(57)【要約】  本発明は、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料の貯蔵の有無を考慮して粉末材料を効率的に再利用する粉末再利用装置に関する。粉末再利用装置は、積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部と、貯蔵部に粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知部と、検知部で前記粉末材料が検知された場合に、貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収部と、回収部が回収した粉末材料を、造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給部と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部に粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知部と、
前記検知部で前記粉末材料が検知された場合に、前記貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収部と、
前記回収部が回収した粉末材料を、前記造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給部と、
を備える粉末再利用装置。
【請求項２】
前記供給部は、前記造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と、前記回収部が回収した粉末材料とを混合する混合部を含む請求項１に記載の粉末再利用装置。
【請求項３】
前記供給部は、
前記造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と、前記回収部が回収した粉末材料とを混合する混合部と、
前記混合部から前記リコータへ粉末材料を供給するタイミングと、前記回収部から前記混合部を経へずに前記リコータへ粉末材料を供給するタイミングと、を制御する制御部と、
を含む請求項１に記載の粉末再利用装置。
【請求項４】
前記リコータに対して粉末材料を供給するホッパーと、
前記ホッパーに貯蔵された粉末材料の量を検出する粉末量検出部と、
をさらに備え、
前記供給部は、
前記造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と、前記回収部が回収した粉末材料とを混合する混合部と、
前記検知部の検知結果および前記粉末量検出部が検出した粉末量に基づいて、前記混合部から前記リコータへ粉末材料を供給するタイミングと、前記回収部から前記混合部を経へずに前記リコータへ粉末材料を供給するタイミングと、を制御する制御部と、
を有する請求項１に記載の粉末再利用装置。
【請求項５】
前記混合部は、
前記造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と、前記回収部が回収した粉末材料とを混合するホッパーと、
前記ホッパーから供給された混合された粉末材料を、１つの造形物に用いられる量だけ貯蔵する粉末タンクと、
を含む請求項２に記載の粉末再利用装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粉末再利用装置を有し、回収した粉末材料を用いて積層造形を行う積層造形システム。
【請求項７】
積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部に、粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知ステップと、
前記検知ステップにおいて前記粉末材料が検知された場合に、前記貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収ステップと、
前記回収ステップにおいて回収した粉末材料を、前記造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給ステップと、
を含む粉末再利用方法。
【請求項８】
積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部に、粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知ステップと、
前記検知ステップにおいて前記粉末材料が検知された場合に、前記貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収ステップと、
前記回収ステップにおいて回収した粉末材料を、前記造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給ステップと、
をコンピュータに実行させる粉末再利用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形システムにおいて粉末材料を回収して再利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、３次元造形物の積層造形中に材料回収用バケットにブレードでかき出されて落ちてきた不使用材料や非結合材料を吸引装置で吸引して再利用するする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１３２９６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術では、左右の材料回収用バケットからの材料の吸引は所定のタイミングで共通に行われ、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料の貯蔵の有無を考慮して粉末材料を効率的に再利用することができなかった。【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る粉末再利用装置は、
積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部に粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知部と、
前記検知部で前記粉末材料が検知された場合に、前記貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収部と、
前記回収部が回収した粉末材料を、前記造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給部と、
を備える。【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形システムは、
上記粉末再利用装置を有し、回収した粉末材料を用いて積層造形を行う。【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る粉末再利用方法は、
積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部に、粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知ステップと、
前記検知ステップにおいて前記粉末材料が検知された場合に、前記貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収ステップと、
前記回収ステップにおいて回収した粉末材料を、前記造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給ステップと、
を含む。【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る粉粉末再利用プログラムは、
積層造形を行う造形テーブルの周囲に設けられ、積層造形中に前記造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部に、粉末材料が貯蔵されていることを検知する検知ステップと、
前記検知ステップにおいて前記粉末材料が検知された場合に、前記貯蔵部に貯蔵された粉末材料を回収する回収ステップと、
前記回収ステップにおいて回収した粉末材料を、前記造形テーブル上にリコートするためのリコータに供給する供給ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料の貯蔵の有無を考慮して粉末材料を効率的に再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉末再利用装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る粉末再利用装置の構成および動作の概要を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る粉末再利用装置の再利用制御部を含む積層造形システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る再利用制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る再利用制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る再利用制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る粉末再利用装置の構成および動作の概要を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る粉末再利用装置の構成および動作の概要を示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る粉末再利用装置の再利用制御部を含む積層造形システムの構成を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る再利用制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る吸引パターンテーブルの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る再利用制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る再利用制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る再利用制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る吸引制御テーブルの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６実施形態に係る再利用制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本明細書において「造形タンク」とは、造形物が形成される容器を実質的に意味しており、例えば、造形テーブルおよび造形テーブルを包囲するように設けられるタンク壁を含む容器をさす
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての粉末再利用装置１００について、図１を用いて説明する。粉末再利用装置１００は、粉末材料を使用する積層造形システムにおいて粉末材料を再利用するための装置である。
【００１４】
図１に示すように、粉末再利用装置１００は、貯蔵部１０１と、検知部１０２と、回収部１０３と、供給部１０４と、を含む。貯蔵部１０１は、積層造形を行う造形テーブル１１０の周囲に設けられ、積層造形中に造形テーブル１１０から除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する。検知部１０２は、貯蔵部１０１に粉末材料が貯蔵されていることを検知する。回収部１０３は、検知部１０２で粉末材料が検知された場合に、貯蔵部１０１に貯蔵された粉末材料を回収する。供給部１０４は、回収部１０３が回収した粉末材料を、造形テーブル１１０上にリコートするためのリコータ１２０に供給する。
【００１５】
本実施形態によれば、貯蔵部にある粉末検知部の検知結果に基づいて回収した粉末材料をリコータに提供するので、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料の貯蔵の有無を考慮して粉末材料を効率的に再利用することができる。
【００１６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る粉末再利用装置について説明する。本実施形態に係る粉末再利用装置は、造形タンクの両側にあって、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部から、粉末材料の貯蔵の有無の検出に基づいて、粉末材料を回収して再利用する。
【００１７】
《粉末再利用装置の概要》
図２は、本実施形態に係る粉末再利用装置２００の構成および動作の概要を示す図である。
【００１８】
粉末再利用装置２００は、造形タンクである３次元積層造形部２１０にある不図示のリコータに対しては、造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料が粉末タンク２２１から吸引部２２２で吸引されて提供される。そして、３次元積層造形部２１０の両側（前後あるいは左右）の２個所に、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料を一時的に貯蔵する貯蔵部２１１と貯蔵部２１２とを有する。
【００１９】
この貯蔵部２１１からは吸引部２２３により貯蔵された粉末材料が吸引されて、粉末タンク２２１に回収される。一方、貯蔵部２１２からは吸引部２２４により貯蔵された粉末材料が吸引されて、粉末タンク２２１に回収される。貯蔵部２１１または２１２から回収された粉末材料は、サイクロンからなる分離部２２５において粉末と空気とに分離され、分離された粉末は粉末タンク２２１に送られ、分離された空気はフィルタ２２６を通して排気される。本実施形態においては、粉末タンク２２１が造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と回収した粉末材料とを混合する混合部として機能する。
【００２０】
このように、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料、例えば、リコート時にブレードでかき出されて落下し、貯蔵部２１１や２１２に貯蔵された場合、積層造形中においても貯蔵部２１１や２１２に貯蔵された粉末材料を回収して再利用することができる。
【００２１】
《積層造形システムの構成》
図３は、本実施形態に係る粉末再利用装置２００の再利用制御部３１０を含む積層造形システム３００の構成を示す図である。なお、図３において、図２と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００２２】
積層造形システム３００は、造形タンクである３次元積層造形部２１０に、積層造形面に粉末材料を１層分リコートするリコータ３１１と、リコータ３１１に粉末材料を充填するためのホッパー３１２と、を備える。また、貯蔵部２１１の粉末有無を検出する粉末センサ３１３と、貯蔵部２１２の粉末有無を検出する粉末センサ３１４と、リコータ３１１でリコートされた粉末材料を結合して３次元造形物を積層造形するための造形部（印刷部）３１５を備える。本実施形態における粉末センサ３１３と粉末センサ３１４が検知部として機能する。
【００２３】
そして、積層造形システム３００は、貯蔵部２１１の粉末センサ３１３の検知結果と、貯蔵部２１２の粉末センサ３１４の検知結果と、を入力して、貯蔵部２１１に貯蔵された粉末の吸引部２２３の駆動と、貯蔵部２１２に貯蔵された粉末の吸引部２２４の駆動と、を制御する。
【００２４】
なお、図３には、粉末材料の再利用に関連する構成要素を図示し、積層造形システム３００全体の動作を制御する制御部などは省略されている。
【００２５】
《再利用制御部の機能構成》
図４は、本実施形態に係る再利用制御部３１０の機能構成を示すブロック図である。
【００２６】
再利用制御部３１０は、入出力インタフェース４０１と、粉末検出部４０２と、吸引指示部４０３と、粉末検出部４０４と、吸引指示部４０５と、吸引制御部４０６と、を備える。また、再利用制御部３１０は、必要であれば、表示部４０７や操作部４０８を備えてもよい。さらに、図示しないが、再利用制御部３１０は、積層造形システムの制御部などとの通信を制御する通信インタフェースを備える。
【００２７】
入出力インタフェース４０１は、貯蔵部２１１の粉末を検出するための粉末センサ３１３、貯蔵部２１１の粉末を吸引して回収する吸引部２２３、貯蔵部２１２の粉末を検出するための粉末センサ３１４、貯蔵部２１２の粉末を吸引して回収する吸引部２２４、と接続して、再利用制御部３１０とのインタフェースを行う。なお、粉末センサ３１３、３１４、吸引部２２３、２２４は、有線／無線の通信インタフェースにより接続されてもよい。
【００２８】
粉末検出部４０２は、粉末センサ３１３からの検知信号に基づいて貯蔵部２１１の粉末を検出して、検出結果を吸引制御部４０６に通知する。吸引指示部４０３は、吸引制御部４０６からの駆動指示を貯蔵部２１１の吸引部２２３に指示する。粉末検出部４０４は、粉末センサ３１４からの検知信号に基づいて貯蔵部２１２の粉末を検出して、検出結果を吸引制御部４０６に通知する。吸引指示部４０５は、吸引制御部４０６からの駆動指示を貯蔵部２１２の吸引部２２４に指示する。
【００２９】
吸引制御部４０６は、粉末検出部４０２からの貯蔵部２１１の粉末検出結果と粉末検出部４０４からの貯蔵部２１２の粉末検出結果とを取得して、吸引指示部４０３と４０５に対して、吸引部２２３、２２４への吸引駆動指示を出力する。本実施形態において、吸引制御部４０６は、貯蔵部２１１の粉末検出が有れば吸引部２２３を駆動し、貯蔵部２１２の粉末検出が有れば吸引部２２４を駆動する制御を行うが、それに限定されない。例えば、吸引時間などを設定する駆動指示であってもよい。
【００３０】
《再利用制御部のハードウェア構成》
図５は、本実施形態に係る再利用制御部３１０のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００３１】
図５で、ＣＰＵ５１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図４の機能構成部を実現する。ＣＰＵ(Central Processing Unit)５１０は１つであっても複数であってもよい。ＲＯＭ(Read Only Memory)５２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびプログラムを記憶する。通信インタフェース５３０は、積層造形システムの制御部などとの通信を制御する。
【００３２】
ＲＡＭ(Random Access Memory)５４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ５４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。粉末貯蔵部２１１の粉末検出結果５４１には、粉末貯蔵部２１１における粉末センサ３１３による粉末有無が記憶される。吸引部２２３の駆動指示５４２には、吸引部２２３への吸引駆動の指示が記憶される。粉末貯蔵部２１２の粉末検出結果５４３には、粉末貯蔵部２１２における粉末センサ３１４による粉末有無が記憶される。吸引部２２４の駆動指示５４４には、吸引部２２４への吸引駆動の指示が記憶される。入出力データ５４５には、入出力インタフェース４０１を介した入出力機器と入出力するデータが記憶される。送受信データ５４６には、通信インタフェース５３０を介して送受信されるデータが記憶される。
【００３３】
ストレージ５５０は、ＣＰＵ５１０が使用する、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。粉末検出閾値５５１は、粉末センサ３１３や３１４が粉末有無を判定するための閾値である。ストレージ５５０には、以下のプログラムが格納される。再利用制御プログラム５５２は、本再利用制御部３１０の全体を制御するプログラムである。粉末検出モジュール５５３は、粉末貯蔵部２１１、２１２の粉末有無を検出するためのモジュールである。吸引部駆動モジュール５５４は、吸引部２２３、２２４を駆動して粉末を吸引するためのモジュールである。
【００３４】
入出力インタフェース４０１は、入出力デバイスとのデータ入出力を制御するためのインタフェースを行なう。本実施形態においては、入出力インタフェース４０１には、粉末センサ３１３および３１４と、吸引部２２３および２２４とが接続される。なお、入出力インタフェース４０１には、表示部４０７、操作部４０８、音声出力部などが接続されてもよい。
【００３５】
なお、図５のＲＡＭ５４０やストレージ５５０には、再利用制御部３１０が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関連するプログラムやデータは図示されていない。
【００３６】
《再利用制御部の処理手順》
図６は、本実施形態に係る再利用制御部３１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図５のＣＰＵ５１０がＲＡＭ５４０を使用して実行し、図４の機能構成部を実現する。
【００３７】
再利用制御部３１０は、ステップＳ６１１において、貯蔵部２１１の粉末センサ３１３からの入力があったか否かを判定する。粉末センサ３１３からの入力があったと判定すると、再利用制御部３１０は、ステップＳ６１３において、粉末検出閾値５５１に基づいて貯蔵部２１１に粉末が有るか否かを判定する。貯蔵部２１１に粉末が有ると判定された場合、再利用制御部３１０は、ステップＳ６１５において、吸引部２２３に起動を指示して貯蔵部２１１から粉末を吸引して回収する。
【００３８】
貯蔵部２１１の粉末センサ３１３からの入力がないと判定すると、再利用制御部３１０は、ステップＳ６２１において、貯蔵部２１２の粉末センサ３１４からの入力があったか否かを判定する。粉末センサ３１４からの入力があったと判定すると、再利用制御部３１０は、ステップＳ６２３において、粉末検出閾値５５１に基づいて貯蔵部２１２に粉末が有るか否かを判定する。貯蔵部２１２に粉末が有ると判定された場合、再利用制御部３１０は、ステップＳ６２５において、吸引部２２４に起動を指示して貯蔵部２１２から粉末を吸引して回収する。
【００３９】
本実施形態によれば、造形テーブルの周囲にある貯蔵部から回収された粉末材料と新しい粉末材料とを粉末タンクで混合してリコートに使用するので、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料を効率的に再利用することができる。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る粉末再利用装置について説明する。本実施形態に係る粉末再利用装置は、上記第２実施形態と比べると、貯蔵部から回収された粉末材料と新しい粉末材料とを粉末タンクの上流に配置されたホッパーで混合する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４１】
《粉末再利用装置の概要》
図７は、本実施形態に係る粉末再利用装置７００の構成および動作の概要を示す図である。なお、図７において、図２と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００４２】
図７では、粉末材料の流路における粉末タンク２２１の上流にホッパー７２１を備える。そして、各貯蔵部２１１、２１２から回収された粉末材料は、ホッパー７２１で新しい粉末材料と混合されて一時貯蔵されてから、所定のタイミングで粉末タンク２２１に移送される。例えば、１回（１バッチ）の積層造形処理の間、粉末タンク２２１の粉末材料はホッパー７２１から補充されずに供給を制御し、１回（１バッチ）の積層造形処理が終了した後に粉末タンク２２１の粉末材料が設定量になるようホッパー７２１から補充するよう制御されてよい。本実施形態においては、ホッパー７２１が造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と回収した粉末材料とを混合する混合部として機能する。
【００４３】
本実施形態によれば、造形テーブルの周囲にある貯蔵部から回収された粉末材料と新しい粉末材料とをホッパーで混合してリコーティングに使用するので、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料を効率的に再利用することができる。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る粉末再利用装置について説明する。本実施形態に係る粉末再利用装置は、上記第２実施形態および第３実施形態と比べると、１つの吸引部と、各貯蔵部と吸引部との間に挿入された２つの切替バルブとにより、各貯蔵部からの粉末材料の回収を制御する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態または第３実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４５】
《粉末再利用装置の概要》
図８は、本実施形態に係る粉末再利用装置８００の構成および動作の概要を示す図である。なお、図８において、図２と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００４６】
図８では、図２の吸引部２２３および２２４を、開状態と閉状態とが切り替えられる切替バルブ８２３および８２４に置き換え、その両流路の先に１つの吸引部８２２を挿入して、図２の吸引部２２３および２２４と同様の回収処理を実現する。なお、切替バルブ８２３および８２４は、圧空制御型切替バルブを使用しても電気的なオンオフバルブなどを使用してもよい。
【００４７】
本実施形態によれば、１つの吸引部と、各貯蔵部と吸引部との間に挿入された２つの切替バルブとにより、各貯蔵部からの粉末材料の回収を制御するので、簡単な構成で、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料を効率的に再利用することができる。
【００４８】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る粉末再利用装置について説明する。本実施形態に係る粉末再利用装置は、上記第２実施形態乃至第４実施形態と比べると、２つの貯蔵部および粉末タンクからの粉末材料を適切な吸引パターンによるタイミングでリコータに提供する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態から第４実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４９】
《積層造形システムの構成》
図９は、本実施形態に係る粉末再利用装置の再利用制御部９１０を含む積層造形システム９００の構成を示す図である。図９において、図３と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００５０】
積層造形システム９００は、リコータ３１１用のホッパー９１１と、満タンセンサ９１２と、再利用制御部９１０と、を備える。ホッパー９１１は、粉末タンク２２１と、貯蔵部２１１と、貯蔵部２１２とからそれぞれ吸引部の吸引により送られてくる粉末材料を混合して、以降のリコートのために貯蔵する。満タンセンサ９１２は、ホッパー９１１が満タンになったか否かを検出する。本実施形態においては、リコータ３１１用のホッパー９１１が造形テーブルに供給されていない未使用の粉末材料と回収した粉末材料とを混合する混合部として機能する。また、満タンセンサ９１２が粉末量検出部として機能する。
【００５１】
再利用制御部９１０は、満タンセンサ９１２の検出結果と、粉末センサ３１３の検知結果と、粉末センサ３１４の検知結果と、を取得して、吸引部２２２、２２３、２２４の吸引およびリコータ３１１の動作を制御する。
【００５２】
《再利用制御部の機能構成》
図１０は、本実施形態に係る再利用制御部９１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図４と同様に機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明は省略する。
【００５３】
再利用制御部９１０は、吸引部能力取得部１００２と、吸引制御部１００６と、データベース１００７と、満タン検出部１００８と、吸引指示部１００９と、リコータ制御部１０１０と、をさらに備える。なお、入出力インタフェース４０１には、ホッパー９１１の満タンセンサ９１２と、粉末タンク２２１から粉末材料を吸引する吸引部２２２と、リコータ３１１と、がさらに接続される。
【００５４】
吸引部能力取得部１００２は、吸引部２２２、２２３、２２４の吸引能力を取得する。データベース１００７は、吸引部２２２、２２３、２２４の吸引能力と吸引部２２２、２２３、２２４の吸引時間や吸引順序とを対応付けて記憶する吸引パターンテーブル１０７１を格納する。満タン検出部１００８は、リコータ用ホッパー９１１の満タンセンサ９１２からの検出信号により、リコータ用ホッパー９１１が満タンか否かを検出する。吸引指示部１００９は、粉末タンク２２１から粉末材料を吸引する吸引部２２２の吸引を指示する。リコータ制御部１０１０は、リコータ用ホッパー９１１が満タンとなれば、リコータ３１１によるリコーティングを開始させる。なお、リコータ３１１によるリコーティングの開始は、積層造形システムの制御部などからの指示と組み合わせてよい。
【００５５】
吸引制御部１００６は、吸引部能力取得部１００２が取得した吸引部２２２、２２３、２２４の吸引能力に基づいて、データベース１００７の吸引パターンテーブル１０７１を参照して、吸引部２２２、２２３、２２４の駆動指示やリコータ３１１への駆動指示を出力する。なお、吸引制御部１００６は、満タン検出部１００８から満タンの検出が通知されれば、吸引部２２２、２２３、２２４の吸引を停止する。
【００５６】
なお、本実施形態においては、吸引部２２２、２２３、２２４の吸引時間や吸引順序を吸引部２２２、２２３、２２４の吸引能力によって決めたが、さらに他の条件を追加してもよい。また、吸引制御部１００６は、リコータ用ホッパー９１１の満タンを検出して制御したが、満タンでなく所定量を基準に制御してもよい。また、再利用制御部９１０は独立した構成でなく、積層造形システムの制御部などに組み込まれても、互いに機能を分散して相互通信する構成であってもよい。
【００５７】
（吸引パターンテーブル）
図１１は、本実施形態に係る吸引パターンテーブル１０７１の構成を示すブロック図である。吸引パターンテーブル１０７１は、再利用制御部９１０が吸引部２２２、２２３、２２４における吸引時間や吸引順序を設定するために使用される。
【００５８】
吸引パターンテーブル１０７１は、本実施形態においては、吸引制御条件１１０１としての各吸引部の吸引能力の組合せに対応付けて、吸引パターン１１０２としての各吸引部の吸引時間とその吸引順序とを記憶する。なお、吸引制御条件１１０１は各吸引部の吸引能力に限定されるものではない。リコータ用ホッパー９１１への粉末材料の提供を迅速に行い、積層造形速度を高めると共に、貯蔵部２１１および２１２が常に空であるようにするために考慮すべき条件を加えてよい。
【００５９】
《再利用制御部のハードウェア構成》
図１２は、本実施形態に係る再利用制御部９１０のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図５と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明は省略する。
【００６０】
ＲＡＭ１２４０には、図５に加えて新たに、取得された吸引部２２３、２２４、２２２の吸引部能力１２４７と、リコート用ホッパー３１２における満タンセンサ９１２が検出した満タン検出結果１２４８と、吸引部２２２への吸引駆動指示１２４９と、が記憶される。
【００６１】
ストレージ１２５０には、図５に加えて新たに、図１１に示した吸引パターンテーブル１０７１と、吸引部２２３、２２４、２２２の吸引能力１２４７を取得するための吸引部能力取得モジュール１２５５とが記憶される。
【００６２】
《再利用制御部の処理手順》
図１３は、本実施形態に係る再利用制御部９１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１２のＣＰＵ５１０がＲＡＭ１２４０を使用して実行し、図１０の機能構成部を実現する。
【００６３】
再利用制御部９１０は、ステップＳ１３０１において、各吸引部の吸引部能力を含む吸引制御条件１１０１を取得する。再利用制御部９１０は、ステップＳ１３０３において、データベース１００７から吸引パターンテーブル１０７１を読み込む。再利用制御部９１０は、ステップＳ１３０５において、吸引パターンテーブル１０７１を参照して、各吸引部の吸引部能力を含む吸引制御条件１１０１に対応する吸引パターン１１０２を選別する。再利用制御部９１０は、ステップＳ１３０７において、選別された吸引パターンにより吸引部の駆動を制御する。
【００６４】
本実施形態によれば、２つの貯蔵部および粉末タンクからの粉末材料を適切な吸引パターン（タイミング）でリコータに提供するので、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料をより効率的に再利用することができる。
【００６５】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る粉末再利用装置について説明する。本実施形態に係る粉末再利用装置は、上記第２実施形態乃至第５実施形態と比べると、リコータ用ホッパーが満タンで、かつ、２つの貯蔵部が空になるように制御しながら、２つの貯蔵部および粉末タンクからの粉末材料をリコータに提供する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態から第５実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。また、粉末再利用装置の再利用制御部を含む積層造形システムの構成は、図９の積層造形システム９００と同様である。
【００６６】
《再利用制御部の機能構成》
図１４は、本実施形態に係る再利用制御部１４１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１４において、図４または図１０と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明は省略する。
【００６７】
再利用制御部１４１０は、データベース１４０７と、吸引制御部１４０６と、を備える。データベース１４０７は、吸引パターンテーブル１０７１に加えて吸引制御テーブル１４７１を有する。吸引制御テーブル１４７１は、吸引条件１５０１としての各センサの検知または検出結果の組合せに対応つけて、吸引パターンテーブル１０７１で設定された吸引パターンをさらに実時間で制御するための吸引パターンの更新パラメータを記憶する。
【００６８】
吸引制御部１４０６は、データベース１４０７の吸引制御テーブル１４７１を参照して、ル各センサの検知または検出結果に基づいて各吸引部の吸引およびリコータの動作を制御する。
【００６９】
《吸引制御テーブル》
図１５は、本実施形態に係る吸引制御テーブル１４７１の構成を示すブロック図である。吸引制御テーブル１４７１は、吸引制御部１４０６が各センサの検知または検出結果に基づいて、吸引のためのパラメータを実時間で更新するために使用される。
【００７０】
吸引制御テーブル１４７１は、吸引条件１５０１としての各センサの検知または検出結果の組合せに対応付けて、更新パラメータ１５０２としての吸引時間の増減（プラス／マイナス）を記憶する。
【００７１】
なお、図１５に示した吸引時間の増減（プラス／マイナス）値は一例であって、これに限定されるものではない。また、図１５においては、センサの検知または検出結果に基づいた吸引時間のプラスとマイナスによる更新を説明したが、吸引順序などの他のパラメータを更新してもよい。
【００７２】
《再利用制御部のハードウェア構成》
本実施形態における再利用制御部のハードウェア構成は、図１２のＲＡＭに各センサの検知または検出結果と各吸引部の駆動指示が記憶され、ストレージにさらに吸引制御テーブル１４７１と、プログラムとして吸引パラメータ更新モジュールが記憶される構成であるので、ここでの図示および説明は省略する。
【００７３】
《再利用制御部の処理手順》
図１６は、本実施形態に係る再利用制御部１４１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１２のＣＰＵ５１０がＲＡＭを使って実行し、図１４の機能構成部を実現する。
【００７４】
再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６０１において、リコートが終了したか否かを判定する。リコートが終了したと判定すると、再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６０３において、２つの粉末センサおよび満タンセンサの検出結果を取得する。再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６０５において、データベース１４０７の吸引制御テーブル１４７１を読み込む。そして、再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６０７において、センサ検出結果に対応して、吸引パラメータの更新として吸引時間の更新を行う。
【００７５】
再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６０９において、リコータ用ホッパーが満タンであるか否かを判定する。リコータ用ホッパーが満タンでないと判定すると、再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６０３に戻って、リコータ用ホッパーが満タンになるまで吸引処理を繰り返す。リコータ用ホッパーが満タンになったと判定すると、再利用制御部１４１０は、ステップＳ１６１１において、リコータの駆動ＯＫを出力する。
【００７６】
本実施形態によれば、リコータ用ホッパーが満タンで、かつ、２つの貯蔵部が空になるように制御しながら、２つの貯蔵部および粉末タンクからの粉末材料を調整しながら提供するので、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料をさらに効率的に再利用することができる。
【００７７】
［他の実施形態］
本発明で使用される粉末材料は、砂材料や樹脂材料あるいは金属材料であっても、同様の効果を奏する。また、上記実施形態においては、積層造形中に造形テーブルから除かれた粉末材料を吸引によって貯蔵部から回収したが、粉末材料を押出によって貯蔵部から回収する構成であってもよい。
【００７８】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【００７９】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する粉末再利用プログラムを含む情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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