吐出孔を備えたラインヘッドと、
前記造形テーブルおよび前記ラインヘッドのいずれか一方を他方に対して走査方向に移動させる移動機構と、
を備え、
前記ラインヘッドの前記吐出孔は、前記走査方向に交わる方向に沿って直線状に配列され、
前記貯留部は、前記粉体材料を収容し下端に供給口を備える貯留槽と、前記貯留槽内に設けられ前記粉体材料を攪拌する攪拌装置とを備え、前記攪拌装置を回転させることにより前記粉体材料を前記供給口から下方に排出可能に構成されており、
前記造形テーブルの最上部に載置された前記粉体材料を加熱する粉体加熱装置と、
前記攪拌装置と前記移動機構と前記ラインヘッドと前記粉体加熱装置とに接続され、少なくとも前記粉体加熱装置の駆動を制御するように構成されている制御装置と、
を備える、三次元造形装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記移動機構によって前記造形テーブルを前記走査方向に移動させながら、前記貯留槽から前記粉体材料を前記造形テーブル上に排出させ、
前記粉体加熱装置を駆動させて前記造形テーブルに載置された前記粉体材料の上面を加熱し、
前記ラインヘッドによって、前記加熱された前記粉体材料に対して前記硬化液を供給するように構成されている、請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記造形テーブルの最上部に載置された前記粉体材料に向けて気体を送る送気装置を備えている、請求項１または２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記粉体加熱装置と前記ラインヘッドとの相対的な位置が変わらないように前記粉体加熱装置および前記ラインヘッドを支持する支持部材を備え、
前記粉体加熱装置は、前記ラインヘッドに対し、前記ラインヘッドが前記硬化液を吐出しながら前記造形テーブルに対して相対的に移動するときの進行方向の前方に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記走査方向における前記貯留部および前記ラインヘッドの間に配置され、前記造形テーブル上に供給された前記粉体材料の表面を均一に均す均し装置を備えている、請求項４に記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記粉体加熱装置は、前記ラインヘッドに沿う方向に延びる形状に構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
一回の走査で前記ラインヘッドから吐出される前記硬化液の総量が第１の量のときに、前記粉体加熱装置の出力を第１出力に設定し、
一回の走査で前記ラインヘッドから吐出される前記硬化液の総量が前記第１の量よりも多い第２の量のときに、前記粉体加熱装置の出力を前記第１出力よりも大きい第２出力に設定するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
第１の粉体材料を用いて造形するときに、前記粉体加熱装置の出力を第３出力に設定し、
前記第１の粉体材料よりも吸湿性の低い第２の粉体材料を用いて造形するときに、前記粉体加熱装置の出力を前記第３出力よりも大きい第４出力に設定するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項９】
前記制御装置は、湿度情報を記憶する湿度情報記憶部を備え、
前記湿度情報記憶部に記憶された湿度情報が第１の湿度であるときに、前記粉体加熱装置の出力を第５出力に設定し、
前記湿度情報部に記憶された湿度情報が前記第１の湿度よりも高い第２の湿度であるときに、前記粉体加熱装置の出力を前記第５出力よりも大きい第６出力に設定するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記ラインヘッドを前記造形テーブルに対して前記走査方向のうち一の方向に移動させるときに前記ラインヘッドから前記硬化液を吐出させ、他の方向に移動させるときは前記硬化液を吐出しないように制御し、
前記ラインヘッドが前記造形テーブルに対して前記走査方向のうち一の方向に移動されているときと、他の方向に移動されているときの両方において、前記粉体加熱装置を駆動させるように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項１１】
前記粉体材料は、無機材料および金属材料の少なくとも一つからなる粉体と、当該粉体材料を硬化させる硬化液の浸透を促進させる容浸材と、を含む、請求項１〜１０のいずれか１項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、粉体材料を用いて三次元造形（付加製造：Additive manufacturing；ともいう。）を行うことができる三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄層状に敷き詰められた粉体材料を硬化液で固めて断面層を形成し、これを順次積層することによって立体的な造形物を造形する粉末積層法が知られている。例えば特許文献１には、粉体層を一層ずつ形成する積層手段と、粉体層に対して硬化液を吐出する吐出ヘッドと、粉末を加熱するための加熱手段と、を備えた三次元造形装置が開示されている。積層手段は、粉末を収納する粉末供給部と、この粉末供給部の隣に配設され造形が行われる造形部と、粉末を搬送する粉末搬送機構とを備えている。粉体材料は、粉末供給部の上方で加熱装置によって加熱されたのち、乾燥した状態で、粉末搬送機構によって造形部へと搬送されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４０００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、粉末積層造形においては、従来よりも造形精度をより一段と高めることが潜在的に求められている。ここで、上記特許文献１では、粉体材料として、潮解性を有する食塩を主成分とした粉体を使用するようにしている。また、無機材料からなる造形用の粉体材料としては、気硬性を有する石膏を主成分とする粉体が広く一般に用いられている。これらの材料はいずれも吸水性が高い。しかしながら、造形用材料としてアルミナ等のセラミック粉末を用いた場合は、その吸湿性が格段に低くなるため一層分の粉体層に供給される硬化液が過剰となりやすい。そのため、過剰に供給された水分は粉体層から周縁に滲み出し、造形物に粉吹き現象を発現させたり、造形精度を低下させたりする原因となっていた。
【０００５】
しかしながら、硬化液の水分を削減しバインダ濃度を高めると、吐出ヘッドからの硬化液の吐出精度が低下してしまったり、ノズル詰まりが発生し易くなったりするという新たな課題が生じ得た。また、粉体材料によっては予めバインダ成分が配合されているものもあり、硬化液としての水を粉体材料に対して十分に供給することも欠かせない要件となり得た。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば吸湿性の低い粉体材料を用いて造形を行う場合であっても、より高い造形精度で三次元造形物を造形することが可能な三次元造形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により、造形テーブルと、貯留部と、ラインヘッドと、移動機構と、粉体加熱装置と、制御装置と、を備える三次元造形装置が提供される。造形テーブルは、粉体材料が載置される。貯留部は、造形テーブルよりも上方に配置され、粉体材料を貯留する。ラインヘッドは、造形テーブルよりも上方に配置されるとともに、粉体材料を結合させる硬化液を吐出する複数の吐出孔を備えている。移動機構は、造形テーブルおよびラインヘッドのいずれか一方を他方に対して走査方向に移動させる。ここでラインヘッドの吐出孔は、走査方向に交わる方向に沿って直線状に配列されている。また、貯留部は、粉体材料を収容し下端に供給口を備える貯留槽と、貯留槽内に設けられ粉体材料を攪拌する攪拌装置とを備える。そして、攪拌装置を回転させることにより粉体材料を供給口から下方に排出可能に構成されている。粉体加熱装置は、造形テーブルの最上部に載置された粉体材料を加熱する。制御装置は、攪拌装置と移動機構とラインヘッドと粉体加熱装置とに接続され、少なくとも粉体加熱装置の駆動を制御するように構成されている。
【０００８】
本発明者らの検討によると、粉体積層造形においては、硬化作用の発現に必要な硬化液を粉体材料に供給した後、硬化液中の水分のみが時間の経過とともに徐々に周縁に滲み出す現象が起こり得ることがわかった。このことは、粉体材料として、吸水性の低い粉体や、当該吸水性の低い粉体と容浸材粉体との混合粉体、水硬性材料粉体、気硬性材料粉体、潮解性材料粉体等を使用する場合に、意図しない領域に硬化液を供給することとなり、粉吹きや造形精度の低下につながる。そこでここに開示される技術においては、硬化液の吐出にラインヘッドを使用し、一層あたりの硬化液の吐出を短時間で行うことによって、硬化に寄与しない過剰な水分（以下、単に「過剰水分」などという。）の滲み出しに要する時間を削減するようにしている。また同時に、加熱装置によって、硬化液が供給される前の粉体材料を十分に加熱しておき、過剰な水分が周縁に滲み出す前に当該過剰な水分を硬化層から短時間で除去するようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、硬化に寄与しない水分が粉体材料に供給された場合であっても、過剰な水分は粉体硬化層から速やかに除去される。これにより、当該過剰な水分が周縁に滲み出すことを抑制し、造形精度の高い三次元造形物を造形できる粉体積層式の三次元造形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した断面図である。
【図２】一実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した平面図である。
【図３】一実施形態に係る制御装置のブロック図である。
【図４】他の実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した断面図である。
【図５】他の実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した平面図である。
【図６】他の実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に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、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
【００１２】
［三次元造形装置］
図１は、三次元造形装置１の断面図である。図２は、三次元造形装置１の平面図である。図中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前方、後方、左方、右方、上方、下方を示している。また、図１の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ前後方向、左右方向、上下方向を示している。前後方向Ｘは走査方向に一致し、前方Ｆを第１の方向Ｘ１、後方Ｒｒを第２の方向と呼ぶ場合がある。また、上下方向Ｚは、三次元造形における積層方向に一致する。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１の構成および設置態様を何ら限定するものではない。
【００１３】
三次元造形装置１は、薄層状に敷かれた粉体材料２を硬化液で固めて断面層３Ａを形成し、これを上下方向Ｚに順次一体的に積層することによって三次元造形物３Ｂを造形する装置である。本実施形態の三次元造形装置１は、本体５と、移動機構７と、均し装置９と、貯留部１０と、造形部２０と、ラインヘッド３０と、粉体加熱装置４０と、送気装置４２と、制御装置５０と、を備えている。
以下、三次元造形装置１の各部の構成について説明する。
【００１４】
本体５は、走査方向Ｘに長い形状を有する三次元造形装置１の外装体である。本体５は、上方Ｕに開口を備える箱型に構成されている。本体５は、移動機構７と、造形部２０と、制御装置５０とを収容する。また、本体５は、均し装置９と、貯留部１０と、ラインヘッド３０と、粉体加熱装置４０と、送気装置４２とを支持する支持台でもある。
【００１５】
造形部２０は、本体５に収容されている。造形部２０は、造形槽２２と、粉体回収部２３と、造形テーブル２４と、テーブル昇降装置２５とを備えている。造形部２０の上面２１は平坦であって、この上面２１から凹むように造形槽２２と粉体回収部２３とが独立に並んで設けられている。造形槽２２の内部には、造形槽２２の底面に対応した形状の造形テーブル２４が設けられている。造形テーブル２４は、造形槽２２の内部側壁と隙間なく形成されている。この造形槽２２と造形テーブル２４の上面とで囲まれた領域が造形エリアである。造形エリアには粉体材料２が収容され、３次元造形物３Ｂの造形が行われる。
【００１６】
造形テーブル２４は、テーブル昇降装置２５によって下方から支持されている。テーブル昇降装置２５は、制御装置５０と電気的に接続されている。テーブル昇降装置２５は、造形テーブル２４を上下方向に移動させることができる。造形テーブル２４は、造形槽２２の内部を上下方向に昇降移動可能に構成されている。テーブル昇降装置２５としては特に限定されず、ここではシリンダ機構を採用している。テーブル昇降装置２５は、造形テーブル２４と後述のラインヘッド３０とを上下方向Ｚで相対的に移動させる移動機構の一つである。
【００１７】
粉体回収部２３は、造形部２０に過剰に供給された粉体材料２を回収するための収容部である。粉体回収部２３は、余剰の粉体材料を収容するための空間を有している。粉体回収部２３は、前後方向Ｘにおいて、造形槽２２の後方Ｒｒに設けられている。回収部２３は、回収した粉体材料２を取り出すための取り出し口（図示せず）を下方に備えている。
【００１８】
移動機構７は、本体５に収容されている。移動機構７は、本体５の底部に備えられ、造形部２０を支持している。移動機構７は、本体５の内部で造形部２０を前後方向Ｘに移動させる。換言すると、移動機構７は、造形テーブル２４をラインヘッド３０に対して走査方向に移動させるための移動装置の一例である。移動機構７は、ガイドレール７Ｇ、７Ｇ、キャリッジ７Ｃ、駆動モータ７Ｍを備えている。ガイドレール７Ｇ、７Ｇは、２本のレールによって構成されている。ガイドレール７Ｇ、７Ｇは、本体５の底部に前後方向Ｘに沿って配置されている。２本のガイドレール７Ｇ、７Ｇは、互いに左右方向Ｙに離間して配置されている。ガイドレール７Ｇ、７Ｇ上には、キャリッジ７Ｃが摺動自在に係合されている。キャリッジ７Ｃ上には造形部２０が固定されている。キャリッジ７Ｃは、駆動モータ７Ｍに接続されている。駆動モータ７Ｍは、制御装置５０に電気的に接続されている。駆動モータ７Ｍが回転駆動することで、キャリッジ７Ｃはガイドレール７Ｇ上を前後方向Ｘに移動することができる。
【００１９】
貯留部１０は、貯留槽１２と脚部１４Ｒ、１４Ｌと、攪拌装置１６とを備えている。
貯留槽１２は、粉体材料２を貯留する。貯留槽１２は、造形部２０よりも上方Ｕに位置するように、脚部１４Ｒ、１４Ｌによって支持されている。貯留槽１２は、平面視が左右方向Ｙに細長い矩形である。貯留槽１２の左右方向Ｙの寸法は、概ね造形槽２２の左右方向Ｙの寸法に対応する。また、貯留槽１２は、下方に向かうにつれて平面積が狭くなり、断面視が略逆三角形の形状を有している。貯留槽１２は、上面に開口１２ａを備えている。また、貯留槽１２は、下端にスリット状の供給部１２ｂを備えている。貯留槽１２は、供給部１２ｂを通じて粉体材料を貯留部１０の下方から外部に排出することができる。
【００２０】
なお、貯留槽１２は、後方Ｒｒ側の側壁１２ｃの傾斜が、前方Ｆ側の側壁１２ｄの傾斜よりも急である。貯留槽１２の後方Ｒｒ側には、後述の粉体加熱装置４０が設けられている。つまり、貯留槽１２は、粉体加熱装置４０が設けられている側である加熱側の側壁１２ｃの面積が、当該加熱側とは反対側の側壁１２ｄの面積よりも、小さくなるように構成されている。これにより、粉体加熱装置４０が発する熱によって貯留槽１２が加熱される面積を削減し、貯留槽１２に貯留される粉体材料の変質や劣化等を抑制することができる。
【００２１】
貯留槽１２の内部の下方Ｄであって、供給部１２ｂの上方Ｕには、粉体材料２を撹拌するための攪拌装置１６が設けられている。本例の攪拌装置１６は、複数の撹拌翼１６ａと、回転軸１６ｂとを備える回転横型撹拌機である。回転軸１６ｂは、貯留槽１２の長手方向に沿って配設されている。撹拌翼１６ａは、回転軸１６ｂを中心として放射状に備えられている。撹拌翼１６ａの形状は特に制限されず、例えば、パドル形、アンカー形、タービン形、らせん形、糸巻形等の各種の形態であってよい。攪拌装置１６は、図示しないモータに接続されている。モータは制御装置５０に電気的に接続されている。このモータによって回転軸１６ｂが回転されることにより、撹拌翼１６ａが回動して、粉体材料２を撹拌する。これにより粉体材料２の流動性を高め、供給部１２ｂへの粉体材料２の供給と、供給部１２ｂからの粉体材料２の排出とを促進することができる。
【００２２】
貯留部１０は、例えば、スライドすることにより供給部１２ｂを閉鎖可能なシャッター部材（図示せず）を備えることができる。シャッター部材とは、制御装置５０に電気的に接続されている。これにより、意図しないタイミングで供給部１２ｂから粉体材料２が排出されるのを防止することができる。
【００２３】
脚部１４Ｒ、１４Ｌは、本体５の前後方向Ｘの中央付近に立設されている。脚部１４Ｒの下端は、本体５の左右方向Ｙの右方Ｒの端部に固定されている。脚部１４Ｌの下端は、本体５の左右方向Ｙの左方Ｌの端部に固定されている。脚部１４Ｒ、１４Ｌの上端は、貯留槽１２の右方Ｒと左方Ｌの端部にそれぞれ固定されている。脚部１４Ｒ、１４Ｌは、貯留槽１２を造形部２０よりも上方Ｕに支持している。
【００２４】
なお、三次元造形物３Ｂの主たる構成材料である粉体材料２は、その組成や形態等は特に制限されず、樹脂材料、金属材料および無機材料等の各種の材料から構成された粉体を対象とすることができる。本実施形態では、吸水性の低い材料からなる粉体材料を用いた場合に本技術の優位性が明確に発揮されることから、粉体材料２としては吸水性の低い材料からなる粉体材料を好ましく用いることができる。このような吸水性の低い材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等のセラミック材料や、鉄、アルミニウム、チタンおよびこれらの合金（典型的にはステンレス鋼、チタン合金、アルミニウム合金）等が挙げられる。なお、これらの材料よりも相対的に高い吸水性を備える材料であっても、水硬性、気硬性、潮解性等を有する材料からなる粉体材料を用いた場合は、本技術の効果を効果的に得ることができる。このような材料としては、例えば、半水石膏（α型焼石膏、β型焼石膏）、アパタイト、食塩等が挙げられる。これらはいずれか１種の材料から構成されていてもよいし、２種以上が組み合わされていてもよい。
【００２５】
また、粉体材料２は、上記材料からなる粉体のみから構成されていてもよいし、上記材料からなる粉体を主材とし、副材として後述の硬化液の浸透を促進させる容浸材を含むこともできる。粉体材料２が予め容浸材を含んでいることで、硬化液が供給された際に強固で造形精度の高い三次元造形物３Ｂを得ることができる。硬化液としては、後述のように、例えば、水、ワックス、バインダ等が挙げられる。容浸材は、例えば、水容浸材、ワックス容浸材、バインダ容浸材等であり得る。かかる容浸材としては、典型的には、水溶性樹脂を用いることができる。水溶性樹脂は、水に対する溶解性を有し、水分を含んだときに結着性を示し得る高分子化合物である。かかる水溶性樹脂は特に制限されないが、例えば、澱粉、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、水溶性アクリル樹脂、水溶性ウレタン樹脂、水溶性ポリアミド等が挙げられる。
【００２６】
均し装置９は、造形テーブル２４上に供給された粉体材料２の表面を平らに均して均一な粉体層を形成する。均し装置９は、本体５の上方に設置されている。均し装置９は、スキージローラー９ａと図示しないモータとを備えている。スキージローラー９ａは、長尺の円筒形状を有している。スキージローラー９ａは、円筒軸が左右方向Ｙに沿うように配置されている。また、スキージローラー９ａは、左右方向Ｙの寸法が造形槽２２よりも長く、造形槽２２に架かるように設置されている。スキージローラー９ａの下端は、造形部２０の上面２１（すなわち造形槽２２の上端）との間に所定のクリアランス（間隙）が形成されるように、造形部２０の僅かに上方に設置されている。モータは、制御装置５０に電気的に接続されている。モータは、スキージローラー９ａを順方向または逆方向に回転させることができる。
【００２７】
ラインヘッド３０は、粉体材料を結合させる硬化液を造形槽２１内の粉体材料に対して吐出する装置である。ラインヘッド３０は、造形部２０よりも上方に位置するように、本体５に設置されている。ラインヘッド３０の左右方向Ｙの寸法は造形槽２２よりも長い。ラインヘッド３０は、造形槽２２に架かるように左右方向Ｙに沿って設置されている。ラインヘッド３０における硬化液の吐出機構は特に制限されず、例えばインクジェット方式である。ラインヘッド３０の下面には、硬化液を吐出する複数の吐出孔３２が備えられている。複数の吐出孔３２は、造形部２０の造形エリアを左右方向Ｙに覆うように、ライン状に配列されている。ラインヘッド３０の下面と造形部２０の上面２１との間には所定のクリアランスが形成されるようにその配置が調整されている。ラインヘッド３０は、制御装置５０に電気的に接続されている。ラインヘッド３０による硬化液の吐出は、制御装置５０によって制御される。
【００２８】
吐出孔３２は、図示しない粒路を介して図示しない硬化液タンクに連通されている。硬化液としては、粉体材料に応じて、当該粉体材料を構成する粒子同士を結着させることが可能な液体（粘性体を含む。）が用いられる。硬化液としては、例えば、水、ワックス、バインダ等を含む液体が挙げられる。また、粉体材料が副材として水溶性樹脂を有している場合には、硬化液として、水溶性樹脂を溶解可能な液体、例えば水を用いることもできる。
【００２９】
粉体加熱装置４０は、造形テーブル２４上に配置された粉体材料２の表面を暖めるための装置である。粉体加熱装置４０は、造形テーブル２４上の最も上方に用意された一層分の粉体材料２を選択的に加熱する。粉体加熱装置４０は、硬化液が供給される前から少なくとも硬化液が粉体材料２に供給される直前まで、粉体材料２を加熱する。このことにより、硬化液が粉体材料２に供給されると即時に、硬化液の含浸と、硬化液中の水分の蒸発とを促進させることができる。本例の粉体加熱装置４０は、造形テーブル２４よりも上方Ｕに配置されている。粉体加熱装置４０は、造形部２０よりも上方Ｕに位置するように本体５に固定されている。
【００３０】
粉体加熱装置４０の加熱方式は特に限定されない。加熱方式としては、例えば、ヒータやランプによる直接加熱方式、赤外線を照射する輻射伝熱加熱方式、マイクロ波を照射する内部発熱加熱方式、抵抗加熱方式等が挙げられる。このような加熱方式の加熱装置としては、例えば、例えば、ハロゲンランプヒータ、セラミックヒータ、遠赤外線ヒータ、近赤外線ヒータ、電子線ヒータ、レーザー加熱装置等が挙げられる。なかでも、構成の簡単な直接加熱方式の加熱装置や、水分を選択的に加熱することができる電子線ヒータ等が好ましい。本実施形態の加熱装置４０はライン状のハロゲンヒータである。ハロゲンヒータは、長手方向が左右方向Ｙとなるように本体５に固定されている。ハロゲンヒータの発熱領域は左右方向Ｙに長く、造形槽２２の左右方向Ｙの寸法に一致する。粉体加熱装置４０は、造形槽２２の表面の粉体材料を、例えば３０℃以上、好ましくは４０℃以上に加熱することができる。なお、粉体材料２が水溶性樹脂を含む場合は、粉体の加熱温度は、例えば当該水溶性樹脂のガラス転移点Ｔｇ以下の温度まで加熱可能な構成であるとよい。粉体加熱装置４０は、制御装置５０と電気的に接続されている。粉体加熱装置４０の駆動や、粉体加熱装置４０による粉体材料の加熱温度は、制御装置５０により制御することができる。
【００３１】
送気装置４２は、三次元造形装置１の必須の構成要素ではないが、本実施形態においては、送気装置４２が粉体加熱装置４０に付加的に備えられている。送気装置４２は、気体を送る装置である。送気装置４２は、例えば一つまたは複数のファンにより構成されている。本実施形態の送気装置４２は、比較的軽量で小型の３つのファンにより構成されている。３つのファンは、左右方向Ｙに配列して粉体加熱装置４０に設置されている。送気装置４２は、粉体加熱装置４０の上方Ｕであって、かつ、前方Ｆに固定されている。送気装置４２は、粉体加熱装置４０によって直接的に加熱されることはない。送気装置４２は、造形テーブル２４の最上部に載置された粉体材料に向けて送る。送気装置４２は、例えば、粉体加熱装置４０によって加熱された気体を粉体材料に向けて送る。送気装置４２は、制御装置５０と電気的に接続されている。送気装置４２の駆動は制御装置５０により制御することができる。送気装置４２は、周辺の空気を、粉体材料の表面において３ｍ／ｓ以下（例えば、１ｍ／ｓ程度）の風速で送ることができるように構成されている。
【００３２】
本実施形態において、均し装置９と、貯留部１０と、ラインヘッド３０と、粉体加熱装置４０とは、本体５に固定されており、これらは造形部２０よりも上方Ｕに配置されている。送気装置４２は、粉体加熱装置４０に固定されている。また、これらは、前後方向Ｘの後方Ｒｒから、粉体加熱装置４０、送気装置４２、貯留部１０、均し装置９、ラインヘッド３０の順に配置されている。このことにより、造形部２０を、移動機構７によって後方Ｒｒから前方Ｆに向かって移動させたときに、造形槽２２は、順に、粉体加熱装置４０、貯留部１０、均し装置９、ラインヘッド３０の下を通過する。その結果、造形槽２２の走査方向Ｘへの一度の走査中に、貯留部１０からの粉体材料の供給と、均し装置９による粉体材料の均しと、ラインヘッド３０による硬化液の供給とを実施することができる。また、粉体加熱装置４０によって造形槽２２に供給された粉体材料を即時に、かつ、少なくとも硬化液が供給されるまで、加熱することができる。さらに、送気装置４２によって、粉体材料の加熱と、粉体材料からの水分の除去とを促進することができる。
【００３３】
制御装置５０は、三次元造形装置１の各部の動作を包括的に制御する。制御装置５０の構成は特に限定されない。制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記制御プログラム等の各種データを格納する記憶部５４と、を備えている。
【００３４】
図３は、制御装置５０のブロック図である。制御装置５０は、移動制御部５１と、造形制御部５２と、加熱制御部５３と、上述の記憶部５４とを有している。記憶部５４は、出力記憶部５４ａと、硬化液量記憶部５４ｂと、吸湿性記憶部５４ｃと、湿度情報記憶部５４ｄと、造形モード記憶部５４ｅとを備えている。これらの制御装置５０の各部は、ハードウェア（例えば、回路）により構成されていてもよく、ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することにより機能的に実現されるようになっていてもよい。
【００３５】
移動制御部５１は、移動機構７の駆動モータ７Ｍと、造形部２０のテーブル昇降装置２５とにそれぞれ電気的に接続され、これらを制御可能に構成されている。移動制御部５１は、移動機構７の駆動モータ７Ｍを駆動することによって、造形部２０を走査方向Ｘの第１方向Ｘ１（ここでは前方Ｆ）または第２方向Ｘ２（ここでは後方Ｒｒ）に移動させる。移動制御部５１は、造形部２０のテーブル昇降装置２５を駆動することによって、造形テーブル２４を上下方向Ｚの上方Ｕまたは下方Ｄに移動させる。
【００３６】
造形制御部５２は、貯留部１０の撹拌装置１６のモータおよびシャッター部材と、ラインヘッド３０とに電気的に接続されており、これらをそれぞれ制御可能に構成されている。造形制御部５２は、攪拌装置１６のモータとシャッター部材とをそれぞれ独立に、あるいは、連携して駆動することによって、供給部１２ｂから所定量の粉体材料２を下方に連続的に排出することができる。造形制御部５２は、ラインヘッド３０を駆動することによって、ラインヘッド３０の所定の吐出孔３２から所定のタイミングで硬化液を吐出させることができる。
【００３７】
加熱制御部５３は、粉体加熱装置４０と、送気装置４２とに、電気的に接続されている。加熱制御部５３は、粉体加熱装置４０に備えられたハロゲンヒータの駆動（オン）と停止（オフ）の切り替え（スイッチング）や、駆動時の出力等を制御することができる。加熱制御部５３は、送気装置４２に備えられたファンの駆動（オン）と停止（オフ）の切り替え（スイッチング）や、駆動時の出力等を制御することができる。これにより、粉体材料２の温度を任意に調整可能に構成されている。また、粉体材料２の最上面の気流速度を調整可能に構成されている。
【００３８】
出力記憶部５４ａは、粉体加熱装置４０の出力を記憶する。出力記憶部５４ａは、例えば、造形条件に応じて、さまざまなヒータ出力を記憶することができる。硬化液量記憶部５４ｂは、ラインヘッド３０から吐出される硬化液の液量を記憶する。硬化液量記憶部５４ｂは、例えば、一層ごとにラインヘッド３０から吐出される硬化液の総量を記憶することができる。吸湿性記憶部５４ｃは、例えば、粉体材料の吸湿性について記憶する。湿度情報記憶部５４ｄは、造形環境の湿度情報について記憶する。湿度情報記憶部５４ｄは、例えば造形に適した好適湿度とともに、ユーザが入力した造形時の環境湿度情報等を記憶することができる。造形モード記憶部５４ｅは、三次元造形装置１の造形態様について記憶する。造形モード記憶部５４ｅは、例えば、三次元造形装置１が、ラインヘッド３０が造形テーブル２４に対して走査方向の一の方向に移動するときにのみ硬化液を吐出する片方向造形で造形するか、あるいは、ラインヘッド３０が造形テーブル２４に対して走査方向の一の方向および他の方向の両方に移動するときに硬化液を吐出する双方向造形で造形するか、などの情報を記憶する。
【００３９】
［三次元造形物の造形方法］
本実施形態の三次元造形装置１では、例えば以下の手順によって三次元造形物を造形する。ユーザは、まず、造形しようとする目的の立体造形物についての造形データを用意し、記憶部５４に記憶させる。この造形データは、目的の立体造形物を、任意の面方向で所定の厚みにスライスしたときの各断面層に関する断面形状データの集合からなる。各断面層についての断面形状データは、例えばラスタ方式のデータにより構成される。このような造形データをスライスデータという。造形に際し、スライス面の面ベクトルが、各断面層の積層方向であり、造形における上下方向Ｚに一致する。また、断面層のスライス厚みが、造形における「一層分の厚み」に対応する。
【００４０】
本実施形態では、造形用材料として、アルミナ粉と水溶性樹脂粉との混合粉体を使用する。硬化液としては、水を使用する。この造形用材料と上記スライスデータとから、造形において粉体層の一層ごとに供給される硬化液の液量が算出され、硬化液量記憶部５４ｂに記憶される。また、かかる混合粉体に対応する吸湿性に関する情報が、吸湿性記憶部５４ｃに記憶される。さらに、ユーザが造形開始時の造形環境の湿度を入力することにより、造形環境の湿度情報が湿度情報記憶部５４ｄに記憶される。本実施形態では、片方向造形により造形を行う。ユーザの設定に基づき、片方向造形に対応する造形モード情報等が、造形モード記憶部５４ｅに記憶される。加熱制御部５３は、混合粉体の吸湿性と、一層ごとに供給される硬化液の液量と、造形環境の湿度情報と、造形速度や造形方向等の造形モード情報とに基づき、粉体加熱装置４０と送気装置４２の最適出力を算出する。算出された最適出力は、例えば第１出力として出力記憶部５４ａに記憶される。
【００４１】
制御装置５０は、粉体材料２を造形テーブル２４上に供給する。
具体的には、制御装置５０は、まず、造形部２０を前後方向Ｘの後方Ｒｒに移動させる。そして制御装置５０は、テーブル昇降装置２５を駆動させることにより、造形テーブル２４の造形方向Ｚの高さが造形を開始するに適した高さとなるように調整する。例えば、第１層目の造形の際には、造形槽２２内の造形テーブル２４または粉体材料２からなる造形開始面が、造形部２０の上面２１から一層分の厚みだけ下方に位置するように、造形テーブル２４の高さを調整するとよい。また、制御装置５０は、貯留部１０の攪拌装置１６を作動させる。制御装置５０は、均し装置９のスキージローラー９ａを順方向（図１では時計回り）に回転させる。
【００４２】
そして、制御装置５０は、移動機構７を駆動させて、造形部２０を後方Ｒｒから前方Ｆに向けて所定のスピードで移動させる。造形槽２２の前端が、貯留部１０の供給部１２ｂの下方に到達するのにあわせて、貯留部１０のシャッター部材をスライドさせて供給部１２ｂを開放する。これにより、前方Ｆに向けて移動する造形部２０の造形槽２２に粉体材料２を供給する。粉体材料２は、造形テーブル２４の上に、前方Ｆから後方Ｒｒに向けて連続的に少量ずつ供給される。換言すると、粉体材料２は移動する造形テーブル２４上に満遍なく供給される。粉体材料２は、通常、一層の粉体層を形成するのに必要な量よりも多めに造形テーブル２４に供給される。
【００４３】
また、造形槽２２の前端が、貯留部１０の供給部１２ｂの下方に到達するのにあわせて、制御装置５０は、粉体加熱装置４０を駆動させる。このとき、制御装置５０は、粉体加熱装置４０の出力を、出力記憶部５４ａに記憶された第１出力に設定する。粉体加熱装置４０は、造形槽２２に向かって加熱を開始する。粉体加熱装置４０による加熱領域は、貯留部１０の供給部１２ｂの下方から、少なくともラインヘッド３０よりもやや後方Ｒｒの領域に設定されている。これによって、造形テーブル２４の上に供給された粉体材料２を、所定の温度にまで加熱する。
【００４４】
引き続き、制御装置５０は、造形部２０を前方Ｆに所定のスピードで移動させる。すると、造形槽２２は、均し装置９の下方を通過する。このことにより、造形テーブル２４上に供給された粉体材料２は、スキージローラー９ａによって上面を平らに均される。スキージローラー９ａは、粉体材料２が過剰に供給された場合、回転しながら過剰な粉体材料２の通過を阻止する。このことにより、造形テーブル２４上に、所定の１層分の厚みで粉体材料が敷き詰められる。これにより一層分の粉体層を用意することができる。なお、粉体層は、引き続き粉体加熱装置４０により加熱される。
【００４５】
また、スキージローラー９ａで差し止められた余分な粉体材料２は、造形部２０の後方Ｒｒに移送される。その結果、余分な粉体材料２は粉体回収部２３に回収される。このとき、粉体材料２は移動する造形テーブル２４上に満遍なく供給されている。したがって、スキージローラー９ａによる粉体材料２の均しおよび移送に際し、粉体材料２が過度に圧密されたり、圧密ムラができたりするのが抑制される。これにより、より均質な粉体層を用意することができ、寸法誤差の少ない造形を行うことができる。
【００４６】
制御装置５０は、造形部２０を更に前方Ｆに所定のスピードで移動させる。すると、造形槽２２は、ラインヘッド３０の下方に差しかかる。制御装置５０は、造形部２０を移動させながら、スライスデータに基づき、ラインヘッド３０から硬化液を吐出させる。このことにより、造形テーブル２４上に用意された粉体層に、スライスデータに対応した所定の断面形状に硬化液が供給される。粉体層は加熱されているため、硬化液は粉体材料２に速やかに浸透するとともに、その後水分の蒸発が促進される。これによって、過剰な水分がその後時間の経過とともに周縁に染み出すことを抑制することができる。このことにより、造形テーブル２４上に第１層目の断面層３Ａを形成することができる。
【００４７】
制御装置５０は、例えば、スキージローラー９ａが造形部２０の粉体回収部２３の上方Ｕに到達するのにあわせて、貯留部１０のシャッター部材をスライドさせて供給部１２ｂを閉じることができる。これにより、一層目の造形工程が完了する。このとき、制御装置５０は、貯留部１０の攪拌装置１６、スキージローラー９ａの回転モータおよび粉体加熱装置４０の駆動を、それぞれ独立に、停止してもよいし、停止しなくてもよい。本実施形態では、攪拌装置１６、スキージローラー９ａの回転モータおよび粉体加熱装置４０の駆動は停止しないこととする。
【００４８】
その後、三次元造形装置１は、引き続き２層目以降の造形を行う。
具体的には、制御装置５０は、移動機構７を駆動して、再び、造形部２０を前後方向Ｘの後方Ｒｒに移動させる。このとき、粉体加熱装置４０が駆動したままであるため、加熱によって第１層目の断面層３Ａの乾燥および硬化を促進させることができる。制御装置５０は、テーブル昇降装置２５を駆動させることにより、造形テーブル２４の造形方向Ｚの高さが造形を開始するに適した高さとなるように調整する。例えば、第２層目以降の造形の際には、造形テーブル２４を粉体層の一層分の厚みだけ下方に下降させるとよい。これにより、造形テーブル２４上に、新たに造形空間が形成される。
【００４９】
制御装置５０は、移動機構７を駆動させて、造形部２０を後方Ｒｒから前方Ｆに向けて所定のスピードで移動させる。そして、造形槽２２の前端が、貯留部１０の供給部１２ｂの下方に到達するのにあわせて、貯留部１０のシャッター部材をスライドさせて供給部１２ｂを開口する。これにより、新たに形成された造形空間に粉体材料２が供給される。同時に、粉体加熱装置４０は、造形テーブル２４上に供給された粉体材料２を加熱する。引き続き、造形槽２２がスキージローラー９ａの下方を通過することで、供給された粉体材料２が均一に敷き詰められる。これによって粉体層が用意される。また、造形槽２２がラインヘッド３０の下方を通過するのに併せて、制御装置５０は、スライスデータに基づき、粉体層に対して硬化液を吐出する。これにより、上記で形成した第１層目の断面層３Ａの上に、一体的に第２層目の断面層３Ａを形成する。
【００５０】
上記のように、粉体材料２の供給、加熱、均し、および、硬化液の供給という一連の操作を、スライスデータに含まれる断面の数だけ繰り返し行う。これにより、複数の断面層３Ａが一体的に上下方向Ｚに積み上げられて、所望の三次元造形物３Ｂが造形される。
【００５１】
本実施形態において、硬化液の吐出装置としてラインヘッド３０を採用している。これにより、一層あたりの硬化液の吐出を短時間で実施することができる。また併せて、粉体加熱装置４０によって、造形テーブル２４に載置された粉体材料を加熱するようにしている。このことによって、硬化液に含まれる過剰な水分が時間の経過とともに硬化層から下層等の周縁に滲み出す前に、当該過剰な水分の蒸発を促進することができる。その結果、滲み出した水分によって本来意図しない領域の粉体材料２が硬化することが抑制される。換言すると、三次元造形物３Ｂからの粉吹き現象を抑制することができる。
【００５２】
なお、粉体材料として、例えば、上記の混合粉を用いると、水溶性樹脂粉の周囲に供給されたり浸透した硬化液は、水溶性樹脂粉に十分に吸収される。一方で、アルミナ粉の周囲に供給されたり浸透した硬化液は、周縁の水溶性樹脂粉に吸収されない限り、過剰な水分となる。この過剰な水分は、引き続き造形が進行して更に上方に粉体層や断面層３Ａが形成されてしまうと、容易に蒸発できずに周縁の粉体材料２の水溶性樹脂粉に吸収されてしまう。つまり、粉吹きを生じてしまう。したがって、過剰な水分は、断面層３Ａが造形テーブル２４上の最表面に露出している間に蒸発して断面層３Ａから除去されることが好ましい。この点において、本実施形態は、断面層３Ａが造形テーブル２４上の最表面に露出している間に過剰な水分の蒸発を適切に促進できるために好ましい。
【００５３】
また本実施形態において、制御装置５０は、移動機構７によって造形テーブル２４を走査方向Ｘに移動させながら、貯留槽１２から粉体材料２を造形テーブル２４上に排出させ、粉体加熱装置４０を駆動させて造形テーブル２４に載置された粉体材料２の上面を加熱し、ラインヘッド３０によって、加熱された粉体材料２に対して硬化液を供給するように構成されている。つまり、ラインヘッド３０を採用し、貯留槽１２の一度の走査によって１つの層を造形しているため、造形をより一層高速化することができる。高速造形は、粉体積層造形において潜在的に求められる要求の一つである。なお、粉体材料２の適切な加熱を行わずに高速造形を行うと、過剰な水分が蒸発しない間にさらに上方に粉体層や断面層３Ａが形成されてゆくため、造形槽２２内に埋め込まれる過剰な水分の量も増大してしまい、粉吹き現象が加速されてしまう。本実施形態では、このような高速造形に際しても、過剰な水分がより早い段階で蒸発が促進されているため、粉吹き現象を好適に抑制することが可能とされる。
【００５４】
本実施形態では、粉体加熱装置４０とラインヘッド３０との相対的な位置が変わらないように粉体加熱装置４０およびラインヘッド３０を支持する支持部材を備え、粉体加熱装置４０は、ラインヘッド３０に対し、ラインヘッド３０が硬化液を吐出しながら造形テーブル２４に対して相対的に移動するときの進行方向（第２の方向Ｘ２）の前方に配置されている。換言すると、粉体加熱装置４０は、ラインヘッド３０に対して、造形テーブル２４の走査方向（第１の方向Ｘ１）の後方Ｒｒに配置されている。このことにより、１つの粉体加熱装置４０によって、造形テーブル２４上に粉体材料２が供給されたときから少なくともラインヘッド３０から硬化液が供給されるまでの間、粉体材料２を連続して加熱することができる。これにより、短時間で効率的に粉体材料２の加熱を実施することができる。
【００５５】
本実施形態において、三次元造形装置１は、前記走査方向Ｘにおける貯留部１０およびラインヘッド３０の間に配置され、造形テーブル２４上に供給された粉体材料２の表面を均一に均す均し装置９を備えている。均し装置９は、走査方向Ｘにおいて、貯留槽１２およびラインヘッド３０の間に配置が固定されている。このことにより、造形テーブル２４上に粉体材料２を均一に敷き詰めることができ、高い造形精度を確保することができる。また、均し装置９を移動させる必要がないため、造形時間の短縮と装置の簡略化を図ることができる。
【００５６】
本実施形態において、粉体加熱装置４０は、ラインヘッド３０に沿う方向に延びる形状に構成されている。これにより、造形に供される粉体材料２を効率的に加熱することができる。また、ラインヘッド３０の加熱を抑制し、ノズルつまり等の問題を抑制することができる。
【００５７】
本実施形態において、制御装置５０は、ラインヘッド３０を造形テーブル２４に対して走査方向Ｘのうち第２の方向Ｘ２に移動させるときにラインヘッド３０から硬化液を吐出させ、第１の方向Ｘ１に移動させるときは硬化液を吐出しないように制御していた。また、制御装置５０は、ラインヘッド３０が造形テーブル２４に対して走査方向Ｘのうち第２の方向Ｘ２に移動されているときと、第１の方向Ｘ１に移動されているときの両方において、粉体加熱装置４０を駆動させるように構成されていた。これにより、断面層３Ａが表面に露出しているときに過剰な水分の蒸発が促進されるために好ましい。また、過剰な水分を含む断面層３Ａが造形槽２２の内部に埋もれて、過剰な水分を周縁に滲み出すのを抑制することができるために好ましい。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
【００５９】
本実施形態において、三次元造形装置１は、造形テーブル２４の最上部に載置された粉体材料に向けて送る送気装置４２を備えていた。また、送気装置４２は、粉体加熱装置４０に備えられていた。しかし、上記実施形態では、送気装置４２は特に駆動されなかった。しかしながら、三次元造形装置１は、例えば、造形に際して、送気装置４２によって粉体材料に気体を送ることができる。例えば、制御装置５０は、粉体加熱装置４０の駆動にあわせて送気装置４２を駆動させることができる。このことにより、送気装置４２は、例えば、粉体加熱装置４０が発する熱を、粉体材料に好適に送ることができる。これにより、粉体材料の加熱と乾燥とを好適に実施することができる。また、粉体加熱装置４０として相対的に出力の低い装置を用いたり、粉体材料の加熱のための粉体加熱装置４０の出力を抑制したりすることができる。あるいは、制御装置５０は、粉体加熱装置４０の駆動と連携して、または、独立して、送気装置４２を駆動させることができる。送気装置４２の駆動により、加熱された粉体材料の周辺の換気が促進される。このことにより、硬化液が供給された断面層３Ａから過剰な水分が蒸発するのを好適に促進することができる。
【００６０】
上記した実施形態では、ラインヘッド３０は本体５に固定され、造形テーブル２４がラインヘッド３０に対して走査方向Ｘに移動可能に構成されていた。しかしながら、三次元造形装置１の構成はこれに限定されずない。例えば、造形テーブル２４を含む造形部２０の全体が本体５に固定され、ラインヘッド３０が造形テーブル２４に対して走査方向Ｘに移動可能に構成されていてもよい。この場合、例えば、貯留部１０、均し装置９およびラインヘッド３０が一体的に構成されていてもよい。そして、これら貯留部１０、均し装置９およびラインヘッド３０を、移動機構７によって、造形部２０に対して走査方向Ｘに移動可能に構成してもよい。かかる構成によっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
上記実施形態では、粉体加熱装置４０が、走査方向Ｘにおいて貯留部１０よりも後方Ｒｒに配置されていた。しかしながら、三次元造形装置１の構成はこれに限定されない。粉体加熱装置４０は、図４に示すように、貯留部１０の少なくとも一部よりも前方Ｆに配置されていてもよい。これにより、ラインヘッド３０の加熱をより確実に抑制することができ、ラインヘッド３０の補修とメンテナンスに要する負担を軽減することができる。
【００６２】
さらに、粉体加熱装置４０の配置は、走査方向Ｘでは貯留部１０と重畳してもよい。例えば、粉体加熱装置４０は、貯留槽１２の下方であって、本体５の左方Ｌおよび右方Ｒの少なくともいずれか一方に配置してもよい。図５は、粉体加熱装置４０が貯留部１０の左方Ｌに配置された場合の平面図である。この場合、粉体加熱装置４０は、貯留部１０の左方Ｌの脚部１４Ｌに固定されている。かかる構成によっても、造形テーブル２４に供給された粉体材料２を好適に加熱することができる。
【００６３】
上記した実施形態では、三次元造形装置１の構成の理解を助けるため、貯留槽１２の上下方向Ｚの位置を、ラインヘッド３０よりも高い位置としていた。しかしながら、三次元造形装置１の構成はこれに限定されない。脚部１４Ｒ、１４Ｌの上下方向Ｚの寸法は、貯留槽１２を造形部２０よりも上方Ｕに配置できる高さであれば特に制限されない。貯留槽１２の上下方向Ｚの位置は、例えば図６に示すように、ラインヘッド３０と同程度の高さまで低下させることができる。これにより、粉体材料２を下方に吐出したときの粒子の舞い上がりを抑制することができる。その結果、例えば、ラインヘッド３０に粉体材料が付着するのを抑制することができ、ラインヘッド３０の補修とメンテナンスに要する負担を軽減することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、粉体加熱装置４０による出力は一定の第１出力に設定されていた。しかしながら、三次元造形装置１の構成はこれに限定されない。例えば、硬化液量記憶部５４ｂには、粉体層の一層ごとに供給される硬化液の液量（総量）が記憶されている。そこで、例えば制御装置５０は、第ｎ層目の造形において、一回の走査でラインヘッド３０から吐出される硬化液の総量が第１の量のときに、粉体加熱装置４０の出力を第１出力に設定する。そして、第ｍ層目の造形において、一回の走査でラインヘッド３０から吐出される硬化液の総量が第１の量よりも多い第２の量のときには、粉体加熱装置４０の出力を第１出力よりも大きい第２出力に設定するように構成されていてもよい。ここで、上記のｎおよびｍは自然数であり、ｎ≠ｍである。これにより、各層ごとに供給される硬化液の液量に適した粉体材料２の加熱を実施することができる。
【００６５】
上記実施形態では、貯留部１０が１つのみ備えられていた。しかしながら、三次元造形装置１は、貯留部１０を２つ以上備えることができ、異なる２種以上の粉体材料を用いて造形することができる。ここで例えば、吸湿性記憶部５４ｃには、粉体材料に対応する吸湿性に関する情報が記憶されている。制御装置５０は、第１の粉体材料を用いて造形するときに、上記と同様、粉体加熱装置４０の出力を第３出力に設定することができる。そして第１の粉体材料よりも吸湿性の低い第２の粉体材料を用いて造形するときに、粉体加熱装置４０の出力を第３出力よりも大きい第４出力を基準として設定するように構成することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、粉体加熱装置４０による出力は一定の第１出力に設定されていた。しかしながら、例えば、制御装置５０は、湿度情報を記憶する湿度情報記憶部５４ｄを備えていた。したがって、制御装置５０は、湿度情報記憶部５４ｄに記憶された湿度情報が第１の湿度であるときに、粉体加熱装置４０の出力を第５出力を基準として設定し、湿度情報部５４ｄに記憶された湿度情報が第１の湿度よりも高い第２の湿度であるときに、粉体加熱装置４０の出力を第５出力よりも大きい第６出力を基準として設定するように構成されていてもよい。これにより、造形環境に応じて粉体材料２を適切に加熱することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１    三次元造形装置
７    移動機構
９    均し装置
１０  貯留部
２０  造形部
３０  ラインヘッド
４０  粉体加熱装置
４２  送気装置
５０  制御装置
【図１】
2019006078.tif 000003
【図２】
2019006078.tif 000004
【図３】
2019006078.tif 000005
【図４】
2019006078.tif 000006
【図５】
2019006078.tif 000007
【図６】
2019006078.tif 000008