(57)【要約】【課題】造形テーブルを一定の移動量ずつ下方に移動させるときのアクチュエータの制御を容易にすること。【解決手段】三次元造形装置１０は、造形槽２２の内方に配置され、粉末材料１２が配置される造形テーブル２４と、造形テーブル２４を上下方向に移動させる第１昇降装置３０と、を備え、第１昇降装置３０は、造形テーブル２４の下部に接続され、Ｘ状に組まれた一対の第１アーム３２および第２アーム４２を備えた第１昇降機構３１と、造形槽２２の側方に配置され、上下方向に延びる第３ガイド部５３と、第３ガイド部５３にスライド自在に係合したスライダ５８と、スライダ５８を上下方向に移動させるアクチュエータ５９と、スライダ５８から斜め下方に延びる第３アーム５２と、を備えた第２昇降機構５１と、第１アーム３２の下端３２Ｂと第３アーム５２の下端５２Ｂとを連結するリンクアーム５０と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末材料を硬化させて所定の断面形状の粉末硬化層を順次積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
粉末材料が収容される造形槽と、
前記造形槽の内方に摺動可能に配置され、粉末材料が配置される造形テーブルと、
前記造形テーブルの下方に配置され、前記造形テーブルを上下方向に移動させる昇降装置と、
前記造形テーブル上に配置された粉末材料にバインダを吐出する造形ヘッドと、を備え、
前記昇降装置は、
各上端が前記造形テーブルの下部に接続され、Ｘ状に組まれた一対の第１アームおよび第２アームと、水平方向に延び、前記第１アームの下端をスライド自在に支持する第１ガイド部と、前記第１ガイド部と平行に配置され、水平方向に延び、前記第２アームの下端をスライド自在に支持する第２ガイド部と、を備えた第１昇降機構と、
前記第１アームの下端のスライド方向において、前記第１アームの下端に対し、前記第２アームの下端と反対かつ前記造形槽の側方に配置され、上下方向に延びる第３ガイド部と、前記第３ガイド部にスライド自在に係合したスライダと、前記スライダを上下方向に移動させるアクチュエータと、上端が前記スライダに接続され、前記スライダから斜め下方に延びる第３アームと、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部と平行に配置され、水平方向に延び、前記第３アームの下端をスライド自在に支持する第４ガイド部と、を備えた第２昇降機構と、
水平方向に延び、前記第１アームの下端と前記第３アームの下端とを連結するリンクアームと、を備えている、三次元造形装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記造形槽の側方に配置されている、請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記造形槽の側方に配置され、前記第３ガイドと、前記スライダと、前記第３アームと、前記第４ガイド部と、前記リンクアームの一部とを収容する収容槽を備え、
前記アクチュエータは、前記収容槽の上方に配置されている、請求項２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記造形槽の側方に配置され、前記造形槽に供給される粉末材料が収容される粉末材料供給槽と、
前記粉末材料供給槽に収容された粉末材料を前記造形槽に供給する供給部材と、
前記アクチュエータの上方に配置され、前記供給部材によって前記造形槽に粉末材料が供給されたときに、前記造形槽からあふれ出た粉末材料を回収する粉末材料回収槽を備えている、請求項２または３に記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記スライダの上下方向の移動量は、前記造形テーブルの上下方向の移動量の半分以下である、請求項１から４のいずれか一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、三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、槽内に収容された粉末材料にバインダを吐出し、粉末材料を硬化させることによって三次元造形物を造形する三次元造形装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に示すように、この種の三次元造形装置は、例えば、粉末材料を収容する造形槽と、造形槽に供給される粉末材料を収容する粉末材料収容槽と、粉末材料収容槽から造形槽に粉末材料を供給するローラとを備えている。造形槽の上方には、バインダを吐出する造形ヘッドが配置されている。造形ヘッドは、造形槽に収容された粉末材料のうち三次元造形物の断面形状に対応する部分にバインダを吐出する。粉末材料のうちバインダが吐出された部分は硬化し、断面形状に対応した粉末硬化層が形成される。
【０００４】
また、特許文献１には、造形槽内に配置された造形テーブルを、造形テーブルの下方に配置された昇降シリンダを用いて上下方向に移動させる構造が開示されている。造形テーブルを昇降シリンダによって移動させる場合、造形テーブルが最も下方に位置したときに、造形テーブルの下方には少なくとも造形テーブルの上下方向の移動量と同じ高さだけ空間を設ける必要があり、三次元造形装置の上下方向の寸法が大きくなる傾向にある。一方、特許文献２には、Ｘ状に交差した交差アームを造形テーブルの下方に配置し、交差アームに接続されたアクチュエータを調整することによって造形テーブルを上下方向に移動させる構造が開示されている。造形テーブルを上下方向に移動させる機構としてＸ状に交差した交差アームを用いた場合は、昇降シリンダを用いた場合に比べて、三次元造形装置の上下方向の寸法が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３３２７２４号
【特許文献２】特表２００７−５２９３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、Ｘ状に交差した交差アームを用いた場合、造形テーブルの上下方向の移動量とアクチュエータの駆動量との関係が非線形になってしまう。即ち、造形テーブルが比較的高い位置に配置された状態から、造形テーブルを一定の移動量だけ下方に移動させる場合と、造形テーブルが比較的低い位置に配置された状態から、造形テーブルを一定の移動量だけ下方に移動させる場合とでは、前者のほうがアクチュエータの駆動量が大きくなる。このため、造形テーブルを一定の移動量ずつ下方に移動させようとすると、アクチュエータの制御が複雑化してしまう。
【０００７】
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、造形テーブルの移動量とアクチュエータの駆動量との関係を線形にし、造形テーブルを一定の移動量ずつ下方に移動させるときのアクチュエータの制御が容易である三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】
【０００８】
本発明に係る三次元造形装置は、粉末材料を硬化させて所定の断面形状の粉末硬化層を順次積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、粉末材料が収容される造形槽と、前記造形槽の内方に摺動可能に配置され、粉末材料が配置される造形テーブルと、前記造形テーブルの下方に配置され、前記造形テーブルを上下方向に移動させる昇降装置と、前記造形テーブル上に配置された粉末材料にバインダを吐出する造形ヘッドと、を備え、前記昇降装置は、各上端が前記造形テーブルの下部に接続され、Ｘ状に組まれた一対の第１アームおよび第２アームと、水平方向に延び、前記第１アームの下端をスライド自在に支持する第１ガイド部と、前記第１ガイド部と平行に配置され、水平方向に延び、前記第２アームの下端をスライド自在に支持する第２ガイド部と、を備えた第１昇降機構と、前記第１アームの下端のスライド方向において、前記第１アームの下端に対し、前記第２アームの下端と反対かつ前記造形槽の側方に配置され、上下方向に延びる第３ガイド部と、前記第３ガイド部にスライド自在に係合したスライダと、前記スライダを上下方向に移動させるアクチュエータと、上端が前記スライダに接続され、前記スライダから斜め下方に延びる第３アームと、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部と平行に配置され、水平方向に延び、前記第３アームの下端をスライド自在に支持する第４ガイド部と、を備えた第２昇降機構と、水平方向に延び、前記第１アームの下端と前記第３アームの下端とを連結するリンクアームと、を備えている。
【０００９】
本発明の三次元造形装置によれば、アクチュエータがスライダを下方に移動させることによって、スライダに接続された第３アームの下端は、第４ガイド部に案内されて第３ガイド部から離れる方向にスライド移動する。リンクアームは第３アームの下端と第１アームの下端とを連結しているため、第３アームの下端の移動に伴って、第１アームの下端は第１ガイド部に案内されて第３ガイド部に近づく方向にスライド移動する。これにより、第１アームの上端に接続された造形テーブルは下方に移動する。かかる構成により、スライダの上下方向の移動量と、造形テーブルの上下方向の移動量との関係は線形になる。即ち、造形テーブルを一定の移動量ずつ下方に移動させる場合、スライダを他の一定の移動量ずつ下方に移動させればよい。なお、一定の移動量と他の一定の移動量は同じ場合もあるし、異なる場合もある。このように、スライダを上下方向に移動させるためのアクチュエータの制御、即ち造形テーブルを上下方向に移動させるためのアクチュエータの制御が容易となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、造形テーブルの移動量とアクチュエータの駆動量との関係を線形にし、造形テーブルを一定の移動量ずつ下方に移動させるときのアクチュエータの制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る三次元造形装置の断面図である。
【図２】一実施形態に係る三次元造形装置の平面図である。
【図３】一実施形態に係る三次元造形装置の一部を示す側面図である。
【図４】一実施形態に係る第１昇降装置を示す後方斜視図である。
【図５】一実施形態に係る三次元造形装置の一部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る三次元造形装置について説明する。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。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る三次元造形装置１０の断面図である。図２は、三次元造形装置１０の平面図である。なお、図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を示している。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の設置態様を何ら限定するものではない。
【００１４】
三次元造形装置１０は、造形対象である三次元造形物の断面形状を表すスライス画像に基づいて、粉末材料にバインダを塗布し、粉末材料を硬化させて、所定の断面形状の粉末硬化層を順次積層することによって、三次元造形物を造形する装置である。ここで、「断面形状」とは、三次元造形物を所定の厚み（例えば、０．１ｍｍ）ごとにスライスしたときの断面の形状である。「粉末材料」としては、例えば、石膏、セラミックス、金属、プラスチック等が挙げられる。「バインダ」は、上記粉末材料同士を固着することが可能な材料であれば特に限定されない。例えば、粉末材料として石膏を用いる場合、バインダとして水が挙げられる。図１に示すように、三次元造形装置１０は、造形部２０と、粉末材料供給部６０と、バインダ供給ヘッド７２と、制御装置７８と、粉末材料回収槽８０と、を備えている。
【００１５】
造形部２０では、三次元造形物９０（図５参照）が造形される。図１に示すように、造形部２０は、造形槽２２と、造形テーブル２４と、第１昇降装置３０とを備えている。
【００１６】
造形槽２２には、粉末材料１２が収容される。粉末材料１２は、粉末材料供給部６０から供給される。図２に示すように、造形槽２２は、上方が開口した箱型に形成されている。
【００１７】
図１に示すように、造形テーブル２４は、造形槽２２の内方に摺動可能に配置されている。造形テーブル２４は、造形槽２２内を上下方向に移動する。造形テーブル２４上には、粉末材料１２が配置される。造形テーブル２４は、三次元造形物９０（図５参照）の造形開始前は、造形テーブル２４の上下方向の移動可能な範囲のうち最も高い位置（図１参照）に配置される。造形テーブル２４は、三次元造形物９０の造形が開始されると、徐々に下方に移動する。造形テーブル２４上に粉末硬化層９０Ａ（図５参照）が順次積層され、三次元造形物９０が造形される。
【００１８】
図１に示すように、第１昇降装置３０は、造形テーブル２４の下方に配置されている。第１昇降装置３０は、造形テーブル２４と接続している。第１昇降装置３０は、造形テーブル２４を上下方向に移動させる。造形テーブル２４上に、１層の粉末硬化層９０Ａ（図５参照）が形成されると、第１昇降装置３０は、造形テーブル２４を所定の移動量だけ下方に移動させる。所定の移動量とは、粉末硬化層９０Ａ（図５参照）の厚みに相当する。
【００１９】
粉末材料供給部６０は、造形部２０に粉末材料１２を供給する。図１に示すように、粉末材料供給部６０は、粉末材料供給槽としての供給槽６２と、供給テーブル６４と、第２昇降装置６６と、供給部材としての供給ローラ６８と、を備えている。
【００２０】
供給槽６２には、粉末材料１２が収容される。図２に示すように、供給槽６２は、上方が開口した箱型に形成されている。供給槽６２は、造形槽２２の側方に配置されている。本実施形態では、供給槽６２は、造形槽２２の右方に配置されている。
【００２１】
図１に示すように、供給テーブル６４は、供給槽６２の内方に摺動可能に配置されている。供給テーブル６４は、供給槽６２内を上下方向に移動する。供給テーブル６４上には、粉末材料１２が配置される。供給テーブル６４は、三次元造形物９０（図５参照）の造形開始前は、供給テーブル６４の上下方向の移動可能な範囲のうち最も低い位置（図１参照）に配置される。供給テーブル６４は、三次元造形物９０の造形が開始されると、徐々に上方に移動する。
【００２２】
図１に示すように、第２昇降装置６６は、供給テーブル６４の下方に配置されている。第２昇降装置６６は、供給テーブル６４と接続している。第２昇降装置６６は、供給テーブル６４を上下方向に移動させる。供給槽６２から造形槽２２に粉末材料１２が供給されると、第２昇降装置６６は、供給テーブル６４を上方に移動させる。このとき、供給テーブル６４を上方に移動させるときの移動量は、造形テーブル２４を下方に移動させるときの移動量より大きい。
【００２３】
図２に示すように、供給ローラ６８は、前後方向に延びる。供給ローラ６８は、供給槽６２に収容された粉末材料１２を、造形槽２２内に供給する。供給ローラ６８は、モータ７０を駆動することによって、供給槽６２および造形槽２２上を左右方向に移動する。なお、図１に示すように、供給ローラ６８が停止しているとき、供給ローラ６８は、粉末材料供給部６０の側方に設けられたローラ載置部６５に位置する。供給テーブル６４が上方に移動し、粉末材料１２の一部が供給槽６２の上端よりも上方に位置する状態で、供給ローラ６８が供給槽６２の上方を移動することによって、粉末材料１２が供給ローラ６８に押し出され、造形槽２２内に供給される。供給ローラ６８がローラ載置部６５に戻った後、第２昇降装置６６は、供給テーブル６４を所定の移動量だけ上方に移動させる。
【００２４】
図１に示すように、粉末材料回収槽８０は、造形槽２２の側方に配置されている。本実施形態では、粉末材料回収槽８０は、造形槽２２の左方に配置されている。粉末材料回収槽８０は、第１昇降装置３０の後述するアクチュエータ５９の上方に配置されている。粉末材料回収槽８０は、供給ローラ６８によって造形槽２２に粉末材料１２が供給されたときに、造形槽２２からあふれ出た粉末材料１２を回収する。即ち、造形槽２２内に収容しきれなかった粉末材料１２は、粉末材料回収槽８０に回収される。
【００２５】
バインダ供給ヘッド７２は、造形槽２２に収容された粉末材料１２にバインダを吐出する。バインダ供給ヘッド７２は、造形テーブル２４上に配置された粉末材料１２にバインダを吐出する。バインダ供給ヘッド７２は、造形テーブル２４上に配置された粉末材料１２のうち、スライス画像に沿った断面形状に対応する領域にバインダを吐出する。バインダ供給ヘッド７２は、バインダを吐出するノズル７４を備えている。ノズル７４は、図示しないバインダ収容タンクに接続されている。バインダ供給ヘッド７２は、図示しない駆動装置に接続され、造形槽２２上を前後方向および左右方向に移動可能に構成されている。バインダ供給ヘッド７２は、供給ローラ６８が造形槽２２上を移動するとき、供給ローラ６８と接触しない位置に移動可能に構成されている。
【００２６】
図１に示すように、制御装置７８は、バインダ供給ヘッド７２、モータ７０、第１昇降装置３０の後述するアクチュエータ５９、および、第２昇降装置６６のアクチュエータ５９に接続されている。制御装置７８は、第１昇降装置３０のアクチュエータ５９を駆動することによって、造形テーブル２４を上方または下方に移動させる。制御装置７８は、第２昇降装置６６のアクチュエータ５９を駆動することによって、供給テーブル６４を上方または下方に移動させる。制御装置７８は、バインダ供給ヘッド７２からのバインダの吐出およびバインダ供給ヘッド７２の移動を制御する。制御装置７８は、モータ７０を駆動することによって、供給ローラ６８の移動を制御する。制御装置７８には、造形対象である三次元造形物を所定の間隔にスライスして分割された複数のスライス画像を記憶される。上記スライス画像は、例えば、ユーザの操作によって、記憶媒体または他のコンピュータ（図示せず）から制御装置７８に読み込まれる。なお、制御装置７８の構成は特に限定されない。例えば、制御装置７８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。
【００２７】
以下、本実施形態に係る第１昇降装置３０の構成について詳細に説明する。なお、本実施形態では、第２昇降装置６６の構成は、第１昇降装置３０の構成と同一であるため、同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付し、第２昇降装置６６の構成の説明は省略する。図１に示すように、第１昇降装置３０は、第１昇降機構３１と、第２昇降機構５１と、リンクアーム５０とを備えている。
【００２８】
図３に示すように、第１昇降機構３１は、第１アーム３２と、第１ガイド部３３と、第５ガイド部３４と、第２アーム４２と、第２ガイド部４３と、第６ガイド部４４とを備えている。第１昇降機構３１は、造形槽２２内に収容されている。第１昇降機構３１は、造形テーブル２４の下方に設けられている。
【００２９】
第１アーム３２および第２アーム４２は、Ｘ状に組まれている。第１アーム３２は、上に行くほど右方に向かうように傾斜している。第２アーム４２は、上に行くほど左方に向かうように傾斜している。第１アーム３２と第２アーム４２とは、連結ピン４０によって連結されている。第１アーム３２は、第２アーム４２より前方に配置されている。第１アーム３２は、第１ガイド部３３および第５ガイド部３４より前方に配置されている。第２アーム４２は、第２ガイド部４３および第６ガイド部４４より後方に配置されている。第１アーム３２の上端３２Ａは、第５ガイド部３４を介して造形テーブル２４の下部に接続されている。第２アーム４２の上端４２Ａは、第６ガイド部４４を介して造形テーブル２４の下部に接続されている。
【００３０】
図３に示すように、第１ガイド部３３は、造形槽２２の底面２２Ｂに設けられている。第１ガイド部３３は、水平方向に延びる。第１ガイド部３３は、左右方向に延びる。第１ガイド部３３には、前後方向に貫通し、左右方向に延びる第１ガイド溝３３Ａが形成されている。第１ガイド部３３は、第１アーム３２の下端３２Ｂをスライド自在に支持する。第１アーム３２の下端３２Ｂは、第１ガイド溝３３Ａ内を摺動する。第２ガイド部４３は、造形槽２２の底面２２Ｂに設けられている。第２ガイド部４３は、第１ガイド部３３より右方に設けられている。第２ガイド部４３は、水平方向に延びる。第２ガイド部４３は、第１ガイド部３３と平行に配置されている。第２ガイド部４３は、左右方向に延びる。第２ガイド部４３には、前後方向に貫通し、左右方向に延びる第２ガイド溝４３Ａが形成されている。第２ガイド部４３は、第２アーム４２の下端４２Ｂをスライド自在に支持する。第２アーム４２の下端４２Ｂは、第２ガイド溝４３Ａ内を摺動する。
【００３１】
図３に示すように、第５ガイド部３４は、造形テーブル２４の裏面２４Ｂに設けられている。第５ガイド部３４は、第２ガイド部４３の上方に設けられている。第５ガイド部３４は、水平方向に延びる。第５ガイド部３４は、第１ガイド部３３と平行に配置されている。第５ガイド部３４は、左右方向に延びる。第５ガイド部３４には、前後方向に貫通し、左右方向に延びる第５ガイド溝３４Ａが形成されている。第５ガイド部３４は、第１アーム３２の上端３２Ａをスライド自在に支持する。第１アーム３２の上端３２Ａは、第５ガイド溝３４Ａ内を摺動する。第６ガイド部４４は、造形テーブル２４の裏面２４Ｂに設けられている。第６ガイド部４４は、第１ガイド部３３の上方に設けられている。第６ガイド部４４は、第５ガイド部３４より左方に設けられている。第６ガイド部４４は、水平方向に延びる。第６ガイド部４４は、第５ガイド部３４と平行に配置されている。第６ガイド部４４は、第２ガイド部４３と平行に配置されている。第６ガイド部４４は、左右方向に延びる。第６ガイド部４４には、前後方向に貫通し、左右方向に延びる第６ガイド溝４４Ａが形成されている。第６ガイド部４４は、第２アーム４２の上端４２Ａをスライド自在に支持する。第２アーム４２の上端４２Ａは、第６ガイド溝４４Ａ内を摺動する。
【００３２】
図３に示すように、第１昇降機構３１は、第１上補助アーム３５と、第１上固定部３６とを備えている。第１上補助アーム３５は、連結ピン４０によって第１アーム３２に連結されている。第１上補助アーム３５は、第１上固定部３６に回動自在に支持されている。第１上固定部３６は、造形テーブル２４の裏面２４Ｂに設けられている。第１上固定部３６は、第５ガイド部３４および第６ガイド部４４より前方に設けられている。第１上固定部３６は、第５ガイド部３４より左方かつ第６ガイド部４４より右方に設けられている。
【００３３】
図３に示すように、第１昇降機構３１は、第２上補助アーム４５と、第２上固定部４６（図４参照）とを備えている。第２上補助アーム４５は、連結ピン４０によって第２アーム４２に連結されている。第２上補助アーム４５は、第２上固定部４６に回動自在に支持されている。第２上固定部４６は、造形テーブル２４の裏面２４Ｂに設けられている。第２上固定部４６は、第５ガイド部３４および第６ガイド部４４より後方に設けられている。第２上固定部４６は、第５ガイド部３４より左方かつ第６ガイド部４４より右方に設けられている。
【００３４】
図３に示すように、第１昇降機構３１は、第１下補助アーム３７と、第１下固定部３８とを備えている。第１下補助アーム３７は、連結ピン４０によって第１アーム３２に連結されている。第１下補助アーム３７は、第１下固定部３８に回動自在に支持されている。第１下固定部３８は、造形槽２２の底面２２Ｂに設けられている。第１下固定部３８は、第１ガイド部３３および第２ガイド部４３より前方に設けられている。第１下固定部３８は、第１ガイド部３３より右方かつ第２ガイド部４３より左方に設けられている。
【００３５】
図３に示すように、第１昇降機構３１は、第２下補助アーム４７と、第２下固定部４８（図４参照）とを備えている。第２下補助アーム４７は、連結ピン４０によって第２アーム４２に連結されている。第２下補助アーム４７は、第２下固定部４８に回動自在に支持されている。第２下固定部４８は、造形槽２２の底面２２Ｂに設けられている。第２下固定部４８は、第１ガイド部３３および第２ガイド部４３より後方に設けられている。第２下固定部４８は、第１ガイド部３３より右方かつ第２ガイド部４３より左方に設けられている。
【００３６】
図３に示すように、第２昇降機構５１は、造形槽２２の左方に設けられている。第２昇降機構５１は、第３アーム５２と、第４ガイド部５４と、第３ガイド部５３と、スライダ５８と、アクチュエータ５９とを備えている。第３アーム５２と、第４ガイド部５４と、第３ガイド部５３と、スライダ５８とは、造形槽２２の左方に設けられた収容槽８２内に収容されている。
【００３７】
図３に示すように、第３ガイド部５３は、上下方向に延びる。第３ガイド部５３は、造形槽２２の側方に配置されている。第３ガイド部５３は、造形槽２２より左方に配置されている。第３ガイド部５３は、第１アーム３２の下端３２Ｂのスライド方向（本実施形態では左右方向）において、第１アーム３２の下端３２Ｂに対し、第２アーム４２の下端４２Ｂと反対に配置されている。第３ガイド部５３は、収容槽８２の底面８２Ｂに設けられた支持部５３Ａ（図４参照）に回転可能に支持されている。本実施形態の第３ガイド部５３は、ボールねじである。
【００３８】
図３に示すように、アクチュエータ５９は、第３ガイド部５３の上端部に配置されている。アクチュエータ５９は、造形槽２２の側方に配置されている。アクチュエータ５９は、収容槽８２の上方に配置されている。アクチュエータ５９は、収容槽８２の上方に設けられた収容室８３に配置されている。アクチュエータ５９は、第３ガイド部５３を回転させる。アクチュエータ５９は、第３ガイド部５３を回転させることによって、スライダ５８を上下方向に移動させる。アクチュエータ５９の種類は何ら限定されないが、例えば、サーボモータを用いることができる。
【００３９】
スライダ５８は、第３ガイド部５３にスライド自在に係合している。スライダ５８には、上下に延びる図示しないねじ孔が形成されている。スライダ５８のねじ孔には第３ガイド部５３が挿入されており、スライダ５８のねじ孔は、第３ガイド部５３と噛み合っている。そのため、第３ガイド部５３が回転するとスライダ５８は上昇し、第３ガイド部５３が逆回転するとスライダ５８は下降する。スライダ５８が昇降することにより、第３アーム５２が移動する。図５に示すように、スライダ５８の上下方向の移動量Ａは、造形テーブル２４の上下方向の移動量Ｂの半分である。移動量Ａと移動量Ｂとの関係は、第１アーム３２の長さ、第２アーム４２の長さ、第３アーム５２の長さおよび第３ガイド部５３の長さを調整すること等によって、変更することができる。移動量Ａは、移動量Ｂの半分以上であってもよいし、半分以下であってもよい。
【００４０】
図３に示すように、第３アーム５２の上端５２Ａは、スライダ５８に接続されている。第３アーム５２は、スライダ５８から斜め下方に延びる。第３アーム５２は、上方に行くほど右方に向かうように傾斜している。なお、第３アーム５２は、上方に行くほど左方に向かうように傾斜していてもよい。第３アーム５２の長手方向の長さは、第１アーム３２の長手方向の長さの半分である。第３アーム５２の長手方向の長さは、第１アーム３２の長手方向の長さの半分以上であってもよいし、半分以下であってもよい。
【００４１】
第４ガイド部５４は、収容槽８２の底面８２Ｂに設けられている。第４ガイド部５４は、第３ガイド部５３より左方に配置されている。第４ガイド部５４は、第３ガイド部５３より右方に配置されていてもよい。第４ガイド部５４は、水平方向に延びる。第４ガイド部５４は、第１ガイド部３３および第２ガイド部４３と平行に配置されている。第４ガイド部５４は、左右方向に延びる。第４ガイド部５４には、前後方向に貫通し、左右方向に延びる第４ガイド溝５４Ａが形成されている。第４ガイド部５４は、第３アーム５２の下端５２Ｂをスライド自在に支持する。第３アーム５２の下端５２Ｂは、第４ガイド溝５４Ａ内を摺動する。
【００４２】
図３に示すように、第２昇降機構５１は、第３補助アーム５５と、第３固定部５６とを備えている。第３補助アーム５５は、連結ピン４０によって第３アーム５２に連結されている。第３補助アーム５５は、第３固定部５６に回動自在に支持されている。第３固定部５６は、収容槽８２の底面８２Ｂに設けられている。第３固定部５６は、第４ガイド部５４より前方に設けられている。第３固定部５６は、第１ガイド部３３より左方かつ第４ガイド部５４より右方に設けられている。第３固定部５６は、第３ガイド５７の前方に設けられている。
【００４３】
図４に示すように、リンクアーム５０は、水平方向に延びる。リンクアーム５０は、左右方向に延びる。図３に示すように、リンクアーム５０は、第１アーム３２の下端３２Ｂと第３アーム５２の下端５２Ｂとを連結する。リンクアーム５０は、造形槽２２および収容槽８２内に収容されている。図４に示すように、リンクアーム５０は、第１ガイド部３３および第４ガイド部５４より後方に配置されている。リンクアーム５０は、支持部５３Ａより前方に配置されている。
【００４４】
図３に示すように、アクチュエータ５９を駆動させて、第３ガイド部５３を逆回転させることによって、スライダ５８は下降する。第３アーム５２の上端５２Ａは、スライダ５８に接続されているため、スライダ５８の下降に伴って、第３アーム５２の上端５２Ａも下降し、第３アーム５２の下端５２Ｂは、第４ガイド溝５４Ａ内を左方に移動する。ここで、リンクアーム５０は、第３アーム５２の下端５２Ｂと第１アーム３２の下端３２Ｂとを連結しているため、第３アーム５２の下端５２Ｂが左方に移動するに伴い、リンクアーム５０も左方に移動し、第１アーム３２の下端３２Ｂは、第１ガイド溝３３Ａ内を左方に移動する。第１アーム３２の下端３２Ｂが第１ガイド溝３３Ａ内を左方に移動することによって、第１アーム３２の上端３２Ａは、第５ガイド溝３４Ａ内を右方に移動する。このとき、第１アーム３２と第２アーム４２とは連結ピン４０によって連結されているため、第１アーム３２の移動に伴い第２アーム４２も移動する。即ち、第２アーム４２の下端４２Ｂが第２ガイド溝４３Ａ内を右方に移動すると共に、第２アーム４２の上端４２Ａが第６ガイド溝４４Ａ内を左方に移動する。このように、第１アーム３２の上端３２Ａが第５ガイド溝３４Ａ内を右方に移動し、かつ、第２アーム４２の上端４２Ａが第６ガイド溝４４Ａ内を左方に移動することによって、造形テーブル２４は下方に移動する。このように、アクチュエータ５９の駆動量と、造形テーブル２４の移動量とが比例関係となるため、造形テーブル２４を移動させるときのアクチュエータ５９の制御が容易となる。本実施形態では、造形テーブル２４は、スライダ５８の移動量の２倍移動するように構成されているが、造形テーブル２４とスライダ５８の移動量の関係はこれに限定されない。
【００４５】
以上のように、三次元造形装置１０によれば、図３に示すように、第１昇降装置３０のアクチュエータ５９がスライダ５８を下方に移動させることによって、スライダ５８に接続された第３アーム５２の下端５２Ｂは、第４ガイド部５４の第４ガイド溝５４Ａに案内されて第３ガイド部５３から離れる方向（即ち左方）にスライド移動する。リンクアーム５０は第３アーム５２の下端５２Ｂと第１アーム３２の下端３２Ｂとを連結している。このため、第３アーム５２の下端５２Ｂの移動に伴って、第１アーム３２の下端３２Ｂは第１ガイド部３３の第１ガイド溝３３Ａに案内されて第３ガイド部５３に近づく方向（即ち左方）にスライド移動する。これにより、第１アーム３２の上端３２Ａに接続された造形テーブル２４は下方に移動する。かかる構成により、スライダ５８の上下方向の移動量Ａ（図５参照）と、造形テーブル２４の上下方向の移動量Ｂ（図５参照）との関係は線形になる。即ち、造形テーブル２４を一定の移動量ずつ下方に移動させる場合、スライダ５８を一定の移動量の半分ずつ下方に移動させればよい。このように、スライダ５８を上下方向に移動させるための第１昇降装置３０のアクチュエータ５９の制御、即ち造形テーブル２４を上下方向に移動させるためのアクチュエータ５９の制御が容易となる。
【００４６】
本実施形態の三次元造形装置によれば、図３に示すように、アクチュエータ５９は、造形槽２２の側方に配置されている。即ち、アクチュエータ５９は、造形テーブル２４の下方には配置されていない。このため、造形槽２２と造形テーブル２４との間に生じ得るわずかな隙間から粉末材料１２が造形テーブル２４の下方に落下しても、アクチュエータ５９に粉末材料１２が接触することを抑制することができる。
【００４７】
本実施形態の三次元造形装置によれば、図３に示すように、アクチュエータ５９は、収容槽８２の上方に配置されている。造形槽２２と造形テーブル２４との間に生じ得るわずかな隙間から落下した粉末材料１２は、造形槽２２から収容槽８２に流れ込む虞がある。しかしながら、アクチュエータ５９は収容槽８２の上方に配置されているため、アクチュエータ５９に粉末材料１２が接触することを抑制することができる。
【００４８】
本実施形態の三次元造形装置によれば、図３に示すように、粉末材料回収槽８０は、アクチュエータ５９の上方に配置されている。このように、アクチュエータ５９の上方に存在する空間に粉末材料回収槽８０を配置することによって、三次元造形装置１０の大型化を抑制することができる。
【００４９】
本実施形態の三次元造形装置によれば、図５に示すように、スライダ５８の上下方向の移動量Ａは、造形テーブル２４の上下方向の移動量Ｂの半分以下である。これにより、造形テーブル２４の上下方向の移動を容易に制御しつつ、第２昇降機構５１を小型化することができる。この結果、三次元造形装置１０の大型化を抑制することができる。
【００５０】
上述した実施形態では、粉末材料供給部６０の第２昇降装置６６は、第１昇降装置３０と同じ構成であったが、異なる構成のものを用いてもよい。また、造形槽２２と供給槽６２とは、実質的に同じ容積であるが、これに限定されない。供給槽６２は、造形槽２２より大きな容積を有するものであってもよい。
【００５１】
上述した実施形態では、供給槽６２内に収容された粉末材料１２を供給ローラ６８によって、供給槽６２の側方に配置された造形槽２２に供給していたが、これに限定されない。例えば、造形槽２２の上方に供給槽６２が配置され、供給槽６２から粉末材料１２を造形槽２２内に落下させて供給してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
２２  造形槽
２４  造形テーブル
３０  第１昇降装置
３１  第１昇降機構
３２  第１アーム
３３  第１ガイド部
４２  第２アーム
４３  第２ガイド部
５０  リンクアーム
５１  第２昇降機構
５２  第３アーム
５３  第３ガイド部
５４  第４ガイド部
５８  スライダ
５９  アクチュエータ
【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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