JP6646378B2 - 三次元造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元造形装置に関し、さらに詳細には、熱溶解積層法により三次元造形物を作製する三次元造形装置に関する。

従来より、作製する三次元造形物の形状を表す三次元データに基づいて、熱可塑性樹脂（以下、「熱可塑性樹脂」を、単に「樹脂」と適宜に称する。）が供給されるヘッドから、当該樹脂を溶解して吐出し、吐出した樹脂を積層する、所謂、熱溶解積層法により三次元造形物を作製する三次元造形装置が知られている。

具体的には、熱溶解積層法による三次元造形装置では、供給された樹脂を溶解して吐出するヘッドと、ヘッドから吐出された樹脂を積層して三次元造形物が作製されるテーブルとが、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三軸方向に相対的に移動自在に配設される。

そして、三次元造形物を作製する際には、作製する三次元造形物の断面形状を表す断面形状データに基づいて、ヘッドから溶解した樹脂をテーブル上に吐出して、断面形状データに基づく硬化層を形成する。

その後、次の断面形状データに基づいて、形成した硬化層の上に新たな硬化層を形成する処理を繰り返し行うことにより、断面形状データに基づく硬化層を積層して三次元造形物を作製する。

ところで、こうした熱溶解積層法による三次元造形装置では、熱可塑性樹脂として、線状に加工した、所謂、フィラメント樹脂や、安価に取得することが可能な樹脂ペレットが用いられる。

ここで、図１乃至図２を参照しながら、フィラメント樹脂および樹脂ペレットを用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置におけるヘッドの構成および動作について説明する。

図１には、フィラメント樹脂を用いた従来の技術による三次元造形装置におけるヘッドの概略構成説明図が示されており、また、図２には、樹脂ペレットを用いた従来の技術による三次元造形装置におけるヘッドの概略構成説明図が示されている。

この図１に示すヘッド１００は、フィラメント樹脂５００をヒーターノズル１０４（後述する。）に送り出す搬送ギア１０２ａ、１０２ｂと、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂにより押し出されたフィラメント樹脂５００を溶解して吐出するヒーターノズル１０４とを有して構成されている。

なお、ヒーターノズル１０４は、ノズル部１０４−１とヒーター部１０４−２とから構成され、ノズル部１０４−１がヒーター部１０４−２によって加熱されることにより、ノズル部１０４−１に導入されたフィラメント樹脂５００を、ノズル部１０４−１内において溶解する。

こうした構成において、ヘッド１００から樹脂を吐出するには、まず、ヘッド１００の外部より挿入されたフィラメント樹脂５００を搬送ギア１０２ａ、１０２ｂに挟持するようにセットし、搬送ギア１０２ａを矢印Ａ方向に向けて回転するとともに、搬送ギア１０２ｂを矢印Ｂ方向に向けて回転することで、フィラメント樹脂５００をヒーターノズル１０４へ搬送する。

その後、搬送されたフィラメント樹脂５００は、その先端部分を、ノズル部１０４−１の上端部に設けられた開口部１０４−１ａからノズル部１０４−１内に導入され、導入されたフィラメント樹脂５００は、ヒーター部１０４−２による加熱によってノズル部１０４−１内部で溶解され、ノズル部１０４−１の内部において溶解された樹脂が貯留される。なお、開口部１０４−１ａの径は、フィラメント樹脂５００の径と略一致している。

そして、樹脂を吐出する際には、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂによってフィラメント樹脂５００をノズル部１０４−１内に導入することで、ノズル部１０４−１内部に貯留された溶解された樹脂を加圧し、ノズル部１０４−１の下端部に設けられた吐出口１０４−１ｂから溶解された樹脂を吐出する。

このヘッド１００を備えた三次元造形装置では、断面形状データに基づく硬化層において、所定の硬化部分を形成後に、樹脂を吐出することなく当該所定の硬化部分から離れた位置に移動する際には、ヘッド１００を移動する際に、搬送ギア１０２ａを矢印Ｄ方向で回転するとともに搬送ギア１０２ｂを矢印Ｅ方向で回転することで、フィラメント樹脂５００を引き上げるようにしていた。

このとき、開口部１０４−１ａの径とフィラメント樹脂５００の径とが略一致しているため、溶解した樹脂が貯留されたノズル部１０４−１内部に負圧が生じる。

これにより、ノズル部１０４−１では、吐出口１０４−１ｂ部分に位置する樹脂がノズル部１０４−１内部に引き込まれる（図３を参照する。）。

こうして、吐出口１０４−１ｂ部分に位置する樹脂をノズル部１０４−１内部に引き込むことで、所定の硬化部分と溶解した樹脂とを引き離し、この状態から、ヘッド１００を移動することにより、所定の硬化部分と吐出口１０４−１ｂ部分に位置する樹脂との間で、溶解した樹脂が糸状に伸びる糸引きの発生を抑制するようにしていた（図４（ａ）を参照する。）。

しかしながら、フィラメント樹脂５００が柔らかい場合には、搬送ギア１０２ａ、１０２ｂによりフィラメント樹脂５００を引き上げるようにしても、フィラメント樹脂５００が搬送ギア１０２ａ、１０２ｂとヒーターノズル１０４との間で伸びてしまい、フィラメント樹脂５００を引き戻すことができなかった。

従って、この場合には、ノズル部１０４−１内部に負圧を生じさせることができずに、所定の硬化部分と溶解した樹脂とが繋がった状態からヘッド１００を移動することとなり、所定の硬化部分と吐出口１０４−１ｂ部分に位置する樹脂との間で、溶解した樹脂による糸引きが発生してしまい（図４（ｂ）を参照する。）、こうした点が問題点として指摘されていた。

また、図２に示すヘッド２００は、樹脂ペレット５１０を貯留する樹脂タンク２０２と、樹脂タンク２０２に貯留された樹脂ペレット５１０をヒーターノズル２０４（後述する。）に送り出すスクリュー２０６と、スクリュー２０６により搬送された樹脂ペレット５１０を、溶解して吐出するヒーターノズル２０４とを有して構成されている。

なお、ヒーターノズル２０４は、ノズル部２０４−１とヒーター部２０４−２とから構成され、ノズル部２０４−１がヒーター部２０４−２によって加熱されることにより、ノズル部２０４−１に導入された樹脂ペレット５１０を、ノズル２０４−１内において溶解する。

こうした構成において、ヘッド２００から樹脂を吐出するには、まず、樹脂タンク２０２に樹脂ペレット５１０を貯留し、モーター２０８を駆動してスクリュー２０６を矢印Ｃ方向に回転することで樹脂タンク２０２に貯留された樹脂ペレット５１０をヒーターノズル２０４へ搬送する。

その後、搬送された樹脂ペレット５１０は、ノズル部２０４−１の上端部に設けられた開口部２０４−１ａからノズル部２０４−１内に導入され、導入された樹脂ペレット５１０は、ヒーター部２０４−２による加熱によってノズル部２０４−１内部で溶解され、ノズル部２０４−１の内部において溶解された樹脂が貯留される。

そして、樹脂を吐出する際には、スクリュー２０６によって樹脂ペレット５１０をノズル２０４−１内に導入することで、ノズル２０４−１内部に貯留された溶解された樹脂を押出し、ノズル部２０４−１の下端部に設けられた吐出口２０４−１ｂから溶解された樹脂を吐出する。

このヘッド２００を備えた三次元造形装置では、矢印Ｃ方向に回転することにより樹脂ペレット５１０をヒーターノズル２０４に搬送するスクリュー２０６が、矢印Ｃ方向と逆方向の矢印Ｆ方向に回転しても、ノズル部２０４−１内部に負圧は生じない。

このため、断面形状データに基づく硬化層において、所定の硬化部分を形成後に樹脂を吐出することなく当該所定の硬化部分から離れた位置に移動する際には、所定の硬化部分と溶解した樹脂とが繋がった状態からヘッド２００を移動することとなり、所定の硬化部分と吐出口２０４−１ｂ部分に位置する樹脂との間で、溶解した樹脂による糸引きが発生してしまうこと（図４（ｂ）を参照する。）が問題点として指摘されていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶解した樹脂による糸引きを抑制することが可能な三次元造形装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、溶解した樹脂を吐出して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、導入された樹脂を溶解して空間内に貯留するとともに、貯留した樹脂を吐出する吐出手段と、樹脂が貯留された上記空間から、貯留された樹脂を吸引する吸引手段とを有し、上記吸引手段は、上記吐出手段により所定の硬化部分を形成中または形成を終了した後に、上記空間に貯留された樹脂を吸引するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記吸引手段は、上記吐出手段の側面に形成された孔に挿入されたピンを移動することにより、上記空間に貯留された樹脂を吸引するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記吸引手段は、上記ピンを移動するための駆動手段が上記ピンに直接接続されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記吸引手段は、上記ピンを移動するための駆動手段が回動部材を介して接続されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記吸引手段は、上記ピンを移動するための駆動手段が板部材を介して接続され、上記板部材は、付勢手段により上記吐出手段の側面側に常に付勢されるようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、溶解した樹脂による糸引きを抑制することができるという優れた効果を奏するものである。

図１は、フィラメント樹脂を用いた従来の技術による三次元造形装置におけるヘッドの概略構成説明図である。 図２は、樹脂ペレットを用いた従来の技術による三次元造形装置におけるヘッドの概略構成説明図である。 図３は、フィラメント樹脂を用いた従来の技術による三次元造形装置において、フィラメント樹脂を引き上げてノズル部内部に負圧を生じさせる前後の状態を示す説明図である。 図４（ａ）は、吐出口部分に位置する樹脂をノズル部内部に引き込んだ後にヘッドを移動したときの説明図であり、また、図４（ｂ）は、吐出口部分に位置する樹脂をノズル部内部に引き込むことなくヘッドを移動したときの説明図である。 図５は、本発明による三次元造形装置の一部を破断した概略構成斜視説明図である。 図６（ａ）は、ヘッドの概略構成説明図であり、また、図６（ｂ）は、ヘッドの要部の内部の構成を表す説明図である。 図７（ａ）は、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了した状態を示す説明図であり、また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態からピンを移動して孔内に樹脂を吸引した状態を示す説明図であり、また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す状態からヘッドを移動した状態を示す説明図である。 図８は、本発明による三次元造形装置におけるヘッドの変形例の概略構成説明図である。 図９（ａ）（ｂ）は、本発明による三次元造形装置におけるヘッドに設けられた吸引部の変形例の概略構成説明図である。 図１０は、本発明による三次元造形装置におけるヘッドの変形例の概略構成説明図である。

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の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。

なお、図１および図２を参照しながら説明した従来の技術による三次元造形装置おけるヘッドと同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用効果の説明は適宜に省略することとする。

図５には、本発明による三次元造形装置の一部を破断した概略構成斜視説明図が示されている。

この図５に示す三次元造形装置１０は、筐体１２内部に、溶解した樹脂を吐出するヘッド１４と、上面１６ａにおいてヘッド１４から吐出される樹脂により三次元造形物が作製されるテーブル１６とが配設されている。

なお、この三次元造形装置１０の全体の動作は、マイクロコンピューター５０により制御される。

より詳細には、筐体１２は、前方側が開口した略箱状体となっており、前方側の開口部には透明な蓋部（図示せず。）が開閉自在に配設される。

ヘッド１４は、筐体１２内部において、筐体１２の側方部材１２−１、１２−２を連結するように配設された一対のガイドレール２２に移動自在に配設された移動部材２４の前面にＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に移動自在に配設されている。

即ち、ヘッド１４は、移動部材２４の前面において、Ｚ軸方向における上方側および下方側に移動可能な構成となっている。

なお、一対のガイドレール２２は、Ｘ軸方向に延長するように配設されており、これにより、移動部材２２は、Ｘ軸方向における右方側および左方側に移動可能な構成となっている。

従って、ヘッド１４は、Ｚ軸方向に移動可能であるとともに、移動部材２４を介してＸ軸方向にも移動可能な構成となっている。

また、ヘッド１４は、樹脂ペレット５１０を貯留する樹脂タンク２６と、樹脂タンク２６に貯留された樹脂ペレット５１０が供給されるスクリューユニット２８と、スクリューユニット２８により搬送された樹脂ペレット５１０が導入されるノズル３０と、ノズル３０を加熱するヒーター３２と、ノズル３０内部を吸引する吸引部３４とを有して構成されている（図６（ａ）を参照する。）。

より詳細には、樹脂タンク２６は、スクリューユニット２８と接続され、内部に貯留した樹脂ペレット５１０をスクリューユニット２８に供給する。

なお、樹脂タンク２６に対しては、例えば、図示しない供給槽から樹脂ペレット５１０が供給される。

スクリューユニット２８は、略円筒形状の筐体部２８ａと、筐体部２８ａ内部において、Ｚ軸周りに回転可能に配設されたスクリュー２８ｂと、スクリュー２８ｂを回転させるモーター（図示せず。）とを備えている（図６（ｂ）を参照する。）。

この筐体部２８ａの内部は樹脂タンク２６の内部と連通しており、樹脂タンク２６内に貯留された樹脂ペレット５１０は、筐体部２８ａの内部に供給される。

また、筐体部２８ａの内部に配設されたスクリュー２８ｂは、Ｚ軸方向に延長して配設されたロッド部２８ｂａの外周に螺旋状のスクリュー翼２８ｂｂが形成されており、スクリュー翼２８ｂｂは、筐体部２８ａの内周面と樹脂ペレット５１０が挟まらない程度の隙間が空くように設計されている。

また、筐体部２８ａ内に配設されたスクリュー２８ｂは、その先端部分がノズル３０の上端部の開口部３０ｃ近傍に達する長さを有する。

そして、スクリューユニット２８の上端部に配設されたモーター２８ｃが、ロッド部２８ｂａの上端部に接続され、マイクロコンピューター５０の制御によるモーター２８ｃの駆動により、スクリュー２８ｂが矢印Ｇ方向に回転する。
樹脂タンク２６内に貯留された樹脂ペレット５１０は、スクリューユニット２８の筐体部２８ａ内部に供給され、スクリュー２８ｂが矢印Ｇ方向に回転することによりスクリュー翼２８ｂｂによって筐体部２８ａ内を下方側に搬送される。

ノズル３０は、熱伝導率の高い材料により形成され、内部に溶解された樹脂を貯留するための空間Ｓが設けられ、空間Ｓがスクリューユニット２８の筐体部２８ａの内部と連通するように、断熱部３６を介してスクリューユニット２８の下方側に配設される。

なお、この断熱部３６は、スクリューユニット２８とノズル３０との間に配設され、ヒーター３２あるいはヒーター３２で加熱されたノズル３０から生じる熱をスクリューユニット２８に伝え難くする。

また、ノズル３０は、下端部において吐出口３０ａが形成されており、この吐出口３０ａを介して、空間Ｓに貯留された樹脂（つまり、ヒーター３２により溶解された樹脂ペレット５１０である。）を吐出する。

このノズル３０の上方側の外周部分にはヒーター３２が配設されており、マイクロコンピューター５０の制御によるヒーター３２の駆動によりノズル３０が加熱され、これにより、ノズル３０に導入された樹脂ペレット５１０が溶解され、空間Ｓに貯留される。

なお、こうした空間Ｓの形状については、従来より公知の形状であってよく、造形に適した形状とする。

また、ノズル３０の側面には、吸引部３４におけるピン３４ａ（後述する。）が移動自在に配設される孔３０ｂが形成されている。

吸引部３４は、ノズル３０における孔３０ｂに移動自在に挿入されるピン３４ａと、ピン３４ａを孔３０ｂ内において移動するための駆動部３４ｂとを備えている。

なお、こうした吸引部３４は、ノズル３０における吐出口３０ａより、上方側に位置するように配設される。

ピン３４ａは、孔３０ｂと概ね一致する径を備えた略円柱形状であって、先端部分が孔３０ｂ内に挿入される。

そして、ピン３４ａは、駆動部３４ｂの駆動により矢印Ｈ方向および矢印Ｉ方向で移動し、このとき、ピン３４ａは孔３０ｂから抜け出さない範囲で移動する。

なお、孔３０ｂにピン３４ａが挿入された状態では、ピン３４ａが矢印Ｈ方向および矢印Ｉ方向に移動する際に、孔３０ｂからノズル３０の空間Ｓ内に空気が流入したり、孔３０ｂから空間Ｓに貯留された樹脂（つまり、溶解された樹脂である。）が流出しないように構成されている。
こうしたピン３４ａは、摩耗が少なく、耐熱性に優れ、かつ、熱伝導率の低い材料が好ましく、例えば、セラミックスにより形成される。

また、駆動部３４ｂは、マイクロコンピューター５０の制御によりピン３４ａを矢印Ｈ方向および矢印Ｉ方向に移動することが可能な駆動手段であって、例えば、モーターやソレノイドにより構成される。

そして、このヘッド１４は、マイクロコンピューター５０の制御により、断面形状データおよび各種の設定情報などに基づいて、溶解した樹脂を吐出する。

なお、断面形状データとは、作製する三次元造形物の形状を表す三次元データを所定の方向における所定の間隔ごとに分割したときの断面形状を表すデータである。

また、ヘッド１４では、マイクロコンピューター５０の制御により、ノズル３０に導入された樹脂ペレット５１０を、空間Ｓに貯留可能であり、かつ、三次元造形物を造形可能な適度な粘度を備えた状態に溶解するように、ヒーター３２が制御される。

テーブル１６は、筐体１２の底面１２−３にＹ軸方向に延長して設けられた一対のガイドレール３６に移動自在に配設される。

即ち、テーブル１６は、ガイドレール３６に沿ってＹ軸方向における前方側および後方側に移動可能な構成となっている。

これにより、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動可能なヘッド１４と、Ｙ軸方向に移動可能なテーブル１６とは、相対的な位置関係が三次元で変化するようになる。

以上の構成において、本発明による三次元造形装置１０により三次元造形物を作製する場合には、断面形状データに基づいて硬化層を形成し、断面形状データに基づく硬化層を積層してテーブル１６上に三次元造形物を作製する。

ここで、断面形状データに基づいて硬化層を形成する際に、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了した後に、当該所定の硬化部分から離れた所定の位置にヘッド１４を移動する場合には、まず、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了したタイミングで、吸引部３４の駆動部３４ｂを駆動して、ピン３４ａを矢印Ｉ方向に移動する（図７（ａ）を参照する。）。

このとき、空間Ｓに貯留された樹脂が、ピン３４ａの矢印Ｉ方向への移動によって孔３０ｂ内に吸引される（図７（ｂ）を参照する。）。

これにより、吐出口３０ａ内に位置していた樹脂が空間Ｓ側に吸引され、所定の硬化部分と溶解された樹脂とが引き離される。

その後、ヘッド１４、移動部材２４およびテーブル１６を移動して、ヘッド１４を所定の位置に移動するが、このとき、吐出口３０ａ内に位置する樹脂が空間Ｓ側に吸引された状態となっているので、ヘッド１４を所定の位置に移動しても、所定の硬化部分と空間Ｓに貯留された樹脂との間で糸状に樹脂が伸びる糸引きが生じ難くなる（図７（ｃ）を参照する。）。

こうしてヘッド１４が所定の位置に移動すると、駆動部３４ｂを駆動して、ピン３４ａを矢印Ｈ方向に移動した後に、スクリュー２８ｂを回転して樹脂ペレット５１０をノズル３０へ搬送しながら吐出口３０ａから溶解された樹脂を吐出して新たな硬化部分を形成する。

以上において説明したように、本発明による三次元造形装置１０は、ヘッド１４において、ノズル３０の側面に孔３０ｂを形成し、この孔３０ｂにピン３４ａが挿入されるようにして吸引部３４を設けるようにした。

そして、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了した後に、当該所定の硬化部分から離れた所定の位置にヘッド１４を移動する場合には、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了したタイミングで、ピン３４ａを移動して空間Ｓに貯留された樹脂を孔３０ｂ内に吸引することより、ノズル３０における吐出口３０ａ内に位置していた樹脂が空間Ｓ側に吸引され、所定の硬化部分と溶解された樹脂とを引き離した後に、ヘッド１４を移動するようにした。

これにより、所定の硬化部分と空間Ｓに貯留された樹脂（つまり、溶解された樹脂である。）との間で糸引きが生じ難くなる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（６）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、ヘッド１４は、樹脂ペレット５１０が供給され、溶解した樹脂ペレット５１０を吐出するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ヘッド１４は、供給された樹脂を溶解し、溶解した樹脂を吐出するものであれば、どのような構成であってもよいし、どのような樹脂を用いるようにしてもよい。

例えば、ヘッド１４において、フィラメント樹脂５００を溶解し、溶解したフィラメント樹脂５００吐出する構成について、図８を参照しながら、詳細に説明する。

図８には、フィラメント樹脂を用いるヘッドの概略構成説明図が示されている。

この図８に示すヘッド１４’は、ノズル部１０４−１の側面に吸引部６４が設けられている点においてのみ、上記したヘッド１００と異なっている。

即ち、ヘッド１４’は、ノズル部１０４−１の側面に孔１０４−１ｃを形成し、この孔１０４−１ｃにピン６４ａが挿入されるようにして吸引部６４を設けるようにする。なお、この吸引部６４においては、ピン６４ａは駆動部６４ｂにより駆動される。

そして、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了した後に、当が所定の硬化部分から離れた所定の位置にヘッド１４’を移動する場合には、所定の硬化部分への樹脂の吐出が完了したタイミングで、ピン６４ａを移動して空間Ｓに貯留された樹脂を孔１０４−１ｃ内に吸引することにより、ノズル部１０４−１における吐出口１０４−１ｂ内に位置していた樹脂がノズル部１０４−１内部に吸引され、所定の硬化部分と溶解された樹脂（ノズル部１０４−１内部に貯留された樹脂である。）を引き離した後に、ヘッド１４’を移動する。

（２）上記した実施の形態においては、ノズル３０の孔３０ｂに移動自在に挿入されるピン３４ａと、ピン３４ａを矢印Ｈ方向および矢印Ｉ方向に移動させる駆動部３４ｂとを直接接続して吸引部３４を構成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、孔３０ｂに空間Ｓに貯留された樹脂を吸引することが可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。

例えば、吸引部３４に変わる吸引部７４として、図９（ａ）に示すように、ソレノイドなどの駆動部７４ｂに接続されたピン７４ｄの端部が回動部材７４ｃに接続されるとともに、一方の端部側がノズル３０の孔３０ｂに挿入されたピン７４ａの他方の端部が回動部材７４ｃに接続されるように形成するようにしてもよい。

なお、この場合には、駆動部７４ｂによりピン７４ｄが矢印Ｉ方向に移動すると、回動部材７４ｃが矢印ＩＩ方向に移動し、これにより、ピン７４ａが矢印ＩＩＩ方向に移動して空間Ｓ内に貯留された樹脂を吸引する。また、駆動部７４ｂによりピン７４ｄが矢印ＩＶ方向に移動すると、回動部材７４ｃが矢印Ｖ方向に移動し、これにより、ピン７４ａが矢印ＶＩ方向に移動して、空間Ｓ内に貯留された樹脂への吸引を解除する。

また、吸引部３４に変わる吸引部８４として、図９（ｂ）に示すように、ソレノイドにより構成される駆動部８４ｂに接続されたピン８４ｄがノズル３０の側面の略平行に配設された板部材８４ｃに接続されるとともに、一方の端部側がノズル３０の孔３０ｂに挿入されたピン８４ａの他方の端部が板部材８４ｃの下方側に配設されるように形成するようにしてもよい。なお、このとき、板部材８４ｃは、バネ８４ｅにより、矢印ＶＩＩ方向に付勢された状態となっている。

なお、この場合には、駆動部８４ｂによりピン８４ｄが矢印ＶＩＩＩ方向に移動すると、バネ８４ｅの付勢力に抗して、板部材８４ｃを介してピン８４ａが矢印ＩＸ方向に移動して空間Ｓ内に貯留された樹脂を吸引する。また、駆動部８４ｂへの通電が解除されると、バネ８４ｅの付勢力により板部材８４ｃを介してピン８４ａが矢印ＶＩＩ方向に移動して、空間Ｓ内に貯留された樹脂への吸引を解除する。

（３）上記した実施の形態においては、ヘッド１４がＸ軸方向およびＺ軸方向に移動するようにし、テーブル１６がＹ軸方向に移動するようにして、ヘッド１４とテーブル１６との位置関係が三次元で変化するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

即ち、テーブル１６が固定され、ヘッド１４がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動するような構成としてもよいし、ヘッド１４が固定され、テーブル１６がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動するような構成としてもよく、要は、ヘッド１４とテーブル１６との位置関係が三次元で変化するような構成であれば、どのような構成としてもよい。

（４）上記した実施の形態においては、特に記載しなかったが、ノズル３０の厚さが薄い場合などには、ノズル３０の孔３０ｂと内径が一致する円筒形状の筒部９０をノズル３０の側面に配設するようにしてもよい（図１０を参照する。）。

なお、このときには、孔３０ｂと筒部９０の内部空間とが連通するように配設し、吸引部３４では、ピン３４ａが筒部９０を通って孔部３０ｂに挿入される。

また、ピン３４ａが矢印Ｈ方向および矢印Ｉ方向に移動する際には、筒部９０からノズル３０の空間Ｓ内に空気が流入したり、筒部９０から空間Ｓに貯留された樹脂が流出しないように構成されている。

このような構成とすることにより、空間Ｓ内に貯留された樹脂を孔３０および筒部９０内部に吸引することができるようになる。

従って、筒部９０を設けた場合は、筒部９０を設けない場合と比較すると、ピン３４ａの移動量が大きくなり、空間Ｓ内に貯留された樹脂を吸引できる量が大きくなり、より確実に所定の硬化部分と溶解された樹脂とを引き離すことができるようになる。

（５）上記した実施の形態においては、吸引部３４は、ノズル３０の孔３０ｂに挿入されたピンを移動することにより、ノズル３０内の空間Ｓに貯留された樹脂を吸引するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、空間Ｓに貯留された樹脂の吸引方法としては、空間Ｓに貯留された樹脂を一定量だけ吸引することができる吸引方法であれば、どのような方法であってもよい。

例えば、孔３０ｂにチューブを接続し、チューブを介してポンプにより空間Ｓに貯留された樹脂を一定量だけ吸引するようにしてもよい。

（６）上記した実施の形態ならびに上記した（１）および（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、溶解した樹脂により形成された硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置として利用することができる。

１０ 三次元造形装置、１２ 筐体、１４、１４’、１００、２００ ヘッド、１６ テーブル、２２、３６ 一対のガイドレール、２４ 移動部材、２６ 樹脂タンク、２８ スクリューユニット、３０ ノズル、３２ ヒーター、３４、６４、７４、８４ 吸引部、３４ａ、６４ａ、７４ａ、８４ａ、７４ｄ、８４ｄ ピン、３４ｂ、６４ｂ、７４ｂ、８４ｂ 駆動部、３６ 断熱部、７４ｃ 回動部材、８４ｃ 板部材、９０ 筒部、１０４、２０４ ヒーターノズル、５００ フィラメント樹脂、５１０ 樹脂ペレット

Claims (4)

1. 溶解した樹脂を吐出して三次元造形物を作製する三次元造形装置であって、
   導入された樹脂を溶解して空間内に貯留するとともに、貯留した樹脂を吐出する吐出手段と、
   樹脂が貯留された前記空間から、貯留された樹脂を吸引する吸引手段と
   を有し、
   前記吸引手段は、前記吐出手段により所定の硬化部分を形成中または形成を終了した後に、前記空間に貯留された樹脂を吸引する三次元造形装置において、
   前記吸引手段は、前記吐出手段の側面に形成された孔に挿入されたピンを移動することにより、前記空間に貯留された樹脂を吸引する
   ことを特徴とする三次元造形装置。
2. 請求項１に記載の三次元造形装置において、
   前記吸引手段は、前記ピンを移動するための駆動手段が前記ピンに直接接続される
   ことを特徴とする三次元造形装置。
3. 請求項１に記載の三次元造形装置において、
   前記吸引手段は、前記ピンを移動するための駆動手段が回動部材を介して接続される
   ことを特徴とする三次元造形装置。
4. 請求項１に記載の三次元造形装置において、
   前記吸引手段は、前記ピンを移動するための駆動手段が板部材を介して接続され、前記板部材は、付勢手段により前記吐出手段の側面側に常に付勢される
   ことを特徴とする三次元造形装置。

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