(57)【要約】【課題】３次元造形物をステージから取り外す際に、３次元造形物の変形や破損を防止すると共に、３次元造形物をステージから容易に取り外すことができる３次元造形装置を提供すること。【解決手段】３次元造形装置は、ノズルから吐出される樹脂材料が保持されるステージ５０を備え、ステージ５０は、第１造形面５２を備えた第１部材５１と、第１造形面５２と隣り合う第２造形面６２を備えた第２部材６１と、第１部材５１と第２部材６１とに連結された第３部材６８と、を備え、第３部材６８は、第２部材６１を下方に移動させ、第２造形面６２を第１造形面５２より下方に配置させ、かつ、第２部材６１を上方に移動させ、第１造形面５２を第２造形面６２より下方に配置させるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、
樹脂材料を吐出するノズルを備えた造形ヘッドと、
前記造形ヘッドの下方に配置され、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持されるステージと、を備え、
前記ステージは、
前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持される第１造形面を備えた第１部材と、
前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持され、平面視において前記第１造形面と隣り合う第２造形面を備えた第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とに連結された第３部材と、を備え、
前記第１造形面および前記第２造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記ノズルから前記第１造形面および前記第２造形面に前記樹脂材料が吐出され、
前記第３部材は、前記第２部材を下方に移動させ、前記第２造形面を前記第１造形面より下方に配置させ、かつ、前記第２部材を上方に移動させ、前記第１造形面を前記第２造形面より下方に配置させるように構成されている、３次元造形装置。
【請求項２】
光硬化性樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、
光硬化性樹脂を収容する槽と、
前記槽が載置され、前記光硬化性樹脂に照射する光を通過させる光通過部を有する台と、
前記台の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光通過部を通じて前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、
前記槽の上方において昇降自在に設けられ、下降したときに前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、上昇するときに、前記光が照射されて硬化した前記光硬化性樹脂を吊り上げるステージと、を備え、
前記ステージは、
前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持される第１造形面を備えた第１部材と、
前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持され、底面視において前記第１造形面と隣り合う第２造形面を備えた第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とに連結された第３部材と、を備え、
前記ステージは、前記第１造形面および前記第２造形面の上下方向の位置が同じであるときに、前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、
前記第３部材は、前記第２部材を下方に移動させ、前記第２造形面を前記第１造形面より下方に配置させ、かつ、前記第２部材を上方に移動させ、前記第１造形面を前記第２造形面より下方に配置させるように構成されている、３次元造形装置。
【請求項３】
前記第１造形面は、複数の第１保持面から構成され、
前記第２造形面は、複数の第２保持面から構成され、
前記複数の第１保持面と前記複数の第２保持面とは、交互に配置されている、請求項１または２に記載の３次元造形装置。
【請求項４】
前記第１造形面および前記第２造形面のいずれかは、複数の保持面から構成され、
前記複数の保持面は、相互に隣り合わない、請求項１または２に記載の３次元造形装置。
【請求項５】
前記第１部材は、前記第１造形面と前記第１造形面の反対側に位置する第１面とを備えた第１支持部と、前記第１支持部の上方または下方に離間して配置され、前記第１支持部と対向する対向面とを備えた本体部と、を備え、
前記第２部材は、前記第２造形面と前記第２造形面の反対側に位置する第２面とを備えた第２支持部を備え、
前記ステージは、前記第１支持部および前記第２支持部と前記本体部との間に配置され、着脱可能なストッパを備え、
前記第１造形面および前記第２造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記第１面および前記第２面の上下方向の位置は同じであり、かつ、前記ストッパは、前記第１面および前記第２面と前記対向面とに接触する、請求項１から４のいずれか一項に記載の３次元造形装置。
【請求項６】
前記第３部材は、ねじであり、
前記ねじは、前記第１部材に回転可能に固定され、
前記第２部材は、前記ねじに係合する雌ねじ部を備え、前記ねじの回転に伴って上下方向に移動する、請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の断面形状の樹脂材料を順次積層し、樹脂材料を硬化させることによって３次元造形物を造形する３次元造形装置が知られている。
【０００３】
この種の３次元造形装置として、例えば、引用文献１に示すように、樹脂材料を吐出するノズルを備えた造形ヘッドと、吐出された樹脂材料を保持するステージとを備えた３次元造形装置が知られている。ノズルから樹脂材料が吐出されることによって、ステージ上に３次元造形物が造形される。また、引用文献２に示すように、液体の光硬化性樹脂を収容する槽と、槽の下方に配置された光を照射する光源と、槽の上方に配置された昇降自在なステージと、を備えた３次元造形装置が知られている。槽内に収容された液体の光硬化性樹脂に光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させることによってステージの下面に３次元造形物が造形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８０３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−０３９５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、３次元造形物の造形が完了した後には、ステージから３次元造形物を取り外す。完成した３次元造形物は、ステージに固着している。このため、３次元造形物を引っ張ったり、３次元造形物とステージとの間にヘラを差し込んだりすることによって、３次元造形物をステージから引きはがさなければならない。しかし、３次元造形物を引っ張ることによって、３次元造形物をステージから引きはがす場合には、３次元造形物に引っ張り力が加わるため、３次元造形物が変形したり破損したりする虞がある。また、３次元造形物とステージとの間にヘラを差し込むことによって、３次元造形物をステージから引きはがす場合には、３次元造形物のうち、ヘラを差し込んだ部分にのみ力が加わるため、該部分が変形したり破損したりする虞がある。特に、３次元造形物とステージとの接触面積が大きいほど、３次元造形物をステージから引きはがす力が大きくなり、上記変形や破損の虞が高くなる。
【０００６】
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、３次元造形物をステージから取り外す際に、３次元造形物の変形や破損を防止すると共に、３次元造形物をステージから容易に取り外すことができる３次元造形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る３次元造形装置は、樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、樹脂材料を吐出するノズルを備えた造形ヘッドと、前記造形ヘッドの下方に配置され、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持されるステージと、を備え、前記ステージは、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持される第１造形面を備えた第１部材と、前記ノズルから吐出される前記樹脂材料が保持され、平面視において前記第１造形面と隣り合う第２造形面を備えた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とに連結された第３部材と、を備え、前記第１造形面および前記第２造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記ノズルから前記第１造形面および前記第２造形面に前記樹脂材料が吐出され、前記第３部材は、前記第２部材を下方に移動させ、前記第２造形面を前記第１造形面より下方に配置させ、かつ、前記第２部材を上方に移動させ、前記第１造形面を前記第２造形面より下方に配置させるように構成されている。
【０００８】
本発明に係る３次元造形装置によれば、第３部材は、第２部材を下方に移動させ、第２造形面を第１造形面より下方に配置させるように構成されている。このため、第１造形面および第２造形面に形成された３次元造形物には、第２造形面から下方に向く方向の力が加えられる。このとき、３次元造形物は、第１造形面によって下方への移動が規制される。このため、第２造形面のみが下方に移動し、３次元造形物は、第２造形面から引きはがれる。一方、第３部材は、第２部材を上方に移動させ、第１造形面を第２造形面より下方に配置させるように構成されている。このため、第１造形面および第２造形面に形成された３次元造形物には、第２造形面から上方に向く方向の力が加えられる。このため、３次元造形物は、第２造形面と共に上方に移動し、３次元造形物は、第１造形面から引きはがれる。このように、３次元造形物が第１造形面および第２造形面から引きはがされるときには、第１造形面および第２造形面から３次元造形物にそれぞれ均一の力が加わるため、３次元造形物の変形や破損を防止することができる。また、第２部材を上下方向に移動させることによって、容易に３次元造形物を第１造形面および第２造形面から引きはがすことができる。なお、３次元造形物の造形は、ステージの第１造形面と第２造形面とが面一のときに行われる。即ち、第１造形面と第２造形面との上下方向の位置が同じであるとき、ノズルから第１造形面および第２造形面に樹脂材料が吐出される。このため、樹脂材料が吐出されるステージの表面に凹凸があることによって、造形しようとする３次元造形物が部分的にずれてしまうといった不具合の発生を防止することができる。
【０００９】
本発明に係る３次元造形装置は、光硬化性樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、光硬化性樹脂を収容する槽と、前記槽が載置され、前記光硬化性樹脂に照射する光を通過させる光通過部を有する台と、前記台の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光通過部を通じて前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、前記槽の上方において昇降自在に設けられ、下降したときに前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、上昇するときに、前記光が照射されて硬化した前記光硬化性樹脂を吊り上げるステージと、を備え、前記ステージは、前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持される第１造形面を備えた第１部材と、前記硬化した前記光硬化性樹脂が保持され、底面視において前記第１造形面と隣り合う第２造形面を備えた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とに連結された第３部材と、を備え、前記ステージは、前記第１造形面および前記第２造形面の上下方向の位置が同じであるときに、前記槽内の光硬化性樹脂に浸漬し、前記第３部材は、前記第２部材を下方に移動させ、前記第２造形面を前記第１造形面より下方に配置させ、かつ、前記第２部材を上方に移動させ、前記第１造形面を前記第２造形面より下方に配置させるように構成されている。
【００１０】
本発明に係る３次元造形装置によれば、３次元造形物が第１造形面および第２造形面から引きはがされるときには、第１造形面および第２造形面から３次元造形物にそれぞれ均一の力が加わるため、３次元造形物の変形や破損を防止することができる。また、第２部材を上下方向に移動させることによって、容易に３次元造形物を第１造形面および第２造形面から引きはがすことができる。
【００１１】
本発明の一態様によれば、前記第１造形面は、複数の第１保持面から構成され、前記第２造形面は、複数の第２保持面から構成され、前記複数の第１保持面と前記複数の第２保持面とは、交互に配置されている。
【００１２】
上記態様によれば、３次元造形物を第１造形面および第２造形面から引きはがすときに、第１造形面および第２造形面から３次元造形物に加わる力が分散される。このため、３次元造形物の変形や破損をより確実に防止することができる。
【００１３】
本発明の一態様によれば、前記第１造形面および前記第２造形面のいずれかは、複数の保持面から構成され、前記複数の保持面は、相互に隣り合わない。
【００１４】
上記態様によれば、３次元造形物を第１造形面および第２造形面から引きはがすときに、第１造形面および第２造形面から３次元造形物に加わる力が分散される。このため、３次元造形物の変形や破損をより確実に防止することができる。
【００１５】
本発明の一態様によれば、前記第１部材は、前記第１造形面と前記第１造形面の反対側に位置する第１面とを備えた第１支持部と、前記第１支持部の上方または下方に離間して配置され、前記第１支持部と対向する対向面とを備えた本体部と、を備え、前記第２部材は、前記第２造形面と前記第２造形面の反対側に位置する第２面とを備えた第２支持部を備え、前記ステージは、前記第１支持部および前記第２支持部と前記本体部との間に配置され、着脱可能なストッパを備え、前記第１造形面および前記第２造形面の上下方向の位置が同じであるとき、前記第１面および前記第２面の上下方向の位置は同じであり、かつ、前記ストッパは、前記第１面および前記第２面と前記対向面とに接触する。
【００１６】
上記態様によれば、第１造形面と第２造形面との上下方向の位置を同じにすることが容易となる。また、ストッパは着脱可能であるため、第１造形面および第２造形面から３次元造形物を引きはがすときには、ストッパを取り外すことによって、第２部材が上方および下方に移動可能となる。
【００１７】
本発明の一態様によれば、前記第３部材は、ねじであり、前記ねじは、前記第１部材に回転可能に固定され、前記第２部材は、前記ねじに係合する雌ねじ部を備え、前記ねじの回転に伴って上下方向に移動する。
【００１８】
上記態様によれば、ねじを回転させるという簡単な構成によって、第２部材を上方および下方に移動させることができる。すなわち、第１造形面と第２造形面との相対的な位置関係を容易に変更することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、３次元造形物をステージから取り外す際に、３次元造形物の変形や破損を防止すると共に、３次元造形物をステージから容易に取り外すことができる３次元造形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係る３次元造形装置の構造を示す斜視図である。
【図２】一実施形態に係るステージを示す側面図である。
【図３】一実施形態に係るステージを示す平面図である。
【図４】一実施形態に係るステージを示す側面図であり、第２部材が下方に移動した状態を示す側面図である。
【図５】一実施形態に係るステージを示す側面図であり、第２部材が上方に移動した状態を示す側面図である。
【図６】一実施形態に係るステージにストッパが取り付けられた状態を示す側面図である。
【図７】一実施形態に係るストッパを示す斜視図である。
【図８】一実施形態に係るステージに３次元造形物が造形された状態を示す側面図である。
【図９】一実施形態に係るステージの第２造形面から３次元造形物が引きはがされた状態を示す側面図である。
【図１０】一実施形態に係るステージの第１造形面から３次元造形物が引きはがされた状態を示す側面図である。
【図１１】他の一実施形態に係る３次元造形装置の構造を示す断面図である。
【図１２】他の一実施形態に係るステージを示す側面図である。
【図１３】他の一実施形態に係る３次元造形装置の構造を示す断面図である。
【図１４】他の一実施形態に係るステージを示す平面図である。
【図１５】他の一実施形態に係るステージを示す平面図である。
【図１６】他の一実施形態に係るステージを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る３次元造形装置１０は、樹脂材料を硬化して所定の断面形状の樹脂を順次積層することにより３次元造形物を造形する。以下の説明では、樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いる場合を例に説明するが、本発明の適用対象をかかる種類の樹脂材料に限定することを意図したものではない。
【００２２】
以下の説明において、特に断らない限り、図面中の符号Ｘは、Ｘ軸を示し、左右方向を表す。図面中の符号Ｙは、Ｙ軸を示し、前後方向を表す。図面中の符号Ｚは、Ｚ軸を示し、上下方向を表す。これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、３次元造形装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。
【００２３】
図１に示すように、３次元造形装置１０は、ハウジング２０と、造形ヘッド３０と、ステージ５０と、カートリッジ７０と、制御装置８０と、移動機構９０とを備えている。なお、図１において、ステージ５０は簡略化して図示されている。
【００２４】
３次元造形装置１０の全体の動作は、制御装置８０によって制御される。制御装置８０の構成は特に限定されない。例えば、制御装置８０は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。
【００２５】
図１に示すように、ハウジング２０は、右側壁２０Ａと、左側壁２０Ｂと、底壁２０Ｃと、後壁２０Ｄと、上壁２０Ｅとを備えている。ハウジング２０には、その上側から前側に渡って開口２２が形成されている。
【００２６】
図１に示すように、移動機構９０は、ハウジング２０内に配置されている。移動機構９０は、ガイドレール９２と、移動部材９４とを備えている。ガイドレール９２は、ＸＹＺ直交座標系のＸ軸方向に延びる。ガイドレール９２は、左右方向に延びる。ガイドレール９２は、右側壁２０Ａと左側壁２０Ｂとに接続されている。移動部材９４は、ガイドレール９２に移動自在に設けられている。移動部材９４は、図示しない第１モータの駆動力を受けてＸ軸方向に移動する。第１モータは、制御装置８０によって制御される。移動部材９４は、左右方向に移動する。移動部材９４には、ガイドレール９６が設けられている。ガイドレール９６は、ＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向に延びる。ガイドレール９６は、上下方向に延びる。
【００２７】
図１に示すように、造形ヘッド３０は、ハウジング２０内に配置されている。造形ヘッド３０は、移動部材９４に設けられている。造形ヘッド３０は、ガイドレール９６に移動自在に設けられている。造形ヘッド３０は、本体部３２と、樹脂材料を吐出するノズル３４と、ヒータ３６と、ローラギア３８Ａと、ローラギア３８Ｂとを備えている。本体部３２は、ガイドレール９６に移動自在に設けられている。本体部３２は、図示しない第２モータの駆動力を受けてＺ軸方向に移動する。本体部３２は、上下方向に移動する。ノズル３４は、カートリッジ７０から搬送された熱可塑性樹脂７２をステージ５０に吐出する。ヒータ３６は、カートリッジ７０から搬送された熱可塑性樹脂７２に熱を加える。ヒータ３６は、本体部３２に取り付けられている。ヒータ３６は、ノズル３４より上方に配置されている。ローラギア３８Ａおよびローラギア３８Ｂは、本体部３２に設けられている。ローラギア３８Ａおよびローラギア３８Ｂは、制御装置８０によって制御される。ローラギア３８Ａおよびローラギア３８Ｂは、相互に離間して配置されている。ローラギア３８Ａおよびローラギア３８Ｂは、図示しない第３モータの駆動力を受けて回転する。第３モータは、制御装置８０によって制御される。カートリッジ７０から搬送された熱可塑性樹脂７２は、ローラギア３８Ａとローラギア３８Ｂとの間を通過する。ローラギア３８Ａおよびローラギア３８Ｂが回転することによって、熱可塑性樹脂７２は、ノズル３４に搬送される。
【００２８】
図１に示すように、カートリッジ７０は、ハウジング２０の上壁２０Ｅに配置されている。カートリッジ７０の配置場所は、特に限定されない。カートリッジ７０は、熱可塑性樹脂７２を収容する。カートリッジ７０は、交換可能である。
【００２９】
ステージ５０は、ノズル３４から吐出される熱可塑性樹脂７２を保持する。図１に示すように、ステージ５０は、ハウジング２０内に配置されている。ステージ５０は、造形ヘッド３０の下方に配置されている。ステージ５０は、ハウジング２０の底壁２０Ｃに設けられている。ステージ５０は、ハウジング２０に設けられた図示しないガイドレールに移動自在に設けられている。ステージ５０は、図示しない第４モータの駆動力を受けてＹ軸方向に移動する。ステージ５０は、前後方向に移動する。第４モータは、制御装置８０によって制御される。
【００３０】
図２に示すように、ステージ５０は、第１部材５１と、第２部材６１と、第３部材６８とを備えている。第３部材６８は、第１部材５１と第２部材６１とに連結されている。
【００３１】
図２に示すように、第１部材５１は、第１支持部５５と本体部５６とを備えている。本体部５６は、第１支持部５５の下方に離間して配置されている。本体部５６には、第３部材６８が挿入される貫通孔５６Ｈが形成されている。第１支持部５５は、第１造形面５２を備えている。ノズル３４（図１参照）から吐出される熱可塑性樹脂７２（図１参照）は、第１造形面５２に保持される。図３に示すように、第１造形面５２は、複数の第１保持面５３から構成されている。第１保持面５３は長方形状に形成されている。ノズル３４から吐出される熱可塑性樹脂７２は、第１保持面５３に保持される。図２に示すように、第１支持部５５は、第１面５４を備えている。第１面５４は、第１支持部５５のうち第１造形面５２（第１保持面５３）の反対側に位置する。本体部５６は、対向面５７を備えている。対向面５７は、第１支持部５５と対向する。対向面５７は、第１面５４と対向する。なお、図３中の符号Ａは、第１保持面５３を示す。
【００３２】
図２に示すように、第２部材６１は、第２支持部６５を備えている。第２支持部６５には、第３部材６８が挿入される雌ねじ部６６が形成されている。第２支持部６５は、第２造形面６２を備えている。ノズル３４（図１参照）から吐出される熱可塑性樹脂７２（図１参照）は、第２造形面６２に保持される。図３に示すように、第２造形面６２は、平面視において、第１造形面５２と隣り合う。第２造形面６２は、複数の第２保持面６３から構成されている。第２保持面６３は長方形状に形成されている。ノズル３４から吐出される熱可塑性樹脂７２は、第２保持面６３に保持される。複数の第２保持面６３と複数の第１保持面５３とは、交互に配置されている。図２に示すように、第２支持部６５は、第２面６４を備えている。第２面６４は、第２支持部６５のうち第２造形面６２（第２保持面６３）の反対側に位置する。第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであるとき、第１面５４と第２面６４との上下方向の位置は同じである。第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであるとき、第１面５４と対向面５７との距離は、第２面６４と対向面５７との距離と同じである。第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであるとき、ノズル３４から第１造形面５２および第２造形面６２に熱可塑性樹脂７２が吐出される。なお、図３中の符号Ｂは、第２保持面６３を示す。
【００３３】
図２に示すように、第３部材６８は、第１部材５１の本体部５６に取り付けられている。第３部材６８は、第１部材５１の本体部５６に回転可能に取り付けられている。第３部材６８は、図示しない第５モータの駆動力を受けて回転する。なお、第３部材６８は、手動によって回転する構成であってもよい。第３部材６８は、ねじである。第３部材６８は、頭部６８Ａと脚部６８Ｂとを備えている。第３部材６８は、本体部５６に形成された貫通孔５６Ｈに挿入されている。第３部材６８は、第２支持部６５に形成された雌ねじ部６６に挿入されている。脚部６８Ｂは、貫通孔５６Ｈに挿入されている。脚部６８Ｂは、雌ねじ部６６に挿入されている。脚部６８Ｂには、固定部材６８Ｃが取り付けられている。固定部材６８Ｃは、本体部５６に対して頭部６８Ａと反対方向に取り付けられている。固定部材６８Ｃは、本体部５６の対向面５７に接触している。固定部材６８Ｃは、第３部材６８を本体部５６に固定する。脚部６８Ｂは、雄ねじ部６８Ｄを備えている。雄ねじ部６８Ｄは、脚部６８Ｂのうち、第２支持部６５に形成された雌ねじ部６６に挿入される部分に形成されている。脚部６８Ｂの雄ねじ部６８Ｄは、第２支持部６５の雌ねじ部６６と噛み合っている。雄ねじ部６８Ｄは、脚部６８Ｂのうち、貫通孔５６Ｈに挿入された部分には形成されていない。
【００３４】
図４に示すように、第３部材６８は、第３部材６８を時計回りに回転させると、第２部材６１を下方に移動させるように構成されている。第２部材６１は、第３部材６８の回転に伴って下方に移動する。第３部材６８は、第３部材６８を時計回りに回転させることによって、第２造形面６２を第１造形面５２より下方に配置させるように構成されている。
【００３５】
図５に示すように、第３部材６８は、第３部材６８を反時計回りに回転させると、第２部材６１を上方に移動させるように構成されている。第２部材６１は、第３部材６８の回転に伴って上方に移動する。第３部材６８は、第３部材６８を反時計回りに回転させることによって、第１造形面５２を第２造形面６２より下方に配置させるように構成されている。なお、第３部材６８は、第３部材６８を時計回りに回転させるときに第２部材６１を上方に移動させ、かつ、第３部材６８を反時計回りに回転させるときに第２部材６１を下方に移動させてもよい。
【００３６】
図６に示すように、ステージ５０は、ストッパ８５を備えている。ストッパ８５は、第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間に配置されている。ストッパ８５は、着脱可能である。図７に示すように、ストッパ８５は、中央壁８５Ｃと、右側壁８５Ｒと、左側壁８５Ｌとを備えている。中央壁８５Ｃは、Ｘ軸方向に延びる。右側壁８５Ｒおよび左側壁８５Ｌは、Ｙ軸方向に延びる。中央壁８５Ｃは、右側壁８５Ｒと左側壁８５Ｌとに接続されている。中央壁８５Ｃ、右側壁８５Ｒおよび左側壁８５ＬのＺ軸方向の長さは、相互に同じである。図６に示すように、第１造形面５２および第２造形面６２の上下方向の位置が同じであるとき、ストッパ８５は、第１面５４および第２面６４と対向面５７とに接触する。即ち、中央壁８５Ｃ、右側壁８５Ｒおよび左側壁８５Ｌは、第１面５４および第２面６４と対向面５７とに接触する。
【００３７】
次に、本実施形態の３次元造形装置１０の動作の一例を説明する。まず、図６に示すように、第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間にストッパ８５を配置する。第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間にストッパ８５を配置できないような状態、即ちステージ５０が図４に示すような状態である場合には、第３部材６８を反時計回りに回転させることによって、第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間にストッパ８５を配置する。そして、第３部材６８を時計周りに回転させることによって、ストッパ８５を、第１面５４および第２面６４と対向面５７とに接触させる。これにより、第１造形面５２および第２造形面６２の上下方向の位置が同じになる。
【００３８】
図８に示すように、第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであるとき、ノズル３４（図１参照）から第１造形面５２および第２造形面６２に熱可塑性樹脂７２（図１参照）が吐出され、第１造形面５２および第２造形面６２上に３次元造形物７５が造形される。３次元造形物７５は、第１造形面５２および第２造形面６２に固着している。３次元造形物７５の造形が終了した後、ストッパ８５をステージ５０から取り外す。なお、第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであれば、ストッパ８５をステージ５０から取り外した状態で、ノズル３４から第１造形面５２および第２造形面６２に熱可塑性樹脂７２を吐出してもよい。
【００３９】
図９に示すように、第３部材６８を時計回りに回転させると、第３部材６８は、第２部材６１を下方に移動させる。このとき、３次元造形物７５には、第２造形面６２から下方に向く方向の力が加えられるが、３次元造形物７５は、第１造形面５２によって下方への移動が規制される。このため、第２造形面６２のみが下方に移動し、３次元造形物７５は、第２造形面６２から引きはがされる。
【００４０】
次に、図１０に示すように、第３部材６８を反時計回りに回転させると、第３部材６８は、第２部材６１を上方に移動させる。このとき、３次元造形物７５には、第２造形面６２から上方に向く方向の力が加えられる。このため、３次元造形物７５は、第２造形面６２と共に上方に移動し、３次元造形物７５は、第１造形面５２から引きはがされる。
【００４１】
なお、上述の実施形態では、まず、第３部材６８を時計回りに回転させることによって、３次元造形物７５を第２造形面６２から引きはがし、次に、第３部材６８を反時計回りに回転させることによって、３次元造形物７５を第１造形面５２から引きはがしているが、これに限定されない。即ち、まず、第３部材６８を反時計回りに回転させることによって、３次元造形物７５を第１造形面５２から引きはがし、次に、第３部材６８を時計回りに回転させることによって、３次元造形物７５を第２造形面６２から引きはがしてもよい。
【００４２】
以上のように、３次元造形装置１０によれば、図９に示すように、第３部材６８は、第２部材６１を下方に移動させ、第２造形面６２を第１造形面５２より下方に配置させるように構成されている。このため、第１造形面５２および第２造形面６２に形成された３次元造形物７５には、第２造形面６２から下方に向く方向の力が加えられる。このとき、３次元造形物７５は、第１造形面５２によって下方への移動が規制される。このため、第２造形面６２のみが下方に移動し、３次元造形物７５は、第２造形面６２から引きはがれる。一方、図１０に示すように、第３部材６８は、第２部材６１を上方に移動させ、第１造形面５２を第２造形面６２より下方に配置させるように構成されている。このため、第１造形面５２および第２造形面６２に形成された３次元造形物７５には、第２造形面６２から上方に向く方向の力が加えられる。このため、３次元造形物７５は、第２造形面６２と共に上方に移動し、３次元造形物７５は、第１造形面５２から引きはがれる。このように、３次元造形物７５が第１造形面５２および第２造形面６２から引きはがされるときには、第１造形面５２および第２造形面６２から３次元造形物にそれぞれ均一の力が加わるため、３次元造形物７５の変形や破損を防止することができる。また、第２部材６１を上下方向に移動させることによって、容易に３次元造形物７５を第１造形面５２および第２造形面６２から引きはがすことができる。なお、３次元造形物７５の造形は、ステージ５０の第１造形面５２と第２造形面６２とが面一のときに行われる。即ち、第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであるとき、ノズル３４から第１造形面５２および第２造形面６２に熱可塑性樹脂７２が吐出される。このため、熱可塑性樹脂７２が吐出されるステージ５０の表面に凹凸があることによって、造形しようとする３次元造形物７５が部分的にずれてしまうといった不具合の発生を防止することができる。
【００４３】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、図３に示すように、複数の第１保持面５３と複数の第２保持面６３とは、交互に配置されている。これにより、３次元造形物７５を第１造形面５２および第２造形面６２から引きはがすときに、第１造形面５２および第２造形面６２から３次元造形物７５に加わる力が分散される。このため、３次元造形物７５の変形や破損をより確実に防止することができる。
【００４４】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、図６に示すように、第１造形面５２および第２造形面６２の上下方向の位置が同じであるとき、第１面５４および第２面６４の上下方向の位置は同じであり、かつ、ストッパ８５は、第１面５４および第２面６４と対向面５７とに接触する。このように、ストッパ８５を第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間に配置することによって、第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置を同じにすることが容易となる。また、ストッパ８５は着脱可能であるため、第１造形面５２および第２造形面６２から３次元造形物７５を引きはがすときには、ストッパ８５を取り外すことによって、第２部材６１が上方および下方に移動可能となる。
【００４５】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、図２に示すように、第３部材６８は、ねじであり、第２部材６１は、第３部材６８の回転に伴って上下方向に移動する。このように、ねじを回転させるという簡単な構成によって、第２部材６１を上方および下方に移動させることができる。すなわち、第１造形面５２と第２造形面６２との相対的な位置関係を容易に変更することができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態では、樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いる場合を例に説明したが、本実施形態では液体の光硬化性樹脂を用いる場合を例に説明する。図１１に示すように、３次元造形装置１１０は、台１１１と、槽１１２と、ステージ５０と、光学装置１１４と、ケース１２５と、制御装置８０とを備えている。
【００４７】
図１１に示すように、台１１１は、ケース１２５に支持されている。台１１１には、開口１２１が形成されている。開口１２１は、光硬化性樹脂１２３に照射する光を通過させる部位である。開口１２１の形状は特に限定されない。開口１２１は、例えば、平面視において矩形状に形成されている。
【００４８】
図１１に示すように、槽１１２は、液体の光硬化性樹脂１２３を収容する。槽１１２は、台１１１上に載置される。槽１１２は、台１１１に取り付け可能に配置されている。槽１１２は、例えば、平面視において矩形状に形成された容器である。槽１１２は、台１１１に載置された状態において、台１１１の開口１２１を覆う。槽１１２は、平面視で台１１１の開口１２１と重なる。槽１１２は、光を透過させることのできる材料、例えば透明な樹脂材料によって成形されている。透明な樹脂材料として、例えばアクリル樹脂が挙げられる。
【００４９】
図１１に示すように、ステージ５０は、槽１１２の上方に配置されている。ステージ５０は、台１１１の開口１２１の上方に配置されている。ステージ５０は、昇降自在な部材である。ステージ５０は、光学装置１１４のプロジェクタ１３１からの光が照射されることによって硬化した光硬化性樹脂１２３を槽１１２から引き上げる。ステージ５０は、下降したときに槽１１２内の光硬化性樹脂１２３に浸漬するように構成されている。ステージ５０は、上昇するときに、光が照射されて硬化した光硬化性樹脂１２３を吊り上げるように構成されている。
【００５０】
図１１に示すように、台１１１には、上下方向に延びた支柱１４１が設けられている。支柱１４１の前方には、スライダ１４２が取り付けられている。スライダ１４２は、支柱１４１に沿って昇降自在であり、モータ１４３によって上方または下方に移動する。ステージ５０は、スライダ１４２に取り付けられている。図１１に示すように、ステージ５０は、モータ１４３によって上方または下方に移動する。支柱１４１は、スライダ１４２を介して、ステージ５０を昇降自在に間接的に支持している。ただし、支柱１４１はステージ５０を直接的に支持していてもよい。
【００５１】
図１２に示すように、ステージ５０の第１部材５１は、スライダ１４２に取り付けられている。第１部材５１の本体部５６は、スライダ１４２に取り付けられている。スライダ１４２には、第３部材６８が挿入される貫通孔１４２Ｈが形成されている。第３部材６８は、スライダ１４２に回転可能に取り付けられている。本体部５６は、第１支持部５５の上方に離間して配置されている。
【００５２】
硬化した光硬化性樹脂１２３は、第１造形面５２および第２造形面６２に保持される。第２造形面６２は、底面視において、第１造形面５２と隣り合う。第１造形面５２と第２造形面６２との上下方向の位置が同じであるときに、ステージ５０は、槽１１２内の光硬化性樹脂１２３に浸漬するように構成されている。
【００５３】
図１１に示すように、光学装置１１４は、台１１１の下方に配置されている。光学装置１１４は、槽１１２内に収容された液体の光硬化性樹脂１２３に所定の波長からなる光を照射する装置である。光学装置１１４は、プロジェクタ１３１と、ミラー１３２とを備えている。光学装置１１４は台１１１の下方に設けられたケース１２５に収容されている。光学装置１１４は、ケース１２５に支持されている。
【００５４】
図１１に示すように、プロジェクタ１３１は光を発する光源の一例である。ただし、光学装置１１４の光源はプロジェクタ１３１に限定される訳ではない。プロジェクタ１３１は、台１１１の前部の下方に配置されている。プロジェクタ１３１は、レンズ１３４を備えている。レンズ１３４は、プロジェクタ１３１の後部に配置されている。レンズ１３４を通じて前方から後方に向かって光が発せられる。プロジェクタ１３１の投光方向は特に限定されない。
【００５５】
図１１に示すように、ミラー１３２は、プロジェクタ１３１からの光を槽１１２に向かって反射させる。ミラー１３２は、台１１１に形成された開口１２１の下方に配置されている。プロジェクタ１３１から発せられた光は、ミラー１３２によって反射され、台１１１の開口１２１を通じて槽１１２内の光硬化性樹脂１２３に照射される。ここで、３次元造形物を造形するに先立って、プロジェクタ１３１から発せられた全ての光が開口１２１を通過するように、光の照射方向を調節する必要がある。本実施形態では、３次元造形物を造形するに先立って、プロジェクタ１３１の位置を調節することによって光の照射方向を調整しているが、ミラー１３２の角度を調整することによって光の照射方向を調整してもよい。
【００５６】
制御装置８０は、ステージ５０が取り付けられたスライダ１４２を昇降自在に制御するモータ１４３に接続されている。制御装置８０は、モータ１４３を制御する。制御装置８０は、モータ１４３を駆動することによって、スライダ１４２およびステージ５０を上方または下方に移動させる。制御装置８０は、光学装置１１４のプロジェクタ１３１に接続されている。制御装置８０は、光学装置１１４のプロジェクタ１３１を制御する。制御装置８０は、プロジェクタ１３１から発せられる光のエネルギー、光度、光量、光の波長帯域、光の形状、光を照射させる位置および光を発するタイミングなどを制御する。
【００５７】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、図１２に示すように、３次元造形物７５が第１造形面５２および第２造形面６２から引きはがされるときには、第１造形面５２および第２造形面６２から３次元造形物７５にそれぞれ均一の力が加わるため、３次元造形物７５の変形や破損を防止することができる。また、第２部材６１を上下方向に移動させることによって、容易に３次元造形物７５を第１造形面５２および第２造形面６２から引きはがすことができる。
【００５８】
＜第３実施形態＞
図１３に示すように、スライダ１４２は、ストッパ１８５を備えている。ストッパ１８５は、第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間に配置されている。ストッパ１８５は、着脱可能である。ストッパ１８５が、第１面５４（図２参照）および第２面６４（図２参照）と対向面５７（図２参照）とに接触するとき、第１造形面５２（図２参照）および第２造形面６２（図２参照）の上下方向の位置が同じとなる。
【００５９】
＜第４実施形態＞
図１４は、第４実施形態に係るステージ５０を示す平面図である。図１４に示すように、第１造形面５２は、一つの第１保持面５３から構成されている。第１造形面５２には、４つの開口５２Ｘが形成されている。第２造形面６２は、４つの第２保持面６３から構成されている。第２保持面６３は、第１造形面５２に形成された開口５２Ｘと重なっている。複数の第２保持面６３は、相互に隣り合わない。第２造形面６２の数は特に限定されない。
【００６０】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、図１４に示すように、複数の第２保持面６３は、相互に隣り合わない。これにより、３次元造形物７５を第１造形面５２および第２造形面６２から引きはがすときに、第１造形面５２および第２造形面６２から３次元造形物７５に加わる力が分散される。このため、３次元造形物７５の変形や破損をより確実に防止することができる。
【００６１】
＜第５実施形態＞
図１５は、第５実施形態に係るステージ５０を示す平面図である。図１５に示すように、第１保持面５３および第２保持面６３は、三角形状に形成されている。Ｘ軸方向において、第１保持面５３と第２保持面６３とは、交互に配置されている。Ｙ軸方向において、第１保持面５３は、相互に隣り合っている。Ｙ軸方向において、第２保持面６３は、相互に隣り合っている。
【００６２】
＜第６実施形態＞
図１６は、第６実施形態に係るステージ５０を示す平面図である。図１６に示すように、第１保持面５３および第２保持面６３は、長方形状に形成されている。第１保持面５３および第２保持面６３は、Ｘ軸方向に延びる。Ｙ軸方向において、第１保持面５３と第２保持面６３とは、交互に配置されている。
【００６３】
上述した実施形態では、第１支持部５５および第２支持部６５と本体部５６との間にストッパ８５を配置することによって、第１造形面５２および第２造形面６２の上下方向の位置を同じにしていたが、これに限定されない。例えば、第３部材６８に目印を設けてもよい。この場合、第３部材６８を回転させて、目印が所定の位置にあるときに、第１造形面５２および第２造形面６２の上下方向の位置が同じになるようにするとよい。
【符号の説明】
【００６４】
５０  ステージ
５１  第１部材
５２  第１造形面
５３  第１保持面
６１  第２部材
６２  第２造形面
６３  第２保持面
６８  第３部材
７０  カートリッジ
８５  ストッパ
【図１】
2016141129.tif 000003
【図２】
2016141129.tif 000004
【図３】
2016141129.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016141129.tif 000007
【図６】
2016141129.tif 000008
【図７】
2016141129.tif 000009
【図８】
2016141129.tif 000010
【図９】
2016141129.tif 000011
【図１０】
2016141129.tif 000012
【図１１】
2016141129.tif 000013
【図１２】
2016141129.tif 000014
【図１３】
2016141129.tif 000015
【図１４】
2016141129.tif 000016
【図１５】
2016141129.tif 000017
【図１６】
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