(57)【要約】【課題】所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した後に三次元造形の動作を再開しても、完成した所望の形状の三次元造形物の強度が低下したり、完成した所望の形状の三次元造形物が層間で分離してしまうことのないようにする。【解決手段】三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび該三次元造形の動作が再開されたか否かを判定する判定手段と、判定手段により三次元造形の動作が一時停止したと判定されたときにおける一時停止時最上層を記憶する一時停止時最上層記憶手段と、判定手段によりにより三次元造形の動作が再開されたと判定されたときに、一時停止時最上層記憶手段に記憶された一時停止時最上層に対して、一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッドを制御する三次元造形動作再開時制御手段とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形槽に形成された粉末材料よりなる粉末層に、三次元造形物の断面形状についての画像データに基づいて吐出ヘッドからバインダーを吐出することにより前記粉末材料を硬化して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、
三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび該三次元造形の動作が再開されたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により三次元造形の動作が一時停止したと判定されたときにおける一時停止時最上層を記憶する一時停止時最上層記憶手段と、
前記判定手段によりにより三次元造形の動作が再開されたと判定されたときに、前記一時停止時最上層記憶手段に記憶された一時停止時最上層に対して、前記一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッドを制御する三次元造形動作再開時制御手段と
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、
前記三次元造形動作再開時制御手段は、予め設定された一定のバインダー濃度のバインダーを前記吐出ヘッドが吐出するように制御する
ことを特徴とする三次元造形装置。
【請求項３】
請求項１に記載の三次元造形装置において、
前記三次元造形動作再開時制御手段は、三次元造形の動作が一時停止されてから該三次元造形の動作が再開されるまでの一時停止継続時間と温度変化と湿度変化との少なくともいずれか一つに応じて設定されたバインダー濃度のバインダーを前記吐出ヘッドが吐出するように制御する
ことを特徴とする三次元造形装置。
【請求項４】
造形槽に形成された粉末材料よりなる粉末層に、三次元造形物の断面形状についての画像データに基づいて吐出ヘッドからバインダーを吐出することにより前記粉末材料を硬化して三次元造形物を作製する三次元造形方法において、
三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび該三次元造形の動作が再開されたか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により三次元造形の動作が一時停止したと判定されたときにおける一時停止時最上層を記憶する一時停止時最上層記憶工程と、
前記判定工程によりにより三次元造形の動作が再開されたと判定されたときに、前記一時停止時最上層記憶工程により記憶された一時停止時最上層に対して、前記一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッドを制御する三次元造形動作再開時制御工程と
を有することを特徴とする三次元造形方法。
【請求項５】
請求項４に記載の三次元造形方法において、
前記三次元造形動作再開時制御工程は、予め設定された一定のバインダー濃度のバインダーを前記吐出ヘッドが吐出するように制御する
ことを特徴とする三次元造形方法。
【請求項６】
請求項４に記載の三次元造形方法において、
前記三次元造形動作再開時制御工程は、三次元造形の動作が一時停止されてから該三次元造形の動作が再開されるまでの一時停止継続時間と温度変化と湿度変化との少なくともいずれか一つに応じて設定されたバインダー濃度のバインダーを前記吐出ヘッドが吐出するように制御する
ことを特徴とする三次元造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置および三次元造形方法に関し、さらに詳細には、粉体を原料として三次元造形物を作製する三次元造形装置および三次元造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、三次元造形物を作製する三次元造形装置として、石膏パウダー(石膏粉末）や樹脂パウダー(樹脂粉末）などの粉体を原料として三次元造形物を作製する粉末固着積層方式（バインダージェッティング方式）の三次元造形装置が知られている。
【０００３】
この粉末固着積層方式の三次元造形装置による三次元造形方法とは、吐出ヘッド（インクジェットヘッド）から液体結合剤であるバインダーを各種の粉末に噴射して当該粉末を一層ずつ固め、当該固めた層を積層して三次元造形物を作製するというものである。
【０００４】
より詳細には、粉末固着積層方式の三次元造形装置による三次元造形方法では、まず、三次元造形物を造形する造形槽に粉末材料を敷き詰めて所定の厚さの粉末層を形成する。
【０００５】
次に、この粉末層に対して、三次元造形物の断面形状の所定の解像度を有する画像データに基づいて、吐出ヘッドから粉末材料を硬化するバインダーを吐出して、粉末層に当該画像データに基づく断面形状の層を形成する。
【０００６】
その後、断面形状の層が形成された粉末層上に所定の厚さの新たな粉末層を形成し、この粉末層に、形成した断面形状の次の断面形状を表す画像データに基づいて、吐出ヘッドからバインダーを吐出し、当該新たな粉末層に当該画像データに基づく断面形状の層を形成する。
【０００７】
そして、こうした処理を繰り返し行い、全ての断面形状を表す画像データに基づく断面形状の層を順次形成することで、三次元造形物を作製することとなる。
【０００８】
ここで、上記したような三次元造形装置により所望の形状の三次元造形物を作製中において、吐出ヘッドの汚れを除去するために当該吐出ヘッドのクリーニング動作を行ったり、作業者が造形途中の三次元造形物の状態を確認するために、三次元造形装置による三次元造形の動作を一時停止する場合がある。
【０００９】
即ち、作業者による操作パネルの操作などにより三次元造形装置による三次元造形の動作の一時停止が指示されると、三次元造形装置は当該所望の三次元造形物の作製の途中においても、吐出ヘッドからバインダーを吐出して粉末層に画像データに基づく断面形状の層を形成したタイミングで三次元造形装置による三次元造形の動作を一旦停止する。
【００１０】
そして、吐出ヘッドのクリーニング動作を行ったり、作業者が造形途中の三次元造形物の状態を確認した後に、作業者による操作パネルの操作などにより三次元造形装置による三次元造形の動作の再開が指示されると、三次元造形装置による三次元造形の動作を再開して、上記一時停止したタイミングの時点で形成された層の次の層の形成を行う。
【００１１】
しかしながら、三次元造形装置による三次元造形の動作を一時停止していると、一時停止前に形成された各層、特に、一時停止したタイミングの時点で形成された層、即ち、一時停止したタイミングの時点における最上層におけるバインダーが蒸発して、当該最上層の乾燥が著しく進行するものであった。
【００１２】
従来の粉末固着積層方式の三次元造形装置においては、一連の三次元造形の動作中における通常のインターバルでの層の乾燥については、三次元造形の障碍とはならないように設計されている。
【００１３】
ところが、三次元造形の動作を一時停止して、吐出ヘッドのクリーニング動作を行ったり、作業者が造形途中の三次元造形物の状態を確認したりするなどのように、通常のインターバル以上の時間が経過した後に三次元造形の動作を再開すると、上記した乾燥が著しく進行した層（上記の最上層）の上に次の層の三次元造形を行うことになる。
【００１４】
このように、乾燥が著しく進行した層の上に次の層を重ねると、当該乾燥が著しく進行した層と当該次の層との層間の結合力が弱くなり、完成した三次元造形物の強度が低下する原因となったり、上記結合力が弱くなった層間で完成した三次元造形物が分離してしまうなどの原因となったりしていた。
【００１５】
このため、所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した後に三次元造形の動作を再開しても、完成した所望の形状の三次元造形物の強度が低下したり、完成した所望の形状の三次元造形物が層間で分離してしまうことのない三次元造形装置および三次元造形方法の提案が要望されていた。
【００１６】
なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記したような従来の技術に対する要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した後に三次元造形の動作を再開しても、完成した所望の形状の三次元造形物の強度が低下したり、完成した所望の形状の三次元造形物が層間で分離してしまうことのない三次元造形装置および三次元造形方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明による三次元造形装置および三次元造形方法は、所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した場合には、三次元造形の動作を再開する際に、始めに三次元造形の動作を一時停止した際に形成されている最上層の層を形成するための断面形状を表す画像データに基づいて吐出ヘッドからバインダーを吐出し、その後に当該最上層の次の層の形成を行うようにしたものである。
【００１９】
従って、本発明による三次元造形装置および三次元造形方法によれば、乾燥して次の層との層間の結合力が弱まっている一時停止時における最上層にバインダーが供給されることになり、当該最上層と次の層との層間の結合力が強まり、完成した三次元造形物の強度が低下したり、完成した三次元造形物が層間で分離してしまうことを抑止することができる。
【００２０】
即ち、本発明による三次元造形装置は、造形槽に形成された粉末材料よりなる粉末層に、三次元造形物の断面形状についての画像データに基づいて吐出ヘッドからバインダーを吐出することにより上記粉末材料を硬化して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび該三次元造形の動作が再開されたか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により三次元造形の動作が一時停止したと判定されたときにおける一時停止時最上層を記憶する一時停止時最上層記憶手段と、上記判定手段によりにより三次元造形の動作が再開されたと判定されたときに、上記一時停止時最上層記憶手段に記憶された一時停止時最上層に対して、上記一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッドを制御する三次元造形動作再開時制御手段とを有するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明による三次元造形装置は、上記した本発明による三次元造形装置において、上記三次元造形動作再開時制御手段は、予め設定された一定のバインダー濃度のバインダーを上記吐出ヘッドが吐出するように制御するようにしたものである。
【００２２】
また、本発明による三次元造形装置は、上記した本発明による三次元造形装置において、上記三次元造形動作再開時制御手段は、三次元造形の動作が一時停止されてから該三次元造形の動作が再開されるまでの一時停止継続時間と温度変化と湿度変化との少なくともいずれか一つに応じて設定されたバインダー濃度のバインダーを上記吐出ヘッドが吐出するように制御するようにしたものである。
【００２３】
また、本発明による三次元造形方法は、造形槽に形成された粉末材料よりなる粉末層に、三次元造形物の断面形状についての画像データに基づいて吐出ヘッドからバインダーを吐出することにより上記粉末材料を硬化して三次元造形物を作製する三次元造形方法において、三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび該三次元造形の動作が再開されたか否かを判定する判定工程と、上記判定工程により三次元造形の動作が一時停止したと判定されたときにおける一時停止時最上層を記憶する一時停止時最上層記憶工程と、上記判定工程によりにより三次元造形の動作が再開されたと判定されたときに、上記一時停止時最上層記憶工程により記憶された一時停止時最上層に対して、上記一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッドを制御する三次元造形動作再開時制御工程とを有するようにしたものである。
【００２４】
また、本発明による三次元造形方法は、上記した本発明による三次元造形方法において、上記三次元造形動作再開時制御工程は、予め設定された一定のバインダー濃度のバインダーを上記吐出ヘッドが吐出するように制御するようにしたものである。
【００２５】
また、本発明による三次元造形方法は、上記した本発明による三次元造形方法において、上記三次元造形動作再開時制御工程は、三次元造形の動作が一時停止されてから該三次元造形の動作が再開されるまでの一時停止継続時間と温度変化と湿度変化との少なくともいずれか一つに応じて設定されたバインダー濃度のバインダーを上記吐出ヘッドが吐出するように制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上説明したように構成されているので、所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した後に三次元造形の動作を再開しても、完成した所望の形状の三次元造形物の強度が低下したり、完成した所望の形状の三次元造形物が層間で分離してしまうことがないという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明による三次元造形装置の実施の形態の一例を示す概略構成斜視説明図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明による三次元造形装置に内蔵されたマイクロコンピューターの機能的構成をあらわすブロック構成説明図であり、また、図２（ｂ）は、バインダー濃度記憶部の機能内容を示す説明図である。
【図３】図３は、本発明による三次元造形動作一時停止処理に関する処理ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による三次元造形装置および三次元造形方法の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
【００２９】
図１には本発明の実施の形態の一例による三次元造形装置が示されており、この三次元造形装置１０は、粉末固着積層方式による造形ステージ前後移動式の三次元造形装置であって、固定系部材である基台部１２を備えている。
【００３０】
この基台部１２内には、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向に延長する溝部１４が形成されている。
【００３１】
溝部１４内には、Ｘ軸方向に移動自在かつ底面がＺ軸方向に昇降可能に構成された造形槽１６と、造形槽１６と一体的に連接されて造形槽１６とともにＸ軸方向に移動自在な収容槽１８とが配置されている。
【００３２】
基台部１２上には、溝部１４を挟むようにして溝部１４のＹ軸方向における両側の領域からそれぞれ一対の支持部２０が立ち上がり形成されており、この一対の支持部２０によって、ＸＹＺ直交座標系におけるＹ軸方向に沿って延長して配置された貯留槽支持レール２２が支持されている。
【００３３】
貯留槽支持レール２２上のＹ軸方向の中央部位には、下方に開閉自在の開口部２４ａを備えた貯留槽２４が配置されている。開口部２４ａは、溝部１４内に位置する造形槽１６と対向するように配置されている。
【００３４】
さらに、基台部１２上には、溝部１４を挟むようにしてＺ軸方向の下方側が開口した略コ字形状のローラー支持部２６が立ち上がり形成されており、このローラー支持部２６によって、造形槽１６上を相対的にＸ軸方向の後方側から前方側へ移動することが可能なローラー２８が支持されている。
【００３５】
また、ローラー支持部２６には、Ｙ軸方向に往復移動可能で造形槽１６に対してバインダーを吐出する吐出ヘッド３０が支持されている。
【００３６】
ここで、造形槽１６と収容槽１８との位置関係は、造形槽１６に対してＸ軸方向前方側に収容槽１８が配置されている。
【００３７】
また、吐出ヘッド３０は、Ｘ軸方向においてローラー２８の後方側に位置するように配置されており、１パスで走査して往路と復路との双方向でバインダーを吐出する。
【００３８】
以上の構成において、この三次元造形装置１０においては、内部に粉末材料を貯留した貯留槽２４の開口部２４ａと造形槽１６とが対向した図１に示す初期状態から、貯留槽２４の開口部２４ａを開いて、造形槽１６へ粉末材料を供給する。
【００３９】
次に、溝部１４内において造形槽１６および収容槽１８をＸ軸方向の前方側から後方側に移動することにより、ローラー２８が造形槽１６上を相対的にＸ軸方向の後方側から前方側へ移動することになり、造形槽１６へ供給された粉末材料は造形槽１６内に敷き詰められて所定の厚さの粉末層が形成される。
【００４０】
なお、この際に、造形槽１６の底面は、予め設定された位置まで上昇するように制御される。
【００４１】
また、造形槽１６内において粉末層の形成に用いられなかった余分な粉末材料は、ローラー２８が造形槽１６から収容槽１８へと相対的にＸ軸方向の後方側から前方側に移動することにより、溝部１４内において造形槽１６とともにＸ軸方向の前方側から後方側に移動する収容槽１８に収容される。
【００４２】
上記のようにして造形槽１６内に粉末層を形成した後に、溝部１４内において造形槽１６をＸ軸方向に移動して、造形槽１６を吐出ヘッド３０の下方の所定の位置に配置する。
【００４３】
上記において説明した方法により造形槽１６に対して粉末層を形成した後に、三次元造形物のＺ軸方向における断面形状（即ち、ＸＹ平面上での形状である。）についての所定の解像度を有する画像データに基づいて、溝部１４内において造形槽１６をＸ軸方向の前方側から後方側に移動するとともに吐出ヘッド３０をＹ軸方向に移動しながら、造形槽１６に形成された粉末層に対して吐出ヘッド３０から粉末材料を硬化するバインダーを吐出する。
【００４４】
なお、本実施の形態において用いるバインダーは、透明のものでも着色されたものでもよい。
【００４５】
ここで、三次元造形装置１０は、所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した場合における、三次元造形の動作の再開時の三次元造形の手法のみが従来の技術とは異なり、その他の構成および制御方法については、従来より公知の技術を適用することができる。
【００４６】
従って、以下の説明においては、所望の形状の三次元造形の途中で三次元造形の動作を一時停止した場合における、三次元造形の動作の再開時の手法のみについて詳細に説明するものとして、従来より公知の技術を適用できるその他の構成ならびに制御に関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
図２（ａ）には、三次元造形装置１０に内蔵されたマイクロコンピューター４０の機能的構成をあらわすブロック構成説明図が示されている。
【００４８】
マイクロコンピューター４０は、従来より公知の構成４２に加えて、判定部４４と、計測部４６と、バインダー濃度記憶部４８と、バインダー濃度選択部５０と、一時停止時最上層記憶部５２と、三次元造形動作再開時制御部５４とを有している。
【００４９】
ここで、判定部４４は、三次元造形装置１０における所望の形状の三次元造形の動作の途中で当該三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび当該三次元造形の動作が当該一時停止後に再開されたか否かを判定する。
【００５０】
具体的には、例えば、操作パネル（図示せず。）の操作を監視し、操作パネル（図示せず。）の操作により、吐出ヘッドのクリーニング動作や作業者が造形途中の三次元造形物の状態を確認したりするなどのために、所望の形状の三次元造形の動作の途中で当該三次元造形の動作を一時停止する操作が行われたか否かおよび当該三次元造形の動作の当該一時停止後の再開の操作が行われたか否かに基づいて、所望の形状の三次元造形の動作の途中で当該三次元造形の動作が一時停止されたか否かおよび当該三次元造形の動作が当該一時停止後に再開されたか否かを判定する。
【００５１】
なお、操作パネル（図示せず。）の操作などにより所望の形状の三次元造形の動作の途中で当該三次元造形の動作の一時停止が指示された三次元造形装置１０は、判定部４４により所望の形状の三次元造形の動作の途中での三次元造形の動作が一時停止されたと判定されるが、その際に、当該一時停止を指示された際に処理中の粉末層について吐出ヘッド３０からバインダーを吐出して、当該粉末層に画像データに基づく断面形状の層を形成したタイミングで三次元造形の動作を一旦停止する。
【００５２】
計測部４６は、判定部４４で三次元造形の動作が一時停止されたと判定されてから、判定部４４で三次元造形の動作が再開されたと判定されるまでの時間、即ち、三次元造形装置１０の一時停止継続時間を計測する。
【００５３】
バインダー濃度記憶部４８は、計測部４６で計測された三次元造形装置１０における三次元造形動作の一時停止継続時間に応じたバインダー濃度を記憶する。
【００５４】
ここで、バインダー濃度とは、三次元造形動作を一時停止することなく三次元造形する場合の層の単位面積当たりのバインダーの量を１００％として示すものである。
【００５５】
バインダー濃度記憶部４８に記憶されているバインダー濃度は、この実施の形態においては、図２（ｂ）に示すように、一時停止継続時間が２分３０秒未満の場合にはバインダー濃度２５％とし、一時停止継続時間が２分３０秒以上５分３０秒未満の場合にはバインダー濃度５０％とし、一時停止継続時間が５分３０秒以上７分３０秒未満の場合にはバインダー濃度を７５％とし、一時停止継続時間が７分３０秒以上の場合にはバインダー濃度を１００％としている。
【００５６】
即ち、一時停止継続時間が長くなるにつれて一時停止時最上層（後述する。）の乾燥が進むので、一時停止継続時間が長くなるに従ってバインダー濃度が濃くなるように設定されている。
【００５７】
バインダー濃度選択部５０は、バインダー濃度記憶部４８を参照して、計測部４６で計測された三次元造形装置１０における三次元造形動作の一時停止継続時間に応じたバインダー濃度を選択する。
【００５８】
一時停止時最上層記憶部５２は、三次元造形装置１０が粉末層に画像データに基づく断面形状の層を形成したタイミングで三次元造形の動作を一時停止したときにおける、当該形成した層、即ち、判定部４４により三次元造形装置１０が三次元造形の動作を一時停止したと判定されたときにおける最上層（本明細書においては、「一時停止時最上層」と適宜に称する。）を記憶する。なお、一時停止時最上層を一時停止時最上層記憶部５２に記憶する際には、例えば、層を積層する際の層番号や適宜の識別子などを利用して記憶すればよい。
【００５９】
三次元造形動作再開時制御部５４は、判定部４４により三次元造形装置１０の三次元造形の動作が再開されたと判定されたときに、一時停止時最上層記憶部５２に記憶された一時停止時最上層に対してバインダー濃度選択部５０で選択されたバインダー濃度で、一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての所定の解像度を有する画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッド３０を制御する。
【００６０】
ここで、図３には、三次元造形動作一時停止処理に関する処理ルーチンのフローチャートが示されている。
【００６１】
三次元造形装置１０においては、所望の形状の三次元造形物を造形するための従来より公知のメインルーチン（図示せず。）の途中において、判定部４４が三次元造形装置１０における三次元造形の動作が一時停止したと判定すると、メインルーチンの処理を一時停止して、図３に示す三次元造形動作一時停止処理の処理ルーチンを起動する。
【００６２】
三次元造形動作一時停止処理の処理ルーチンが起動すると、計測部４６が判定部４４で三次元造形の動作が一時停止されたと判定されてからの時間を計測して、判定部４４で三次元造形の動作が一時停止されたと判定されてからの経過時間をインクリメントし（ステップＳ３０２）、このステップＳ３０２の処理を、判定部４４が三次元造形の動作が再開されたと判定するまで繰り返す（ステップＳ３０４）。
【００６３】
ステップＳ３０４の処理において、判定部４４が三次元造形の動作が再開されたと判定すると、バインダー濃度選択部５０の処理により、ステップＳ３０２の処理で得られた経過時間を一時停止時間継続時間としてバインダー濃度記憶部４８を参照し、ステップＳ３０２の処理で得られた経過時間（一時停止時間継続時間）に対応したバインダー濃度を選択する（ステップＳ３０６）。
【００６４】
ステップＳ３０６の処理を終了すると、三次元造形動作再開時制御部５４の制御により、一時停止時最上層記憶部５２に記憶された一時停止時最上層に対して、ステップＳ３０６の処理で選択されたバインダー濃度をもって、一時停止時最上層の層に対応する断面形状についての所定の解像度を有する画像データに基づいてバインダーを吐出するように吐出ヘッド３０を制御する（ステップＳ３０８）。
【００６５】
これにより、乾燥して次の層との層間の結合力が弱まっている一時停止時最上層に、ステップＳ３０６の処理で選択されたバインダー濃度のバインダーが供給されることになる。
【００６６】
ステップＳ３０８の処理を終了すると、メインルーチンへ戻り、公知の技術により一時停止時最上層の次の層の形成を行う。
【００６７】
以上において説明したように、上記した実施の形態による三次元造形装置および三次元造形方法においては、三次元造形動作の一時停止により乾燥して次の層との層間の結合力が弱まっている一時停止時最上層に、次の層を形成する前に一時停止時間継続時間に応じたバインダー濃度のバインダーを吐出するようにした。
【００６８】
これにより、本発明による三次元造形装置および三次元造形方法によれば、三次元造形動作の一時停止時の最上層たる一時停止時最上層と次の層との層間の結合力が強まり、完成した三次元造形物の強度が低下したり、層間で完成した三次元造形物が分離してしまうことを抑止することができるようになる。
【００６９】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形するようにしてもよい。
【００７０】
（１）本発明は、上記した実施の形態に示した構成の三次元造形装置や三次元造形方法に限らず、粉末固着積層方式（バインダージェッティング方式）の三次元造形装置や三次元造形方法であるならば、どのような構成の三次元造形装置や三次元造形方法にも適用することができる。
【００７１】
（２）上記した実施の形態におけるバインダー濃度記憶部５０に記憶された一時停止継続時間とバインダー濃度とは単なる一例に過ぎないものであり、適宜の数値に変更してよいものであることは勿論である。
【００７２】
（３）上記した実施の形態においては、三次元造形の動作の一時停止後の再開時において、次の層を形成する前に一時停止時最上層に吐出するバインダーのバインダー濃度は、一時停止継続時間に応じて設定するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
【００７３】
即ち、一時停止の再開時に次の層を形成する前に一時停止時最上層に吐出するバインダーのバインダー濃度は、予め設定された一定のバインダー濃度としてもよい。
【００７４】
この場合には、上記した実施の形態における計測部４６、バインダー記憶部４８ならびにバインダー濃度選択部５０などを設ける必要はなく、判定部４２により三次元造形の動作が一時停止された後に再開されたと判定されると、三次元造形動作再開時制御部５４の制御により、一時停止時最上層記憶部５２に記憶された一時停止時最上層に対して予め設定された一定のバインダー濃度のバインダーが吐出されることになる。
【００７５】
（４）上記した実施の形態においては、三次元造形の動作の一時停止後の再開時において、次の層を形成する前に一時停止時最上層に吐出するバインダーのバインダー濃度は、一時停止継続時間に応じて設定するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
【００７６】
即ち、バインダー濃度は、三次元造形の動作の一時停止時と再開時とにおける、三次元造形装置１０の周囲の温度変化に応じて設定するようにしもよい。
【００７７】
例えば、三次元造形の動作の一時停止後における動作再開時のバインダー濃度の初期値を５０％と設定しておき、三次元造形の動作の一時停止時の温度よりも再開時の温度が５℃上昇する毎に初期値を１０％増加したり、三次元造形の動作の一時停止時の温度よりも再開時の温度が５℃下降する毎に初期値を１０％減少したりすればよい。
【００７８】
あるいは、上記した実施の形態における計測部４６に代えて、三次元造形装置１０の周囲の温度変化を計測する計測部を設け、上記した実施の形態におけるバインダー濃度記憶部４８に代えて、温度変化に応じてバインダー濃度を記憶したバインダー濃度記憶部を設け、上記した実施の形態におけるバインダー濃度選択部５０に代えて、温度変化に応じてバインダー濃度を記憶したバインダー濃度記憶部を参照して、三次元造形装置１０の周囲の温度変化を計測部を計測する計測部で計測された温度変化に応じたバインダー濃度を選択するバインダー濃度選択部を設けるようにして、温度変化に応じてバインダー濃度を設定するようにしてもよい。
【００７９】
また、バインダー濃度は、三次元造形の動作の一時停止時と再開時とにおける、三次元造形装置１０の周囲の湿度変化に応じて設定するようにしもよい。
【００８０】
例えば、三次元造形の動作の一時停止後における動作再開時のバインダー濃度の初期値を５０％と設定しておき、三次元造形の動作の一時停止時の湿度よりも再開時の湿度が１０％低下する毎にバインダー濃度を５％増加したり、三次元造形の動作の一時停止時の湿度よりも再開時の湿度が１０％上昇する毎にバインダー濃度を５％減少したりすればよい。
【００８１】
あるいは、上記した実施の形態における計測部４６に代えて、三次元造形装置１０の周囲の湿度変化を計測する計測部を設け、上記した実施の形態におけるバインダー濃度記憶部４８に代えて、湿度変化に応じてバインダー濃度を記憶したバインダー濃度記憶部を設け、上記した実施の形態におけるバインダー濃度選択部５０に代えて、湿度変化に応じてバインダー濃度を記憶したバインダー濃度記憶部を参照して、三次元造形装置１０の周囲の湿度変化を計測部を計測する計測部で計測された湿度変化に応じたバインダー濃度を選択するバインダー濃度選択部を設けるようにして、湿度変化に応じてバインダー濃度を設定するようにしてもよい。
【００８２】
こうした温度変化や湿度変化によるバインダー濃度の設定については、温度変化や湿度変化のいずれか一方のみによりバインダー濃度の設定を行ってもよいし、あるいは、温度変化と湿度変化との両者によってバインダー濃度の設定を行ってもよいし、さらには、一時停止継続時間によるバインダー濃度の設定と重畳的に設定してもよい。
【００８３】
即ち、バインダー濃度の設定については、一時停止継続時間のみによるもの、温度変化のみによるもの、湿度変化のみによるものの他に、一時停止継続時間と温度変化と湿度変化とを適宜に組み合わせたものによって設定することができる。
【００８４】
要するに、バインダー濃度の設定については、一時停止継続時間と温度変化と湿度変化との少なくともいずれか一つに応じて設定するようにしてもよい。
【００８５】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、粉末固着積層方式の三次元造形装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０  三次元造形装置、１２  基台部、１４  溝部、１６  造形槽、１８  収容槽、２０  支持部、２２  貯留槽支持レール、２４  貯留槽、２４ａ  開口部、２６  ローラー支持部、２８  ローラー、３０  吐出ヘッド、４０  マイクロコンピューター、４４  判定部、４６  計測部、４８  バインダー濃度記憶部、５０  バインダー濃度選択部、５２  一時停止時最上層記憶部、５４  三次元造形動作再開時制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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