JP6796440B2

JP6796440B2 - Laminating equipment and 3D modeling equipment

Info

Publication number: JP6796440B2
Application number: JP2016185022A
Authority: JP
Inventors: 溝端　一国雄; 一国雄溝端; 克英小西; 秀明岡所
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: JP2018047629A

Description

本発明は、エネルギー硬化型の造形材料および支持材料を積層して立体物を形成する積層装置および当該積層装置を備えた三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a laminating device that forms a three-dimensional object by laminating an energy-curable modeling material and a supporting material, and a three-dimensional modeling device including the laminating device.

近年、３Ｄプリンティング等の三次元造形技術が急速に普及している。三次元造形により得られる造形物は、例えば、工業製品の試作品、展示品、医療用模型などに利用される。三次元造形の方式としては、インクジェット方式、光造形方式、粉末方式等が知られている。 In recent years, three-dimensional modeling techniques such as 3D printing have rapidly become widespread. The modeled object obtained by three-dimensional modeling is used, for example, as a prototype of an industrial product, an exhibit, a medical model, or the like. As a three-dimensional modeling method, an inkjet method, a stereolithography method, a powder method and the like are known.

一般的に、インクジェット方式の三次元造形装置は、吐出ヘッドから造形材料を吐出することで造形材料層を形成し、当該造形材料層を積み重ねることで、指定された立体形状の造形物を製造する。具体的には、造形ステージ上に紫外線硬化型の造形材料を吐出することで造形材料層を形成する。そして、当該造形材料層に紫外線を照射することで、造形材料層を硬化させる。このような、造形材料の吐出処理および照射部による紫外線照射処理を繰り返すことで、造形ステージ上に造形物が形成される。インクジェット方式の三次元造形技術については、例えば、特許文献１に記載される。 In general, an inkjet three-dimensional modeling device forms a modeling material layer by ejecting a modeling material from a discharge head, and stacks the modeling material layers to manufacture a modeled object having a specified three-dimensional shape. .. Specifically, a modeling material layer is formed by discharging an ultraviolet curable modeling material onto the modeling stage. Then, the modeling material layer is cured by irradiating the modeling material layer with ultraviolet rays. By repeating such a discharge process of the modeling material and an ultraviolet irradiation process by the irradiation unit, a modeled object is formed on the modeling stage. For example, Patent Document 1 describes an inkjet three-dimensional modeling technique.

特許文献１に記載の三次元造形装置は、立体造形物となるモデル材（造形材料）を吐出するモデル材吐出ノズルと、立体造形物を支持するサポート部を形成するサポート材（支持材料）を吐出するサポート材吐出ノズルと、モデル材吐出ノズルまたはサポート材吐出ノズルから吐出された液状のモデル材または液状のサポート材を平滑化するローラと、液状のモデル材または液状のサポート材に紫外光を照射するＵＶランプと、各部を制御する制御部とを備える。 The three-dimensional modeling apparatus described in Patent Document 1 includes a model material discharge nozzle that ejects a model material (modeling material) to be a three-dimensional model, and a support material (support material) that forms a support portion that supports the three-dimensional model. Support material discharge nozzle to discharge, model material discharge nozzle or support material Roller to smooth the liquid model material or liquid support material discharged from the support material discharge nozzle, and ultraviolet light to the liquid model material or liquid support material It includes a UV lamp for irradiating and a control unit for controlling each unit.

特開２０１５−１５０８４０号公報JP-A-2015-150840

しかしながら、特許文献１の三次元造形装置は、複数のＵＶランプを備えている。このような構成では、複数のＵＶランプを配置するためのスペースが必要であり、装置の小型化が困難である。また、ＵＶランプは高価であるため、特許文献１の構成では、三次元造形装置の製造コストを低減することも困難である。 However, the three-dimensional modeling apparatus of Patent Document 1 includes a plurality of UV lamps. In such a configuration, a space for arranging a plurality of UV lamps is required, and it is difficult to miniaturize the device. Further, since the UV lamp is expensive, it is difficult to reduce the manufacturing cost of the three-dimensional modeling apparatus by the configuration of Patent Document 1.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、照射部の数を抑えて、小型かつ製造コストの安い積層装置および三次元造形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a compact and low-manufacturing laminating device and a three-dimensional modeling device by reducing the number of irradiation units.

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、エネルギー硬化型の造形材料および支持材料を積層して立体物を形成する積層装置であって、前記造形材料および前記支持材料からなる材料層が形成される造形ステージと、前記造形ステージに向けて、前記造形材料を吐出する第１吐出ヘッドと、前記造形ステージに向けて、前記支持材料を吐出する第２吐出ヘッドと、前記造形ステージ上に形成された前記材料層を平坦化するローラと、前記造形ステージ上に形成された前記材料層にエネルギー線を照射する照射部と、前記第１吐出ヘッド、前記第２吐出ヘッド、前記ローラ、および前記照射部を含む処理ユニットに対して、前記造形ステージを相対的に上下に移動させる昇降機構と、前記処理ユニットに対して、前記造形ステージを、相対的に水平方向である前後方向に往復移動させる移動機構と、制御部と、を有し、前記照射部は、前記第１吐出ヘッドと、前記第２吐出ヘッドとの間に配置され、前記制御部は、ａ）前記移動機構により前記造形ステージを前方へ移動させつつ、前記第１吐出ヘッドから前記造形ステージに向けて、前記造形材料を吐出する工程と、ｂ）前記移動機構により前記造形ステージを前方へ移動させつつ、前記第２吐出ヘッドから前記造形ステージに向けて、前記支持材料を吐出する工程と、ｃ）前記移動機構により前記造形ステージを後方へ移動させつつ、前記第２吐出ヘッドから前記造形ステージに向けて、前記支持材料を吐出する工程と、ｄ）前記移動機構により前記造形ステージを後方へ移動させつつ、前記第１吐出ヘッドから前記造形ステージに向けて、前記造形材料を吐出する工程と、を実行する。
In order to solve the above problems, the first invention of the present application is a laminating device for laminating an energy-curable modeling material and a supporting material to form a three-dimensional object, wherein the material layer composed of the modeling material and the supporting material is formed. On the modeling stage to be formed, a first discharge head that discharges the modeling material toward the modeling stage, a second discharge head that discharges the support material toward the modeling stage, and the modeling stage. A roller for flattening the formed material layer, an irradiation unit for irradiating the material layer formed on the molding stage with energy rays, the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the like. An elevating mechanism that moves the modeling stage relatively up and down with respect to the processing unit including the irradiation unit, and a reciprocating movement of the modeling stage with respect to the processing unit in the front-rear direction , which is relatively horizontal. It has a moving mechanism and a control unit, and the irradiation unit is arranged between the first discharge head and the second discharge head, and the control unit is a) the modeling by the moving mechanism. The step of ejecting the modeling material from the first ejection head toward the modeling stage while moving the stage forward, and b) the second ejection while moving the modeling stage forward by the moving mechanism. The step of discharging the support material from the head toward the modeling stage, and c) the support material from the second discharge head toward the modeling stage while moving the modeling stage backward by the moving mechanism. And d) the step of ejecting the modeling material from the first ejection head toward the modeling stage while moving the modeling stage backward by the moving mechanism .

本願の第２発明は、第１発明の積層装置であって、前記ローラは、第１ローラおよび第２ローラを含み、前記照射部は、前記第１吐出ヘッドおよび前記第１ローラと、前記第２吐出ヘッドおよび前記第２ローラとの間に配置される。 The second invention of the present invention is the laminating apparatus of the first invention, in which the rollers include a first roller and a second roller, and the irradiation unit includes the first discharge head, the first roller, and the first roller. 2 It is arranged between the discharge head and the second roller.

本願の第３発明は、エネルギー硬化型の造形材料および支持材料を積層して立体物を形成する積層装置であって、前記造形材料および前記支持材料からなる材料層が形成される造形ステージと、前記造形ステージに向けて、前記造形材料を吐出する第１吐出ヘッドと、前記造形ステージに向けて、前記支持材料を吐出する第２吐出ヘッドと、前記造形ステージ上に形成された前記材料層を平坦化するローラと、前記造形ステージ上に形成された前記材料層にエネルギー線を照射する照射部と、前記第１吐出ヘッド、前記第２吐出ヘッド、前記ローラ、および前記照射部を含む処理ユニットに対して、前記造形ステージを相対的に上下に移動させる昇降機構と、前記処理ユニットに対して、前記造形ステージを、相対的に水平方向に往復移動させる移動機構と、制御部と、を有し、前記照射部は、前記第１吐出ヘッドと、前記第２吐出ヘッドとの間に配置され、前記ローラは、第１ローラおよび第２ローラを含み、前記照射部は、前記第１吐出ヘッドおよび前記第１ローラと、前記第２吐出ヘッドおよび前記第２ローラとの間に配置され、前記移動機構は、前記造形ステージを前後に往復移動させ、前記第１ローラは、前記第１吐出ヘッドの前方に配置され、前記第２ローラは、前記第２吐出ヘッドの前方に配置される。
The third invention of the present application is a laminating device for laminating an energy-curable modeling material and a supporting material to form a three-dimensional object, and comprises a modeling stage in which a material layer composed of the modeling material and the supporting material is formed. A first discharge head that discharges the modeling material toward the modeling stage, a second discharge head that discharges the support material toward the modeling stage, and the material layer formed on the modeling stage. A processing unit including a roller to be flattened, an irradiation unit for irradiating the material layer formed on the modeling stage with energy rays, the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the irradiation unit. On the other hand, it has an elevating mechanism for relatively moving the modeling stage up and down, a moving mechanism for reciprocating the modeling stage relatively horizontally with respect to the processing unit, and a control unit. The irradiation unit is arranged between the first discharge head and the second discharge head, the roller includes the first roller and the second roller, and the irradiation unit includes the first discharge head. And the first roller is arranged between the second discharge head and the second roller, the moving mechanism reciprocates the modeling stage back and forth, and the first roller is the first discharge head. The second roller is arranged in front of the second discharge head.

本願の第４発明は、第２発明の積層装置であって、前記移動機構は、前記造形ステージを前後に往復移動させ、前記第１ローラは、前記第１吐出ヘッドの後方に配置され、前記第２ローラは、前記第２吐出ヘッドの後方に配置される。 The fourth invention of the present application is the laminating device of the second invention, in which the moving mechanism reciprocates the modeling stage back and forth, and the first roller is arranged behind the first discharge head. The second roller is arranged behind the second discharge head.

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の積層装置であって、前記造形材料および前記支持材料は、紫外線硬化型材料であり、前記エネルギー線は、紫外線である。 The fifth invention of the present application is a laminating apparatus according to any one of the first to fourth inventions, the modeling material and the supporting material are ultraviolet curable materials, and the energy rays are ultraviolet rays. is there.

本願の第６発明は、三次元造形装置であって、エネルギー硬化型の造形材料および支持材料を積層して立体物を形成する積層装置と、前記積層装置が有する造形ステージを、前記積層装置に搬入する搬入装置と、前記積層装置により形成された立体物から前記支持材料を除去する洗浄装置と、前記造形ステージを搬出する搬出装置と、を有し、前記積層装置は、前記造形材料および前記支持材料からなる材料層が形成される前記造形ステージと、前記造形ステージに向けて、前記造形材料を吐出する第１吐出ヘッドと、前記造形ステージに向けて、前記支持材料を吐出する第２吐出ヘッドと、前記造形ステージ上に形成された前記材料層を平坦化するローラと、前記造形ステージ上に形成された前記材料層にエネルギー線を照射する照射部と、前記第１吐出ヘッド、前記第２吐出ヘッド、前記ローラ、および前記照射部を含む処理ユニットに対して、前記造形ステージを相対的に上下に移動させる昇降機構と、前記処理ユニットに対して、前記造形ステージを、相対的に水平方向に往復移動させる移動機構と、制御部と、を有し、前記照射部は、前記第１吐出ヘッドと、前記第２吐出ヘッドとの間に配置される。 The sixth invention of the present application is a three-dimensional modeling apparatus, in which a laminating apparatus for laminating an energy-curable modeling material and a supporting material to form a three-dimensional object and a modeling stage included in the laminating apparatus are attached to the laminating apparatus. a loading device for loading and cleaning device for removing the support material from the three-dimensional object formed by the laminating device, have a, a carry-out device for unloading the modeling stage, the laminator, the build material and the The modeling stage on which a material layer made of a support material is formed, a first discharge head that discharges the modeling material toward the modeling stage, and a second discharge that discharges the support material toward the modeling stage. A head, a roller for flattening the material layer formed on the modeling stage, an irradiation unit for irradiating the material layer formed on the modeling stage with energy rays, the first discharge head, and the first ejection head. 2 An elevating mechanism that moves the modeling stage up and down relative to the processing unit including the discharge head, the roller, and the irradiation unit, and the modeling stage is relatively horizontal to the processing unit. It has a moving mechanism for reciprocating in a direction and a control unit, and the irradiation unit is arranged between the first discharge head and the second discharge head .

本願の第１発明〜第６発明によれば、第１吐出ヘッドと第２吐出ヘッドとの間に、照射部が配置される。これにより、照射部の数を抑えて、装置を小型化できるとともに、製造コストを抑えることができる。 According to the first to sixth inventions of the present application, the irradiation unit is arranged between the first discharge head and the second discharge head. As a result, the number of irradiation units can be reduced, the device can be miniaturized, and the manufacturing cost can be suppressed.

三次元造形装置の構成を示した図である。It is a figure which showed the structure of the 3D modeling apparatus. 積層装置の構成を示した図である。It is a figure which showed the structure of the stacking apparatus. 造形ステージ、遮蔽板、昇降機構および移動機構の正面図である。It is a front view of a modeling stage, a shielding plate, an elevating mechanism and a moving mechanism. 造形ステージ、遮蔽板、昇降機構および移動機構の側面図である。It is a side view of a modeling stage, a shielding plate, an elevating mechanism and a moving mechanism. 制御部と積層装置内の各部との接続を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the connection between a control part and each part in a stacking apparatus. インクジェット方式の三次元造形の過程を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the process of 3D modeling of an inkjet method. 変形例に係る積層装置の構成を示した図である。It is a figure which showed the structure of the stacking apparatus which concerns on a modification.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書では、水平方向に沿って往復移動する造形ステージの、往路方向を前方とし、復路方向を後方として、各部の位置関係を説明する。ただし、この前後方向の定義によって、積層装置および三次元造形装置の向きを限定する意図はない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, the positional relationship of each part of the modeling stage that reciprocates along the horizontal direction will be described with the outward direction as the front and the return direction as the rear. However, this definition of the front-back direction is not intended to limit the orientation of the laminating device and the three-dimensional modeling device.

＜１．三次元造形装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る三次元造形装置２の構成を示した図である。この三次元造形装置２は、搬入装置３、積層装置１、搬送装置４、洗浄装置５、および搬出装置６を有する。 <1. Configuration of 3D modeling equipment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a three-dimensional modeling apparatus 2 according to the present embodiment. The three-dimensional modeling device 2 includes a carry-in device 3, a stacking device 1, a transport device 4, a cleaning device 5, and a carry-out device 6.

搬入装置３は、後述する造形ステージ１０を積層装置１に搬送する装置である。搬入装置３は、搬送機構３０１を有する。搬送機構３０１は、例えば、ロボット機構、ローラ機構等により構成される。ただし、搬送機構３０１は、他の機構により構成されていてもよい。造形ステージ１０は、外部から搬入装置３内に搬入されると、搬送機構３０１により、積層装置１に搬送される。なお、積層装置１の構成については、後述する。 The carry-in device 3 is a device that conveys the modeling stage 10 described later to the stacking device 1. The carry-in device 3 has a transport mechanism 301. The transport mechanism 301 is composed of, for example, a robot mechanism, a roller mechanism, or the like. However, the transport mechanism 301 may be configured by another mechanism. When the modeling stage 10 is carried into the carry-in device 3 from the outside, it is conveyed to the stacking device 1 by the transfer mechanism 301. The configuration of the laminating device 1 will be described later.

搬送装置４は、造形ステージ１０を積層装置１から洗浄装置５へと搬送する装置である。搬送装置４は、搬送機構４０１を有する。搬送機構４０１は、例えば、ロボット機構、ローラ機構等により構成される。ただし、搬送機構４０１は、他の機構により構成されていてもよい。積層装置１により、造形ステージ１０の上面に材料層９からなる立体物が形成されると、造形ステージ１０は、搬送機構４０１により洗浄装置５に搬送される。 The transport device 4 is a device that transports the modeling stage 10 from the laminating device 1 to the cleaning device 5. The transport device 4 has a transport mechanism 401. The transport mechanism 401 is composed of, for example, a robot mechanism, a roller mechanism, or the like. However, the transport mechanism 401 may be configured by another mechanism. When a three-dimensional object made of the material layer 9 is formed on the upper surface of the modeling stage 10 by the laminating device 1, the modeling stage 10 is transported to the cleaning device 5 by the transport mechanism 401.

洗浄装置５は、材料層９からなる立体物から支持材料を除去する装置である。洗浄装置５は、薬液５０２に満たされた処理槽５０１を有する。造形ステージ１０が洗浄装置内に搬入されると、立体物は処理槽５０１の薬液５０２中に浸漬される。これにより、立体物から支持材料が除去される。その結果、造形ステージ１０の上面に造形材料からなる造形物９１が形成される。その後、造形ステージ１０は、搬出装置６の搬送機構６０１により、装置外部へと搬出される。 The cleaning device 5 is a device that removes the supporting material from the three-dimensional object composed of the material layer 9. The cleaning device 5 has a treatment tank 501 filled with a chemical solution 502. When the modeling stage 10 is carried into the cleaning device, the three-dimensional object is immersed in the chemical solution 502 of the treatment tank 501. As a result, the supporting material is removed from the three-dimensional object. As a result, a modeled object 91 made of a modeling material is formed on the upper surface of the modeling stage 10. After that, the modeling stage 10 is carried out to the outside of the device by the transport mechanism 601 of the carry-out device 6.

＜２．積層装置の構成＞
続いて、積層装置１の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る積層装置１の構成を示した図である。この積層装置１は、三次元造形における造形物９１の製造工程において、造形材料および支持材料からなる立体物を形成する装置である。本実施形態の造形材料および支持材料は、いずれも紫外線硬化型の材料である。造形材料は、目的とする造形物を構成する材料である。支持材料は、造形物の製造中に造形材料が崩れたり撓んだりすることを防止するために、造形材料を支持する材料である。立体物は、造形材料および支持材料からなる材料層９を積層することで形成される。 <2. Laminating device configuration>
Subsequently, the configuration of the laminating device 1 will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a laminating device 1 according to the present embodiment. The laminating device 1 is a device for forming a three-dimensional object composed of a modeling material and a supporting material in the manufacturing process of the modeled object 91 in three-dimensional modeling. The modeling material and the supporting material of the present embodiment are both ultraviolet curable materials. The modeling material is a material that constitutes the target modeled object. The supporting material is a material that supports the modeling material in order to prevent the modeling material from collapsing or bending during the production of the modeled object. The three-dimensional object is formed by laminating a material layer 9 made of a modeling material and a supporting material.

図２に示すように、本実施形態の積層装置１は、造形ステージ１０、吐出ヘッド２０、照射部３０、ローラ４０、昇降機構５０、移動機構６０および制御部８０を有する。 As shown in FIG. 2, the laminating device 1 of the present embodiment includes a modeling stage 10, a discharge head 20, an irradiation unit 30, a roller 40, an elevating mechanism 50, a moving mechanism 60, and a control unit 80.

造形ステージ１０は、材料層９を支持する支持台である。造形ステージ１０は、水平に広がる上面を有する。図２の矢印および破線矢印に示すように、造形ステージ１０は前後方向および下方に移動しつつ、上面に材料層９が順次積層形成される。これにより、造形ステージ１０の上面に立体物が形成される。なお、後述する紫外線の反射を抑制するために、造形ステージ１０の表面は、黒色の皮膜処理や、黒色フィルムの貼り付け等の、反射防止処理がされていてもよい。 The modeling stage 10 is a support base that supports the material layer 9. The modeling stage 10 has an upper surface that extends horizontally. As shown by the arrows and broken lines in FIG. 2, the modeling stage 10 moves in the front-rear direction and downward, and the material layer 9 is sequentially laminated on the upper surface. As a result, a three-dimensional object is formed on the upper surface of the modeling stage 10. In addition, in order to suppress the reflection of ultraviolet rays, which will be described later, the surface of the modeling stage 10 may be subjected to antireflection treatment such as black film treatment or sticking of a black film.

吐出ヘッド２０は、造形材料および支持材料を吐出することで、造形ステージ１０の上面に材料層９を形成する。吐出ヘッド２０は造形ステージ１０の上方に配置される。本実施形態では、吐出ヘッド２０は、造形材料を吐出する第１吐出ヘッド２１と、第１吐出ヘッド２１の前方に配置され、支持材料を吐出する第２吐出ヘッド２２を有する。第１吐出ヘッド２１は、前後方向に移動する造形ステージ１０の上面に、造形材料の液滴を選択的に吐出する。第２吐出ヘッド２２は、前後方向に移動する造形ステージ１０の上面に、支持材料の液滴を選択的に吐出する。 The discharge head 20 forms a material layer 9 on the upper surface of the modeling stage 10 by discharging the modeling material and the supporting material. The discharge head 20 is arranged above the modeling stage 10. In the present embodiment, the discharge head 20 has a first discharge head 21 that discharges the modeling material, and a second discharge head 22 that is arranged in front of the first discharge head 21 and discharges the support material. The first discharge head 21 selectively discharges droplets of the modeling material onto the upper surface of the modeling stage 10 that moves in the front-rear direction. The second discharge head 22 selectively discharges droplets of the supporting material onto the upper surface of the modeling stage 10 that moves in the front-rear direction.

照射部３０は、造形ステージ１０の上面に形成された材料層９に紫外線を照射する機構である。照射部３０は、後述する制御部８０によって、照射タイミングや発光強度が制御される。照射部３０の光源としては、例えば、ＵＶランプが用いられる。ただし、照射部３０の光源には、メタルハライドランプ、キセノンランプまたはＬＥＤランプ等を用いてもよい。図２に示すように、本実施形態の積層装置１は、単一の照射部３０を有する。照射部３０は、積層装置１の前後方向の中央付近に配置される。また、照射部３０は、造形ステージ１０の上方、かつ第１吐出ヘッド２１と第２吐出ヘッド２２との間に配置される。 The irradiation unit 30 is a mechanism for irradiating the material layer 9 formed on the upper surface of the modeling stage 10 with ultraviolet rays. The irradiation timing and emission intensity of the irradiation unit 30 are controlled by the control unit 80 described later. As the light source of the irradiation unit 30, for example, a UV lamp is used. However, a metal halide lamp, a xenon lamp, an LED lamp, or the like may be used as the light source of the irradiation unit 30. As shown in FIG. 2, the laminating device 1 of the present embodiment has a single irradiation unit 30. The irradiation unit 30 is arranged near the center of the laminating device 1 in the front-rear direction. Further, the irradiation unit 30 is arranged above the modeling stage 10 and between the first discharge head 21 and the second discharge head 22.

ローラ４０は、円筒状の外周面を有する回転体である。ローラ４０の材料には、例えば、材料層９よりも硬度の高いＳＵＳ等の金属が用いられる。図２に示すように、本実施形態のローラ４０は、第１吐出ヘッド２１の後方に配置される第１ローラ４１と、第２吐出ヘッド２２の後方（照射部３０と第２吐出ヘッド２２との間）に配置される第２ローラ４２と、を有する。照射部３０は、第１吐出ヘッド２１および第１ローラ４１と、第２吐出ヘッド２２および第２ローラ４２と、の間に配置される。図２に示すように、ローラ４０は、水平に延びる回転軸を中心として、回転可能に支持される。 The roller 40 is a rotating body having a cylindrical outer peripheral surface. As the material of the roller 40, for example, a metal such as SUS having a hardness higher than that of the material layer 9 is used. As shown in FIG. 2, the roller 40 of the present embodiment has a first roller 41 arranged behind the first discharge head 21 and a rear side of the second discharge head 22 (irradiation unit 30 and second discharge head 22). It has a second roller 42 arranged in between). The irradiation unit 30 is arranged between the first discharge head 21 and the first roller 41 and the second discharge head 22 and the second roller 42. As shown in FIG. 2, the roller 40 is rotatably supported around a horizontally extending rotation axis.

ローラ４０は、例えば、図示を省略したモータ等の駆動源と接続されている。そして、当該モータを駆動させると、当該モータの出力軸とともにローラ４０が回転軸を中心に回転する。平坦化処理を行うときには、造形ステージ１０を前後方向に移動させて、材料層９の上面にローラ４０を接触させつつ、ローラ４０を回転させる。これにより、材料層９の上面は平坦化される。 The roller 40 is connected to, for example, a drive source such as a motor (not shown). Then, when the motor is driven, the roller 40 rotates around the rotation shaft together with the output shaft of the motor. When the flattening process is performed, the modeling stage 10 is moved in the front-rear direction to rotate the roller 40 while bringing the roller 40 into contact with the upper surface of the material layer 9. As a result, the upper surface of the material layer 9 is flattened.

昇降機構５０は、造形ステージ１０を上下に移動させる機構である。図３は、造形ステージ１０、昇降機構５０および移動機構６０の正面図である。図４は、造形ステージ１０、昇降機構５０および移動機構６０の側面図である。本実施形態の昇降機構５０には、モータの回転運動をボールねじを介して直進運動に変換する機構が用いられる。造形ステージ１０は、保持部５１上に支持される。保持部５１は、ボールねじの外周面に設けられた螺旋状のねじ溝と噛み合うように、ボールねじに取り付けられている。図示を省略したモータを駆動させると、ボールねじがその軸心周りに回転する。これにより、保持部５１および造形ステージ１０が、ボールねじに沿って上下方向に移動する。ただし、昇降機構５０には、リニアモータ等の他の機構を用いてもよい。 The elevating mechanism 50 is a mechanism for moving the modeling stage 10 up and down. FIG. 3 is a front view of the modeling stage 10, the elevating mechanism 50, and the moving mechanism 60. FIG. 4 is a side view of the modeling stage 10, the elevating mechanism 50, and the moving mechanism 60. The elevating mechanism 50 of the present embodiment uses a mechanism that converts the rotary motion of the motor into a linear motion via a ball screw. The modeling stage 10 is supported on the holding portion 51. The holding portion 51 is attached to the ball screw so as to mesh with the spiral thread groove provided on the outer peripheral surface of the ball screw. When a motor (not shown) is driven, the ball screw rotates around its axis. As a result, the holding portion 51 and the modeling stage 10 move in the vertical direction along the ball screw. However, another mechanism such as a linear motor may be used for the elevating mechanism 50.

移動機構６０は、造形ステージ１０を前後方向に往復移動させる機構である。本実施形態の移動機構６０には、リニアモータ機構が用いられる。移動機構６０は、ガイド６１、駆動部６２、および接続部６３により構成される。接続部６３は、駆動部６２と、昇降機構５０の筐体とを接続する。リニアモータを駆動すると、駆動部６２がガイド６１に沿って前後に移動する。これにより、駆動部６２に接続された昇降機構５０および造形ステージ１０が、一体として、ガイド６１に沿って前後方向に移動する。ただし、移動機構６０には、ボールねじ等の他の機構を用いてもよい。 The moving mechanism 60 is a mechanism for reciprocating the modeling stage 10 in the front-rear direction. A linear motor mechanism is used for the moving mechanism 60 of the present embodiment. The moving mechanism 60 is composed of a guide 61, a driving unit 62, and a connecting unit 63. The connection unit 63 connects the drive unit 62 and the housing of the elevating mechanism 50. When the linear motor is driven, the drive unit 62 moves back and forth along the guide 61. As a result, the elevating mechanism 50 and the modeling stage 10 connected to the drive unit 62 are integrally moved in the front-rear direction along the guide 61. However, other mechanism such as a ball screw may be used for the moving mechanism 60.

制御部８０は、積層装置１内の各部を動作制御するための手段である。図５は、制御部８０と、積層装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図５中に概念的に示したように、制御部８０は、ＣＰＵ等の演算処理部８１、ＲＡＭ等のメモリ８２およびハードディスクドライブ等の記憶部８３を有するコンピュータにより構成される。記憶部８３内には、積層装置１による各処理を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。 The control unit 80 is a means for controlling the operation of each unit in the stacking device 1. FIG. 5 is a block diagram showing the connection between the control unit 80 and each unit in the stacking device 1. As conceptually shown in FIG. 5, the control unit 80 is composed of a computer having an arithmetic processing unit 81 such as a CPU, a memory 82 such as a RAM, and a storage unit 83 such as a hard disk drive. A computer program P for executing each process by the stacking device 1 is installed in the storage unit 83.

図５に示すように、制御部８０は、吐出ヘッド２０、照射部３０、ローラ４０、昇降機構５０および移動機構６０と、それぞれ通信可能に接続されている。制御部８０は、記憶部８３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ８２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算処理部８１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、造形ステージ１０の搬送処理、造形材料および支持材料の吐出処理、紫外線照射処理および平坦化処理が進行する。 As shown in FIG. 5, the control unit 80 is communicably connected to the discharge head 20, the irradiation unit 30, the roller 40, the elevating mechanism 50, and the moving mechanism 60, respectively. The control unit 80 temporarily reads the computer program P and data stored in the storage unit 83 into the memory 82, and the arithmetic processing unit 81 performs arithmetic processing based on the computer program P to perform arithmetic processing on each of the above units. Control the operation. As a result, the transfer process of the modeling stage 10, the discharge processing of the modeling material and the supporting material, the ultraviolet irradiation treatment, and the flattening treatment proceed.

＜３．積層処理について＞
次に、上記の積層装置１による積層処理について説明する。 <3. Laminating process>
Next, the laminating process by the laminating apparatus 1 will be described.

図６は、積層処理の過程を示したフローチャートである。積層処理を行うときは、まず、製造したい立体物の設計データを、高さ位置ごとに分割する。 FIG. 6 is a flowchart showing the process of the laminating process. When performing the laminating process, first, the design data of the three-dimensional object to be manufactured is divided for each height position.

次に、指定回数ｎを選択する（ステップＳ１）。指定回数ｎは、昇降機構５０により造形ステージ１０を１回下降させた後に、移動機構６０が造形ステージ１０を前方および後方に直進移動させる移動回数を示す。本実施形態の積層処理では、造形ステージ１０の往復移動における、前方への直進移動の間に材料層９が１層形成され、さらに後方への直進移動の間に材料層９が１層形成される。したがって、指定回数ｎを設定すると、昇降機構５０により造形ステージ１０を１回下降させた後に、造形ステージ１０上にｎ層分の材料層９が積層されることとなる。 Next, the designated number of times n is selected (step S1). The designated number of times n indicates the number of movements in which the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 straight forward and backward after the modeling stage 10 is lowered once by the elevating mechanism 50. In the laminating process of the present embodiment, in the reciprocating movement of the modeling stage 10, one material layer 9 is formed during the straight movement forward, and one material layer 9 is formed during the straight movement backward. To. Therefore, when the designated number of times n is set, the material layer 9 for n layers is laminated on the modeling stage 10 after the modeling stage 10 is lowered once by the elevating mechanism 50.

指定回数ｎを設定すると、昇降機構５０は、ｎ層分の材料層９の高さだけ、造形ステージ１０を下降させる。本実施形態では、指定回数ｎが２回として設定される。指定回数ｎを２回と設定すると、昇降機構５０は、２層分の材料層９の高さだけ、造形ステージ１０を下降させる（ステップＳ２）。 When the designated number of times n is set, the elevating mechanism 50 lowers the modeling stage 10 by the height of the material layer 9 for n layers. In the present embodiment, the designated number of times n is set to 2 times. When the designated number of times n is set to 2, the elevating mechanism 50 lowers the modeling stage 10 by the height of the material layers 9 for the two layers (step S2).

続いて、移動機構６０は、造形ステージ１０を、開始位置である後方端（図２参照）から前方に向けて移動させる。そうすると、造形ステージ１０は、第１ローラ４１の下方を通過する。ここで、造形ステージ１０は、２層分の材料層９の高さ分だけ下降している。このため、造形ステージ１０は、第１ローラ４１の外周面と接触することなく、第１ローラ４１の下方を通過する。そして、第１吐出ヘッド２１は、下方を通過する造形ステージ１０の上面に向けて、分割されたデータに基づいて、造形材料の液滴を吐出する（ステップＳ３）。これにより、設計データの各高さ位置の形状に応じた１層分の造形材料の層が形成される。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 forward from the rear end (see FIG. 2), which is the starting position. Then, the modeling stage 10 passes below the first roller 41. Here, the modeling stage 10 is lowered by the height of the material layers 9 for two layers. Therefore, the modeling stage 10 passes below the first roller 41 without coming into contact with the outer peripheral surface of the first roller 41. Then, the first discharge head 21 discharges droplets of the modeling material toward the upper surface of the modeling stage 10 passing below based on the divided data (step S3). As a result, one layer of modeling material is formed according to the shape of each height position of the design data.

続いて、移動機構６０は造形ステージ１０をさらに前方へと移動させ、照射部３０の下方を通過させる。照射部３０は、下方を通過する造形ステージ１０へ向けて紫外線を照射する（ステップＳ４）。これにより、造形ステージ１０の上面に形成された造形材料の層が硬化する。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further forward and passes below the irradiation unit 30. The irradiation unit 30 irradiates ultraviolet rays toward the modeling stage 10 passing below (step S4). As a result, the layer of the modeling material formed on the upper surface of the modeling stage 10 is cured.

続いて、移動機構６０は、造形ステージ１０をさらに前方へと移動させる。そうすると、造形ステージ１０は、第２ローラ４２の下方を通過する。ここで、造形ステージ１０は、２層分の材料層９の高さ分だけ下降している。このため、造形ステージ１０の上面に形成された１層分の造形材料の層は、第２ローラ４２の外周面と接触することなく、第２ローラ４２の下方を通過する。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further forward. Then, the modeling stage 10 passes below the second roller 42. Here, the modeling stage 10 is lowered by the height of the material layers 9 for two layers. Therefore, one layer of the modeling material formed on the upper surface of the modeling stage 10 passes below the second roller 42 without contacting the outer peripheral surface of the second roller 42.

続いて、移動機構６０は、造形ステージ１０をさらに前方へと移動させ、第２吐出ヘッド２２の下方を通過させる。第２吐出ヘッド２２は、下方を通過する造形ステージ１０の上面に向けて、分割されたデータに基づいて、支持材料の液滴を吐出する（ステップＳ５）。これにより、設計データの各高さ位置の形状に応じた１層分の支持材料の層が形成される。１層分の支持材料の層が形成されると、移動機構６０は造形ステージ１０を前方端（図２参照）まで移動させる。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further forward and passes below the second discharge head 22. The second discharge head 22 discharges droplets of the support material toward the upper surface of the modeling stage 10 passing below based on the divided data (step S5). As a result, one layer of supporting material is formed according to the shape of each height position of the design data. When one layer of the supporting material is formed, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 to the front end (see FIG. 2).

次に、移動機構６０は、造形ステージ１０を後方へと移動させ、再度、第２吐出ヘッド２２の下方を通過させる。第２吐出ヘッド２２は、下方を通過する造形ステージ１０の上面に向けて、分割されたデータに基づいて、支持材料の液滴を吐出する（ステップＳ６）。これにより、設計データの各高さ位置の形状に応じた、２層目の支持材料の層が形成される。 Next, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 rearward and passes under the second discharge head 22 again. The second discharge head 22 discharges droplets of the support material toward the upper surface of the modeling stage 10 passing below based on the divided data (step S6). As a result, a second layer of the support material is formed according to the shape of each height position of the design data.

続いて、移動機構６０は、造形ステージ１０をさらに後方へと移動させる。これにより、２層目の支持材料の層の上面と、第２ローラ４２の外周面とが接触する。その結果、支持材料の層の上面が第２ローラ４２により平坦化される（ステップＳ７）。このとき、図２中に矢印で示したように、第２ローラ４２は、造形ステージ１０の後方への移動の向きに逆らう向きに回転している。これにより、支持材料の層を効果的に平坦化できる。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further rearward. As a result, the upper surface of the second support material layer and the outer peripheral surface of the second roller 42 come into contact with each other. As a result, the upper surface of the support material layer is flattened by the second roller 42 (step S7). At this time, as shown by the arrows in FIG. 2, the second roller 42 is rotating in a direction opposite to the direction of backward movement of the modeling stage 10. This allows the layer of supporting material to be effectively flattened.

続いて、移動機構６０は造形ステージ１０をさらに後方へと移動させ、再度、照射部３０の下方を通過させる。照射部３０は、下方を通過する造形ステージ１０へ向けて紫外線を照射する（ステップＳ８）。これにより、造形ステージ１０の上面に形成された、２層分の支持材料の層が硬化する。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further rearward and passes under the irradiation unit 30 again. The irradiation unit 30 irradiates ultraviolet rays toward the modeling stage 10 passing below (step S8). As a result, the two layers of the support material formed on the upper surface of the modeling stage 10 are cured.

続いて、移動機構６０は造形ステージ１０をさらに後方へと移動させ、再度、第１吐出ヘッド２１の下方を通過させる。第１吐出ヘッド２１は、下方を通過する造形ステージ１０の上面に向けて、分割されたデータに基づいて、造形材料の液滴を吐出する（ステップＳ９）。これにより、設計データの各高さ位置の形状に応じた、２層目の造形材料の層が形成される。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further rearward and passes under the first discharge head 21 again. The first discharge head 21 discharges droplets of the modeling material toward the upper surface of the modeling stage 10 passing below based on the divided data (step S9). As a result, a second layer of modeling material is formed according to the shape of each height position of the design data.

続いて、移動機構６０は、造形ステージ１０をさらに後方へと移動させる。これにより、材料層９の上面と、第１ローラ４１の外周面とが接触する。その結果、造形材料の層の上面が第１ローラ４１により平坦化される（ステップＳ１０）。このとき、図２中に矢印で示したように、第１ローラ４１は、造形ステージ１０の後方への移動の向きに逆らう向きに回転している。これにより、造形材料の層を効果的に平坦化できる。造形材料の層が平坦化されると、移動機構６０は造形ステージ１０を後方端（図２参照）まで移動させる。 Subsequently, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further rearward. As a result, the upper surface of the material layer 9 and the outer peripheral surface of the first roller 41 come into contact with each other. As a result, the upper surface of the layer of the modeling material is flattened by the first roller 41 (step S10). At this time, as shown by an arrow in FIG. 2, the first roller 41 is rotating in a direction opposite to the direction of backward movement of the modeling stage 10. As a result, the layer of the modeling material can be effectively flattened. When the layer of modeling material is flattened, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 to the rear end (see FIG. 2).

次に、制御部８０は、積層すべき次の材料層９があるか否かを確認する（ステップＳ１１）。そして、積層すべき次の材料層９がある場合は、ステップＳ２に戻り、昇降機構５０が、造形ステージ１０を材料層９の２層分の高さだけ下降させる。そして、ステップＳ３〜Ｓ１０の処理を繰り返すことにより、材料層９をさらに積層する。 Next, the control unit 80 confirms whether or not there is the next material layer 9 to be laminated (step S11). Then, when there is the next material layer 9 to be laminated, the process returns to step S2, and the elevating mechanism 50 lowers the modeling stage 10 by the height of two layers of the material layer 9. Then, the material layers 9 are further laminated by repeating the processes of steps S3 to S10.

一方で、全ての材料層９の積層が完了すると、昇降機構５０は、材料層９が第１ローラ４１および第２ローラ４２と接触しない高さまで、造形ステージ１０を下降させる（ステップＳ１２）。そして、移動機構６０は造形ステージ１０をさらに前方へと移動させ、照射部３０の下方を通過させる。照射部３０は、下方を通過する造形ステージ１０へ向けて紫外線を照射する（ステップＳ１３）。これにより、造形ステージ１０の上面に形成された、最後の造形材料の層が硬化する。その結果、造形ステージ１０の上面に、材料層９の多層体である立体物が形成される。 On the other hand, when the lamination of all the material layers 9 is completed, the elevating mechanism 50 lowers the modeling stage 10 to a height at which the material layers 9 do not come into contact with the first roller 41 and the second roller 42 (step S12). Then, the moving mechanism 60 moves the modeling stage 10 further forward and passes below the irradiation unit 30. The irradiation unit 30 irradiates ultraviolet rays toward the modeling stage 10 passing below (step S13). As a result, the final layer of the modeling material formed on the upper surface of the modeling stage 10 is cured. As a result, a three-dimensional object which is a multilayer body of the material layer 9 is formed on the upper surface of the modeling stage 10.

その後、立体物を洗浄液中に浸漬するなどして、多層体から支持材料を除去する（ステップＳ１４）。これにより、造形材料の部分のみが残り、設計データに応じた形状の造形物が得られる。 Then, the supporting material is removed from the multilayer body by immersing the three-dimensional object in the cleaning liquid (step S14). As a result, only the part of the modeling material remains, and a modeled object having a shape corresponding to the design data can be obtained.

このように、この積層装置１では、第１吐出ヘッド２１と第２吐出ヘッドの間に配置される１つの照射部３０により、造形材料および支持材料を硬化させることができる。したがって、高価な照射部の数を抑えることができる。その結果、積層装置１および三次元造形装置２の製造コストを低減できる。さらに、積層装置１および三次元造形装置２を小型化できる。 As described above, in the laminating device 1, the modeling material and the supporting material can be cured by one irradiation unit 30 arranged between the first discharge head 21 and the second discharge head. Therefore, the number of expensive irradiation units can be suppressed. As a result, the manufacturing cost of the laminating device 1 and the three-dimensional modeling device 2 can be reduced. Further, the laminating device 1 and the three-dimensional modeling device 2 can be miniaturized.

また、この積層装置１では、材料層９を２層分形成後に、造形ステージ１０の復路でのみ、平坦化処理を行う。これにより、第１吐出ヘッド２１と照射部３０との間のローラ４０を省略できる。また、第２吐出ヘッド２２の前方のローラ４０を省略できる。このため、積層装置１の、ローラ４０の数を抑えることができる。その結果、積層装置１を小型化できる。また、積層装置１の製造コストを低減できる。さらに、ローラ４０による、平坦化処理の回数を抑えることができる。このため、薬液洗浄等による、ローラ４０のメンテナンス回数を低減できる。その結果、造形物の製造コストを低減できる。 Further, in this laminating device 1, after the material layer 9 is formed into two layers, the flattening process is performed only on the return path of the modeling stage 10. As a result, the roller 40 between the first discharge head 21 and the irradiation unit 30 can be omitted. Further, the roller 40 in front of the second discharge head 22 can be omitted. Therefore, the number of rollers 40 in the laminating device 1 can be suppressed. As a result, the laminating device 1 can be miniaturized. In addition, the manufacturing cost of the laminating device 1 can be reduced. Further, the number of times of the flattening process by the roller 40 can be suppressed. Therefore, the number of maintenance times of the roller 40 due to chemical cleaning or the like can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the modeled object can be reduced.

また、ステップＳ７およびステップＳ１０では、造形ステージ１０の後方移動のときにのみ、平坦化処理が行われる。このため、ローラ４０の回転方向を変更することなく、効果的に材料層９の表面を平坦化できる。その結果、積層処理における制御を簡易化することができる。 Further, in steps S7 and S10, the flattening process is performed only when the modeling stage 10 is moved backward. Therefore, the surface of the material layer 9 can be effectively flattened without changing the rotation direction of the roller 40. As a result, the control in the laminating process can be simplified.

また、この積層装置１では、造形材料および支持材料を、それぞれ２層形成後に、照射部３０による紫外線照射処理を行う。このため、上述の通り、照射部３０の数を一つとすることができる。その結果、積層装置１の製造コストを低減できるとともに、積層装置１を小型化できる。 Further, in the laminating device 1, after forming two layers of the modeling material and the supporting material, the irradiation unit 30 performs an ultraviolet irradiation treatment. Therefore, as described above, the number of irradiation units 30 can be one. As a result, the manufacturing cost of the laminating device 1 can be reduced, and the laminating device 1 can be miniaturized.

＜４．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。 <4. Modification example>
Although the main embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.

上記の実施形態では、積層処理における指定回数ｎは２回であった。しかしながら、指定回数ｎは３回以上であってもよい。 In the above embodiment, the designated number of times n in the laminating process was two times. However, the designated number of times n may be 3 or more.

指定回数ｎが偶数回の場合、昇降機構により造形ステージを、ｎ層分の材料層の高さだけ下降させた後に、移動機構が造形ステージを前方および後方にｎ回直進移動させればよい。例えば、指定回数ｎが４回の場合、先ず、昇降機構が、造形ステージを、４層分の材料層の高さだけ、下降させる。そして、移動機構は、造形ステージの高さを一定に保ちつつ、造形ステージを前方および後方へ合計４回直進移動させる。そして、当該移動の間に、造形材料および支持材料を各々４層分積層させる。そして、造形ステージの最後の後方への直進移動のときに、４層目の造形材料の層および支持材料の層を、ローラにより平坦化する。このようにすれば、指定回数ｎが４以上の偶数回であっても、ローラや照射部を追加することなく、三次元造形処理を行うことができる。また、造形ステージの最後の復路でのみ、材料層は、ローラにより平坦化処理されるため、ローラの回転方向を一定とすることができる。 When the designated number of times n is an even number, the modeling stage may be lowered by the height of the material layer for n layers by the elevating mechanism, and then the moving mechanism may move the modeling stage straight forward and backward n times. For example, when the designated number of times n is four, the elevating mechanism first lowers the modeling stage by the height of the material layers for four layers. Then, the moving mechanism moves the modeling stage straight forward and backward a total of four times while keeping the height of the modeling stage constant. Then, during the movement, the modeling material and the supporting material are laminated for four layers each. Then, the fourth layer of the modeling material and the layer of the supporting material are flattened by the rollers during the straight-ahead movement to the rear of the final modeling stage. By doing so, even if the designated number of times n is an even number of 4 or more, the three-dimensional modeling process can be performed without adding a roller or an irradiation unit. Further, since the material layer is flattened by the rollers only on the final return path of the modeling stage, the rotation direction of the rollers can be made constant.

また、指定回数ｎは３回以上の奇数回であってもよい。例えば、指定回数ｎが３回の場合、先ず、昇降機構が、造形ステージを、３層分の材料層の高さだけ、下降させる。そして、移動機構は、造形ステージの高さを一定に保ちつつ、造形ステージを前方および後方へ合計３回直進移動させる。そして、当該移動の間に、造形材料および支持材料を各々３層分積層させる。そして、造形ステージの最後の直進移動のときに、３層目の造形材料の層および支持材料の層を、ローラにより平坦化する。このようにすれば、指定回数ｎが３以上の奇数回であっても、三次元造形処理を行うことができる。 Further, the designated number of times n may be an odd number of 3 times or more. For example, when the designated number of times n is three, the elevating mechanism first lowers the modeling stage by the height of the material layers for three layers. Then, the moving mechanism moves the modeling stage straight forward and backward a total of three times while keeping the height of the modeling stage constant. Then, during the movement, the modeling material and the supporting material are laminated for three layers each. Then, at the time of the final straight movement of the modeling stage, the third layer of the modeling material and the layer of the supporting material are flattened by the rollers. In this way, the three-dimensional modeling process can be performed even if the designated number of times n is an odd number of 3 or more.

ただし、指定回数ｎが奇数回の場合には、造形ステージを前方へ直進移動させながら平坦化処理を行うときと、造形ステージを後方へ直進移動させながら平坦化処理を行うときと、が交互に生じる。このため、平坦化処理を行うときの造形ステージの直進移動の向きに応じて、ローラの回転方向を変更するとよい。すなわち、昇降機構が造形ステージを下降させるたびに、ローラの回転方向を変更するとよい。 However, when the specified number of times n is an odd number, the flattening process is performed while the modeling stage is moved straight forward, and the flattening process is performed while the modeling stage is moved straight backward. Occurs. Therefore, it is preferable to change the rotation direction of the rollers according to the direction of the linear movement of the modeling stage when the flattening process is performed. That is, it is preferable to change the rotation direction of the rollers each time the elevating mechanism lowers the modeling stage.

また、上記の実施形態では、造形材料を吐出する第１吐出ヘッドは、支持材料を吐出する第２吐出ヘッドの前方に配置されていた。しかしながら、第１吐出ヘッドは、第２吐出ヘッドの後方に配置されてもよい。そして、支持材料を吐出した後に、造形材料を吐出することで、三次元造形処理がなされてもよい。また、第１吐出ヘッドおよび第２吐出ヘッドの数は、それぞれ複数であってもよい。 Further, in the above embodiment, the first discharge head for discharging the modeling material is arranged in front of the second discharge head for discharging the support material. However, the first discharge head may be arranged behind the second discharge head. Then, the three-dimensional modeling process may be performed by discharging the modeling material after discharging the supporting material. Further, the number of the first discharge head and the second discharge head may be plural.

また、上記の実施形態では、第１ローラが、第１吐出ヘッドの後方に配置され、第２ローラが、第２吐出ヘッドの後方に配置されていた。しかしながら、第１ローラが、第１吐出ヘッドの前方に配置され、第２ローラが、第２吐出ヘッドの前方に配置されてもよい。 Further, in the above embodiment, the first roller is arranged behind the first discharge head, and the second roller is arranged behind the second discharge head. However, the first roller may be arranged in front of the first discharge head and the second roller may be arranged in front of the second discharge head.

また、上記の実施形態では、造形材料の層を第１ローラ４１で平坦化し、支持材料の層を第２ローラ４２で平坦化していた。このため、積層装置１内に、２つのローラ４０が設けられていた。しかしながら、図７のように、積層装置１内に設けられるローラ４０の数は、１つであってもよい。そして、造形材料と支持材料とを、１つのローラ４０で平坦化するようにしてもよい。このようにすれば、積層装置１および三次元造形装置２の製造コストを、より低減できるとともに、積層装置１および三次元造形装置２を、より小型化できる。また、ローラ４０に関する調整の手間も軽減できる。 Further, in the above embodiment, the layer of the modeling material is flattened by the first roller 41, and the layer of the supporting material is flattened by the second roller 42. Therefore, two rollers 40 are provided in the laminating device 1. However, as shown in FIG. 7, the number of rollers 40 provided in the laminating device 1 may be one. Then, the modeling material and the supporting material may be flattened by one roller 40. By doing so, the manufacturing cost of the laminating device 1 and the three-dimensional modeling device 2 can be further reduced, and the laminating device 1 and the three-dimensional modeling device 2 can be further miniaturized. In addition, the labor of adjusting the roller 40 can be reduced.

また、上記の実施形態では、第１吐出ヘッド、第２吐出ヘッド、ローラ、および照射部を含む処理ユニットの高さが固定されていた。そして、昇降機構は、当該処理ユニットに対して造形ステージを、上下に移動させていた。しかしながら、昇降機構は、高さが固定された造形ステージに対して、処理ユニットを上下に移動させてもよい。すなわち、昇降機構は、処理ユニットに対して造形ステージを、相対的に上下に移動させるものであればよい。 Further, in the above embodiment, the height of the processing unit including the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the irradiation unit is fixed. Then, the elevating mechanism moves the modeling stage up and down with respect to the processing unit. However, the elevating mechanism may move the processing unit up and down with respect to the modeling stage having a fixed height. That is, the elevating mechanism may be any one that moves the modeling stage up and down relative to the processing unit.

また、上記の実施形態では、第１吐出ヘッド、第２吐出ヘッド、ローラ、および照射部を含む処理ユニットの前後方向の位置が固定されていた。そして、移動機構は、当該処理ユニットに対して造形ステージを、前後に往復移動させていた。しかしながら、移動機構は、前後方向の位置が固定された造形ステージに対して、処理ユニットを前後に往復移動させてもよい。すなわち、移動機構は、処理ユニットに対して造形ステージを、相対的に水平方向に往復移動させるものであればよい。 Further, in the above embodiment, the positions of the processing unit including the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the irradiation unit in the front-rear direction are fixed. Then, the moving mechanism reciprocates the modeling stage back and forth with respect to the processing unit. However, the moving mechanism may reciprocate the processing unit back and forth with respect to the modeling stage whose position in the front-rear direction is fixed. That is, the moving mechanism may be any one that reciprocates the modeling stage relative to the processing unit in the horizontal direction.

また、上記実施形態では、造形材料および支持材料は紫外線硬化型の材料であった。しかしながら、造形材料および支持材料は、熱、赤外線、レーザおよびＸ線等の、紫外線以外のエネルギーにより硬化するエネルギー硬化型の材料であってもよい。そして、照射部は、熱、赤外線、レーザおよびＸ線等のエネルギー線を照射するものであってもよい。 Further, in the above embodiment, the modeling material and the supporting material are ultraviolet curable materials. However, the modeling material and the supporting material may be energy-curable materials that are cured by energy other than ultraviolet rays, such as heat, infrared rays, lasers, and X-rays. The irradiation unit may irradiate energy rays such as heat, infrared rays, lasers, and X-rays.

また、積層装置および三次元造形装置の細部の形状および構造については、本願の各図に示された形状および構造と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Further, the detailed shape and structure of the laminating device and the three-dimensional modeling device may be different from the shapes and structures shown in the respective drawings of the present application. In addition, each element appearing in the above-described embodiment or modification may be appropriately combined as long as there is no contradiction.

１積層装置
２三次元造形装置
９材料層
１０造形ステージ
２０吐出ヘッド
２１第１吐出ヘッド
２２第２吐出ヘッド
３０照射部
４０ローラ
４１第１ローラ
４２第２ローラ
５０昇降機構
５１保持部
６０移動機構
６１ガイド
６２駆動部
６３接続部
８０制御部 1 Laminating device 2 Three-dimensional modeling device 9 Material layer 10 Modeling stage 20 Discharge head 21 1st discharge head 22 2nd discharge head 30 Irradiation unit 40 Roller 41 1st roller 42 2nd roller 50 Elevating mechanism 51 Holding unit 60 Moving mechanism 61 Guide 62 Drive unit 63 Connection unit 80 Control unit

Claims

A laminating device that forms a three-dimensional object by laminating energy-curing molding materials and supporting materials.
A modeling stage in which a material layer composed of the modeling material and the supporting material is formed, and
A first discharge head that discharges the modeling material toward the modeling stage,
A second discharge head that discharges the support material toward the modeling stage,
A roller that flattens the material layer formed on the modeling stage, and
An irradiation unit that irradiates the material layer formed on the modeling stage with energy rays,
An elevating mechanism for moving the modeling stage up and down relative to the processing unit including the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the irradiation unit.
A moving mechanism that reciprocates the modeling stage in the front-rear direction , which is relatively horizontal, with respect to the processing unit.
Control unit and
Have,
The irradiation unit is arranged between the first discharge head and the second discharge head .
The control unit
a) A step of discharging the modeling material from the first discharge head toward the modeling stage while moving the modeling stage forward by the moving mechanism.
b) A step of discharging the support material from the second discharge head toward the modeling stage while moving the modeling stage forward by the moving mechanism.
c) A step of discharging the support material from the second discharge head toward the modeling stage while moving the modeling stage backward by the moving mechanism.
d) A step of discharging the modeling material from the first discharge head toward the modeling stage while moving the modeling stage backward by the moving mechanism.
Laminating equipment to perform .

The laminating apparatus according to claim 1.
The rollers include a first roller and a second roller.
The irradiation unit is a laminating device arranged between the first discharge head and the first roller and the second discharge head and the second roller.

A laminating device that forms a three-dimensional object by laminating energy-curing molding materials and supporting materials.
A modeling stage in which a material layer composed of the modeling material and the supporting material is formed, and
A first discharge head that discharges the modeling material toward the modeling stage,
A second discharge head that discharges the support material toward the modeling stage,
A roller that flattens the material layer formed on the modeling stage, and
An irradiation unit that irradiates the material layer formed on the modeling stage with energy rays,
An elevating mechanism for moving the modeling stage up and down relative to the processing unit including the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the irradiation unit.
A moving mechanism that reciprocates the modeling stage relatively horizontally with respect to the processing unit.
Control unit and
Have,
The irradiation unit is arranged between the first discharge head and the second discharge head.
The rollers include a first roller and a second roller.
The irradiation unit is arranged between the first discharge head and the first roller and the second discharge head and the second roller.
The moving mechanism reciprocates the modeling stage back and forth.
The first roller is arranged in front of the first discharge head.
The second roller is a laminating device arranged in front of the second discharge head.

The laminating apparatus according to claim 2.
The moving mechanism reciprocates the modeling stage back and forth.
The first roller is arranged behind the first discharge head.
The second roller is a laminating device arranged behind the second discharge head.

The laminating apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The modeling material and the supporting material are ultraviolet curable materials, and are
The energy ray is a laminating device that is ultraviolet rays.

A laminating device that laminates energy-curable modeling materials and supporting materials to form a three-dimensional object ,
A carry-in device that carries the modeling stage of the laminating device into the laminating device, and
A cleaning device that removes the supporting material from the three-dimensional object formed by the laminating device, and
A carry-out device for carrying out the modeling stage and
Have a,
The laminating device
The modeling stage on which a material layer composed of the modeling material and the supporting material is formed, and
A first discharge head that discharges the modeling material toward the modeling stage,
A second discharge head that discharges the support material toward the modeling stage,
A roller that flattens the material layer formed on the modeling stage, and
An irradiation unit that irradiates the material layer formed on the modeling stage with energy rays,
An elevating mechanism for moving the modeling stage up and down relative to the processing unit including the first discharge head, the second discharge head, the roller, and the irradiation unit.
A moving mechanism that reciprocates the modeling stage relatively horizontally with respect to the processing unit.
Control unit and
Have,
The irradiation unit is a three-dimensional modeling device arranged between the first discharge head and the second discharge head .