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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140099
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】三次元造形装置
(51)【国際特許分類】
B29C 64/205 20170101AFI20241003BHJP
B29C 64/106 20170101ALI20241003BHJP
B29C 64/209 20170101ALI20241003BHJP
B29C 64/295 20170101ALI20241003BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B29C64/205
B29C64/106
B29C64/209
B29C64/295
B33Y30/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051094
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】鮫島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】坂井 勇太
(72)【発明者】
【氏名】橋本 大毅
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AP05
4F213AR06
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL32
4F213WL73
4F213WL74
4F213WL85
(57)【要約】
【課題】三次元造形物の造形精度を高めることができる三次元造形装置を提供する。
【解決手段】第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、前記可塑化材料が積層されるステージと、前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を含み、三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する、三次元造形装置。
【選択図】図５
【解決手段】第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、前記可塑化材料が積層されるステージと、前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を含み、三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する、三次元造形装置。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、
前記可塑化材料が積層されるステージと、
前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、
前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する、三次元造形装置。
前記可塑化材料が積層されるステージと、
前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、
前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する、三次元造形装置。
【請求項2】
請求項１において、
前記制御部は、前記第１ヒーターの温度を第１温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第１距離に設定し、前記第１ヒーターの温度を前記第１温度よりも高い第２温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第１距離よりも小さい第２距離に設定する、三次元造形装置。
前記制御部は、前記第１ヒーターの温度を第１温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第１距離に設定し、前記第１ヒーターの温度を前記第１温度よりも高い第２温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第１距離よりも小さい第２距離に設定する、三次元造形装置。
【請求項3】
請求項１において、
前記制御部は、前記第２ヒーターの温度を第３温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離に設定し、前記第２ヒーターの温度を前記第３温度よりも高い第４温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離よりも大きい第４距離に設定する、三次元造形装置。
前記制御部は、前記第２ヒーターの温度を第３温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離に設定し、前記第２ヒーターの温度を前記第３温度よりも高い第４温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離よりも大きい第４距離に設定する、三次元造形装置。
【請求項4】
請求項１において、
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第５距離に設定し、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第５距離よりも小さい第６距離に設定する、三次元造形装置。
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第５距離に設定し、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第５距離よりも小さい第６距離に設定する、三次元造形装置。
【請求項5】
請求項４において、
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記吐出部は、前記位置変更部によって、前記加熱部の移動に伴って移動され、
ｎを２以上の自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第７距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第７距離よりも小さい第８距離だけ離す方向に移動させる、三次元造形装置。
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記吐出部は、前記位置変更部によって、前記加熱部の移動に伴って移動され、
ｎを２以上の自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第７距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第７距離よりも小さい第８距離だけ離す方向に移動させる、三次元造形装置。
【請求項6】
請求項１において、
前記ステージに積層された前記可塑化材料の温度を測定する温度センサーを含み、
前記制御部は、前記温度センサーの測定結果に基づいて、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を設定する、三次元造形装置。
前記ステージに積層された前記可塑化材料の温度を測定する温度センサーを含み、
前記制御部は、前記温度センサーの測定結果に基づいて、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を設定する、三次元造形装置。
【請求項7】
請求項１において、
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを２以上の自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第９距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第９距離よりも小さい第１０距離だけ離す方向に移動させる、三次元造形装置。
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを２以上の自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第９距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第９距離よりも小さい第１０距離だけ離す方向に移動させる、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】
可塑化された材料をステージに向けて吐出し、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】
例えば特許文献１には、造形材料が積層されるステージと、ステージ上の造形領域に向かって造形材料を吐出するノズルと、ステージ上の造形領域に積層された造形材料を加熱する加熱部と、を備えた三次元造形装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－１７０９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような加熱部を備えた三次元造形装置では、加熱部の温度に応じて、加熱部の熱膨張量が変わるため、ステージと加熱部との間の距離が変化して、三次元造形物の造形精度に影響を与える場合があった。このような加熱部以外にも、温度によって造形精度に影響を与える因子が存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る三次元造形装置の一態様は、
第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、
前記可塑化材料が積層されるステージと、
前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、
前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する。
第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、
前記可塑化材料が積層されるステージと、
前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、
前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示す斜視図。
【図2】本実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示す断面図。
【図3】本実施形態に係る三次元造形装置のフラットスクリューを模式的に示す斜視図。
【図4】本実施形態に係る三次元造形装置のバレルを模式的に示す図。
【図5】本実施形態に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するためのフローチャート。
【図6】本実施形態に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図7】本実施形態に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図8】本実施形態に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図9】本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するためのフローチャート。
【図10】本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図11】本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図12】本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するためのフローチャート。
【図13】本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図14】本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図15】本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するためのフローチャート。
【図16】本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【図17】本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置の制御部の処理を説明するための断面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【0009】
１． 三次元造形装置
１．１． 全体の構成
まず、本実施形態に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る三次元造形装置１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る三次元造形装置１００を模式的に示す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、例えば、水平方向である。Ｚ軸方向は、例えば、鉛直方向である。
１．１． 全体の構成
まず、本実施形態に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る三次元造形装置１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る三次元造形装置１００を模式的に示す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、例えば、水平方向である。Ｚ軸方向は、例えば、鉛直方向である。
【0010】
【0011】
三次元造形装置１００は、吐出部１０からステージ２０に向けて可塑化された可塑化材料を吐出させつつ、位置変更部３０を駆動して、吐出部１０とステージ２０との相対的な位置を変化させる。これにより、三次元造形装置１００は、ステージ２０上に所望の形状の三次元造形物を造形する。三次元造形装置１００は、ＦＤＭ（Fused Deposition Modeling）（登録商標）方式の三次元造形装置である。
【0012】
三次元造形装置１００は、吐出部１０として、第１吐出部１０ａおよび第２吐出部１０ｂを含む。図示の例では、第１吐出部１０ａおよび第２吐出部１０ｂは、Ｘ軸方向に並んでいる。第１吐出部１０ａおよび第２吐出部１０ｂの構成は、例えば、同じである。第１吐出部１０ａおよび第２吐出部１０ｂは、ともに三次元造形物を構成する可塑化材料を吐出してもよいし、一方が可塑化材料を吐出し、他方が三次元造形物を支持するサポート材を吐出してもよい。なお、図示はしないが、第１吐出部１０ａおよび第２吐出部１０ｂのうちの一方は、設けられていなくてもよい。
【0013】
吐出部１０は、図２に示すように、例えば、材料貯留部１１０と、可塑化部１２０と、基部１６０と、ノズル１７０と、を有している。
【0014】
材料貯留部１１０は、ペレット状や粉末状の材料を貯留する。材料貯留部１１０は、可塑化部１２０に材料を供給する。材料貯留部１１０は、例えば、ホッパーによって構成されている。材料貯留部１１０に収容される材料は、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂である。
【0015】
材料貯留部１１０と可塑化部１２０とは、材料貯留部１１０の下方に設けられた供給路１１２によって接続されている。材料貯留部１１０に投入された材料は、供給路１１２を介して、可塑化部１２０に供給される。
【0016】
可塑化部１２０は、例えば、スクリューケース１２２と、駆動モーター１２４と、フラットスクリュー１３０と、バレル１４０と、ヒーター１５０と、を有している。可塑化部１２０は、材料貯留部１１０から供給された固体状態の材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の可塑化材料を生成して、ノズル１７０に供給する。
【0017】
なお、可塑化とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。
【0018】
スクリューケース１２２は、フラットスクリュー１３０を収容する筐体である。スクリューケース１２２の下面には、バレル１４０が設けられている。スクリューケース１２２とバレル１４０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー１３０が収容されている。
【0019】
駆動モーター１２４は、スクリューケース１２２の上面に設けられている。駆動モーター１２４は、例えば、サーボモーターである。駆動モーター１２４のシャフト１２６は、フラットスクリュー１３０の上面１３１に接続されている。駆動モーター１２４は、制御部８０によって制御される。なお、図示はしないが、減速機を介して、駆動モーター１２４のシャフト１２６と、フラットスクリュー１３０の上面１３１とが、接続されていてもよい。
【0020】
フラットスクリュー１３０は、回転軸Ｒ方向の大きさが、回転軸Ｒ方向と直交する方向の大きさよりも小さい略円柱形状を有している。図示の例では、回転軸Ｒは、Ｚ軸と平行である。駆動モーター１２４が発生させるトルクによって、フラットスクリュー１３０は、回転軸Ｒを中心に回転する。
【0021】
フラットスクリュー１３０は、上面１３１と、上面１３１とは反対側の溝形成面１３２と、上面１３１と溝形成面１３２とを接続する側面１３３と、を有している。溝形成面１３２には、第１溝１３４が形成されている。側面１３３は、例えば、溝形成面１３２に対して垂直である。ここで、図３は、フラットスクリュー１３０を模式的に示す斜視図である。なお、便宜上、図３では、図２に示した状態とは上下の位置関係を逆向きとした状態を示している。
【0022】
フラットスクリュー１３０の溝形成面１３２には、図３に示すように、第１溝１３４が形成されている。第１溝１３４は、例えば、中央部１３５と、接続部１３６と、材料導入部１３７と、を有している。中央部１３５は、バレル１４０に形成された連通孔１４６と対向している。中央部１３５は、連通孔１４６と連通している。接続部１３６は、中央部１３５と材料導入部１３７とを接続している。図示の例では、接続部１３６は、中央部１３５から溝形成面１３２の外周に向かって渦状に設けられている。材料導入部１３７は、溝形成面１３２の外周に設けられている。すなわち、材料導入部１３７は、フラットスクリュー１３０の側面１３３に設けられている。材料貯留部１１０から供給された材料は、材料導入部１３７から第１溝１３４に導入され、接続部１３６および中央部１３５を通って、バレル１４０に形成された連通孔１４６に搬送される。第１溝１３４は、例えば、２つ設けられている。
【0023】
なお、第１溝１３４の数は、特に限定されない。図示はしないが、第１溝１３４は、３つ以上形成されていてもよいし、１つだけ形成されていてもよい。
【0024】
また、図示はしないが、可塑化部１２０は、フラットスクリュー１３０ではなく、側面に螺旋溝を有する長尺のインラインスクリューを有していてもよい。そして、可塑化部１２０は、インラインスクリューの回転によって材料を可塑化してもよい。
【0025】
バレル１４０は、図２に示すように、フラットスクリュー１３０の下方に設けられている。バレル１４０は、フラットスクリュー１３０の溝形成面１３２に対向する対向面１４２を有している。対向面１４２の中心には、第１溝１３４と連通する連通孔１４６が形成されている。ここで、図４は、バレル１４０を模式的に示す平面図である。
【0026】
バレル１４０の対向面１４２には、図４に示すように、第２溝１４４と、連通孔１４６と、が形成されている。第２溝１４４は、複数形成されている。図示の例では、６つの第２溝１４４が形成されているが、第２溝１４４の数は、特に限定されない。複数の第２溝１４４は、Ｚ軸方向からみて、連通孔１４６の周りに形成されている。第２溝１４４は、一端が連通孔１４６に接続され、連通孔１４６からバレル１４０の外周に向かって渦状に延びている。第２溝１４４は、可塑化された可塑化材料を連通孔１４６に導く機能を有している。
【0027】
なお、第２溝１４４の形状は、特に限定されず、例えば、直線状であってもよい。また、第２溝１４４は、一端が連通孔１４６に接続されていなくてもよい。さらに、第２溝１４４は、対向面１４２に形成されていなくてもよい。ただし、連通孔１４６に可塑化された材料を効率よく導くことを考慮すると、第２溝１４４は、対向面１４２に形成されていることが好ましい。
【0028】
ヒーター１５０は、図２に示すように、バレル１４０に設けられている。ヒーター１５０は、フラットスクリュー１３０とバレル１４０との間に供給された材料を加熱する。ヒーター１５０の出力は、制御部８０によって制御される。可塑化部１２０は、フラットスクリュー１３０、バレル１４０、およびヒーター１５０によって、材料を連通孔１４６に向かって搬送しながら加熱して、可塑化された可塑化材料を生成する。そして、可塑化部１２０は、生成された可塑化材料を連通孔１４６から流出させる。
【0029】
なお、Ｚ軸方向からみて、ヒーター１５０の形状は、リング状であってもよい。また、ヒーター１５０は、バレル１４０ではなく、バレル１４０の下方に設けられていてもよい。
【0030】
基部１６０は、バレル１４０の下方に設けられている。基部１６０は、バレル１４０に固定されている。基部１６０は、ノズル１７０と嵌合している。基部１６０は、例えば、ヒーター１５０の熱によって熱膨張する。具体的には、ヒーター１５０が高温になると、基部１６０は、熱膨張し、Ｚ軸方向の長さが大きくなる。これにより、吐出部１０のＺ軸方向の長さが大きくなる。基部１６０の材質は、金属である。なお、吐出部１０は、基部１６０を有していなくてもよく、この場合であっても、吐出部１０は、熱膨張により、Ｚ軸方向の長さが大きくなる。
【0031】
ノズル１７０は、基部１６０の下方に設けられている。ノズル１７０には、ノズル流路１７２が形成されている。ノズル流路１７２は、連通孔１４６に連通している。ノズル流路１７２には、連通孔１４６から可塑化材料が供給される。ノズル１７０は、ノズル先端１７４から、ノズル流路１７２に供給された可塑化材料を、ステージ２０に向けて吐出する。ノズル先端１７４は、ノズル１７０の－Ｚ軸方向の端である。
【0032】
ステージ２０は、ノズル１７０の下方に設けられている。ステージ２０は、例えば、断熱部材２１と、下部プレート２２と、ヒーター２３と、上部プレート２４と、造形プレート２５と、を有している。
【0033】
断熱部材２１は、位置変更部３０上に設けられている。断熱部材２１は、位置変更部３０と下部プレート２２との間に設けられている。断熱部材２１の形状は、例えば、板状である。断熱部材２１としては、例えば、ロスリムボード（登録商標）を用いる。断熱部材２１は、断熱部材２１よりも下方に伝わるヒーター２３の熱を低減できる。
【0034】
下部プレート２２は、断熱部材２１上に設けられている。下部プレート２２は、断熱部材２１とヒーター２３との間に設けられている。下部プレート２２の材質は、例えば、アルミニウムである。下部プレート２２の上面および下面は、例えば、研磨処理された鏡面である。これにより、下部プレート２２は、ヒーター２３からの輻射熱を造形プレート２５側に反射できる。
【0035】
ヒーター２３は、下部プレート２２上に設けられている。ヒーター２３は、下部プレート２２と上部プレート２４との間に設けられている。ヒーター２３は、例えば、板状のヒータープレートである。ヒーター２３としては、例えば、ラバーヒーターを用いる。ヒーター２３は、上部プレート２４および造形プレート２５介して、造形プレート２５上に積層された可塑化材料を加熱する。ヒーター２３の出力は、制御部８０によって制御される。
【0036】
上部プレート２４は、ヒーター２３上に設けられている。上部プレート２４は、ヒーター２３と造形プレート２５との間に設けられている。上部プレート２４の材質は、例えば、アルミニウムである。上部プレート２４の上面および下面には、例えば、酸化膜が設けられている。酸化膜によって、ヒーター２３からの輻射熱がこもり易くすることができ、効率よく造形プレート２５を加熱できる。造形プレート２５は、例えば、着脱可能に構成されている。上部プレート２４は、造形プレート２５が取り外された場合に、ヒーター２３が露出することを防ぐことができる。
【0037】
造形プレート２５は、上部プレート２４上に設けられている。造形プレート２５は、上部プレート２４と加熱部５０との間に設けられている。造形プレート２５の材質は、例えば、アルミニウムである。造形プレート２５は、可塑化材料が積層される材料積層面２６を有している。材料積層面２６は、造形プレート２５の上面である。
【0038】
位置変更部３０は、ステージ２０を支持している。位置変更部３０は、吐出部１０とステージ２０との相対的な位置を変更する。図示の例では、位置変更部３０は、ステージ２０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることによって、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、ノズル１７０とステージ２０との相対的な位置を変更する。さらに、位置変更部３０は、吐出部１０をＺ軸方向に移動させることによって、Ｚ軸方向において、ノズル１７０とステージ２０との相対的な位置を変更する。
【0039】
位置変更部３０は、例えば、第１電動アクチュエーター３２と、第２電動アクチュエーター３４と、第３電動アクチュエーター３６と、を有している。第１電動アクチュエーター３２は、ステージ２０をＸ軸方向に移動させる。第２電動アクチュエーター３４は、ステージ２０をＹ軸方向に移動させる。第３電動アクチュエーター３６は、吐出部１０をＺ軸方向に移動させる。
【0040】
なお、位置変更部３０は、吐出部１０とステージ２０との相対的な位置を変更することができれば、その構成は、特に限定されない。位置変更部３０は、例えば、ステージ２０をＺ軸方向に移動し、吐出部１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる構成であってもよい。または、位置変更部３０は、ステージ２０または吐出部１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に移動させる構成であってもよい。
【0041】
支持部４０は、第３電動アクチュエーター３６に接続されている。支持部４０は、吐出部１０を支持している。位置変更部３０は、第３電動アクチュエーター３６によって支持部４０をＺ軸方向に移動させることにより、吐出部１０をＺ軸方向に移動させる。
【0042】
加熱部５０は、造形プレート２５の材料積層面２６よりも上方に設けられている。加熱部５０は、支持部４０に支持されている。図示はしないが、支持部４０は、Ｙ軸方向に延在する一対の支持椀を有し、加熱部５０は、当該一対の支持椀に吊り下げられて支持されていてもよい。加熱部５０は、位置変更部３０によって、吐出部１０と連動して移動される。すなわち、位置変更部３０は、加熱部５０とステージ２０との相対的な位置を変更する。吐出部１０は、位置変更部３０によって、加熱部５０と連動して移動される。加熱部５０の形状は、例えば、板状である。加熱部５０は、Ｚ軸方向からみて、材料積層面２６と重なっている。
【0043】
加熱部５０には、貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２は、加熱部５０をＺ軸方向に貫通している。三次元造形物の造形時において、貫通孔５２に、吐出部１０のノズル１７０が位置する。三次元造形物の造形時において、ノズル先端１７４は、加熱部５０の下方に位置する。図示例では、貫通孔５２は、２つの吐出部１０に対応して、２つ形成されている。
【0044】
加熱部５０は、例えば、プレート５４と、ヒーター５６と、断熱部材５８と、を有している。
【0045】
プレート５４は、材料積層面２６と対向している。プレート５４は、材料積層面２６とヒーター５６との間に設けられている。プレート５４の材質は、例えば、アルミニウムである。プレート５４は、例えば、図示せぬアルミニウム製のねじによって、ヒーター５６に固定されている。当該ねじおよびプレート５４は、例えば、ヒーター５６の熱によって熱膨張する。具体的には、ヒーター５６が高温になると、ねじおよびプレート５４が熱膨張し、Ｚ軸方向の大きさが長くなる。これにより、加熱部５０のＺ軸方向の長さが大きくなる。
【0046】
ヒーター５６は、プレート５４上に設けられている。ヒーター５６は、プレート５４と断熱部材５８との間に設けられている。ヒーター５６は、例えば、板状のヒータープレートである。ヒーター５６としては、例えば、ラバーヒーターを用いる。ヒーター５６は、プレート５４を介して、材料積層面２６に積層された可塑化材料を加熱する。ヒーター５６の出力は、制御部８０によって制御される。
【0047】
断熱部材５８は、ヒーター５６上に設けられている。断熱部材５８は、例えば、支持部４０に接続されている。断熱部材５８の材質は、例えば、断熱部材２１の材質と同じである。断熱部材５８は、断熱部材５８よりも上方に伝わるヒーター５６の熱を低減できる。
【0048】
駆動部６０は、支持部４０に支持されている。駆動部６０は、例えば、吐出部１０に接続されている。駆動部６０は、ノズル１７０と加熱部５０との相対的な位置を変化させる。駆動部６０は、例えば、吐出部１０をＺ軸方向において移動させることによって、ノズル１７０と加熱部５０とのＺ軸方向における相対的な位置を変化させる。駆動部６０は、例えば、２つの吐出部１０に対応して、２つ設けられている。
【0049】
駆動部６０は、三次元造形物の造形時において、ノズル先端１７４を、加熱部５０の下方に位置させる。駆動部６０は、三次元造形物の造形時ではない場合に、ノズル先端１７４を加熱部５０の上方に移動させてもよい。ノズル先端１７４は、加熱部５０の上方に位置している状態で、図示せぬクリーニング機構によってクリーニングされてもよい。クリーニング機構は、例えば、ブラシ、ブレードを含んで構成されている。駆動部６０は、例えば、ボールねじ、ステッピングモーター、およびリニアガイドを含んで構成されている。
【0050】
なお、駆動部６０は、吐出部１０を移動させずに加熱部５０をＺ軸方向に移動させて、ノズル１７０と加熱部５０とのＺ軸方向における相対的な位置を変化させてもよい。または、駆動部６０は、吐出部１０および加熱部５０の両方をＺ軸方向に移動させて、ノズル１７０と加熱部５０とのＺ軸方向における相対的な位置を変化させてもよい。
【0051】
温度センサー７０は、ステージ２０の上方に設けられている。温度センサー７０は、加熱部５０に形成された貫通孔５３に位置している。貫通孔５３は、加熱部５０をＺ軸方向に貫通している。貫通孔５３は、例えば、Ｚ軸方向からみて、２つの貫通孔５２の間に形成されている。温度センサー７０は、加熱部５０の移動に伴って移動する。温度センサー７０は、例えば、加熱部５０に支持されている。温度センサー７０は、ステージ２０に積層された可塑化材料の温度を測定する。温度センサー７０は、例えば、熱電対、サーミスター、赤外線センサーなどである。
【0052】
制御部８０は、例えば、プロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースと、を有するコンピューターによって構成されている。制御部８０は、例えば、主記憶装置に読み込んだプログラムをプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。具体的には、制御部８０は、吐出部１０、位置変更部３０、加熱部５０、および駆動部６０を制御する。なお、制御部８０は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
【0053】
なお、材料積層面２６、加熱部５０の下面、およびノズル先端１７４のＺ軸方向における位置は、ステージ２０に支持された図示せぬタッチセンサーと、加熱部５０に支持された図示せぬタッチセンサーと、によって、測定されてもよい。
【0054】
また、位置変更部３０の第３電動アクチュエーター３６に加わる負荷トルクを監視することにより、材料貯留部１１０に貯留された材料の残量が検出されてもよい。材料の残量が減ると、第３電動アクチュエーター３６に加わる負荷トルクが小さくなる。材料貯留部１１０は、例えば、２リットル程度の材料を貯留可能である。
【0055】
１．２． 制御部の処理
図５は、三次元造形装置１００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。ユーザーは、例えば、図示せぬ操作部を操作して、制御部８０に処理を開始するための処理開始信号を出力する。操作部は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネルなどによって構成されている。制御部８０は、処理開始信号を受けると処理を開始する。
図５は、三次元造形装置１００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。ユーザーは、例えば、図示せぬ操作部を操作して、制御部８０に処理を開始するための処理開始信号を出力する。操作部は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネルなどによって構成されている。制御部８０は、処理開始信号を受けると処理を開始する。
【0056】
まず、制御部８０は、図５に示すように、ステップＳ１として、三次元造形物を造形するための造形データを取得する処理を行う。
【0057】
造形データは、例えば、材料貯留部１１０に貯留されている材料の種類、ステージ２０に対する吐出部１０の移動経路、吐出部１０から吐出される可塑化材料の量などに関する情報を含む。
【0058】
造形データは、例えば、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターにインストールされたスライサーソフトに、形状データを読み込ませることによって作成される。形状データは、三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）ソフトや三次元ＣＧ（Computer Graphics）ソフトなどを用いて作成された三次元造形物の目標形状を表すデータである。形状データとしては、例えば、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式やＡＭＦ（Additive Manufacturing File Format）などのデータを用いる。スライサーソフトは、三次元造形物の目標形状を所定の厚さの層に分割して、層ごとに造形データを作成する。造形データは、ＧコードやＭコードなどによって表される。制御部８０は、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリーなどの記録媒体から造形データを取得する。
【0059】
次に、制御部８０は、ステップＳ２に示すように、駆動部６０を制御して、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離を、吐出部１０の温度、加熱部５０の温度、およびステージ２０とノズル先端１７４との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する処理を行う。以下では、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離を、吐出部１０の温度に基づいて、設定する場合について説明する。
【0060】
【0061】
制御部８０は、吐出部１０のヒーター１５０の温度を、次のステップＳ３で第１温度に設定する場合、駆動部６０を制御して、図６に示すように、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、第１距離Ｄ１に設定する。制御部８０は、ヒーター１５０の温度を、次のステップＳ３で第１温度よりも高い第２温度に設定する場合、駆動部６０を制御して、図７に示すように、距離Ｄを、第１距離Ｄ１よりも小さい第２距離Ｄ２に設定する。距離Ｄは、Ｚ軸方向におけるノズル先端１７４と加熱部５０との間の最短距離である。距離Ｄは、ノズル１７０の加熱部５０から下方に向けた飛び出し量である。
【0062】
ヒーター１５０の温度を第２温度に設定した場合は、ヒーター１５０の温度を第１温度に設定した場合に比べて、ヒーター１５０の熱によって、吐出部１０のＺ軸方向における熱膨張量が大きくなる。したがって、距離Ｄを第１距離Ｄ１よりも小さい第２距離Ｄ２に設定することにより、造形層を造形する処理において、ヒーター１５０の温度を第１温度に設定した場合の距離Ｄと、ヒーター１５０の温度を第２温度に設定した場合の距離Ｄと、の差を小さくすることができる。制御部８０は、ヒーター１５０の設定温度が高いほど、距離Ｄを小さく設定してもよい。
【0063】
制御部８０は、ヒーター１５０の温度と、ヒーター１５０の熱による吐出部１０の熱膨張量と、の関係を示す相関テーブルに基づいて、距離Ｄを設定してもよい。制御部８０は、第１距離Ｄ１および第２距離Ｄ２を当該テーブルに基づいて決定してもよい。当該テーブルは、図示せぬ記憶部に記憶されていてもよい。記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成されている。
【0064】
次に、制御部８０は、図５に示すように、ステップＳ３に示すように、造形データに基づいて、ヒーター２３，５６，１５０の温度を設定する処理を行う。具体的には、制御部８０は、造形データに含まれる材料の種類に関する情報に基づいて、ヒーター２３，５６，１５０の温度を設定する。
【0065】
次に、制御部８０は、ステップＳ４として、ステージ２０の材料積層面２６に、可塑化材料を吐出して造形層を造形する処理を行う。
【0066】
具体的には、制御部８０は、フラットスクリュー１３０とバレル１４０との間に供給された材料を可塑化して可塑化材料を生成させ、吐出部１０のノズル１７０から可塑化材料を吐出させる。制御部８０は、例えば、造形層を造形する処理が終了するまで可塑化材料を生成させ続ける。
【0067】
ここで、図８は、三次元造形装置１００の制御部８０の造形層を造形する処理を説明するための断面図である。
【0068】
制御部８０は、図８に示すように、取得した造形データに基づいて、位置変更部３０を制御して吐出部１０とステージ２０との相対的な位置を変化させつつ、吐出部１０を制御してノズル１７０からステージ２０に向けて可塑化材料を吐出させる。
【0069】
具体的には、造形層形成処理が開始される前、すなわち、第１層目の造形層である造形層Ｌ１の形成が開始される前では、ノズル１７０は、ステージ２０の－Ｘ軸方向の端部よりも－Ｘ軸方向の初期位置に配置されている。造形層を造形する処理が開始されると、図７に示すように、制御部８０は、位置変更部３０を制御することによって、例えば、ステージ２０に対してノズル１７０を＋Ｘ軸方向に相対移動させる。ノズル１７０がステージ２０上を通過する際、ノズル１７０から可塑化材料が吐出される。これにより、造形層Ｌ１が形成される。図８では、ｎを任意の自然数として、第ｎ層目の造形層Ｌｎまでを図示している。
【0070】
制御部８０は、ステップＳ４の造形層を造形する処理を行っている間に、温度センサー７０の測定結果に基づいて、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを設定してもよい。制御部８０は、造形層を造形する処理が終了するまで、温度センサー７０に基づく距離Ｄの設定を繰り返してもよい。
【0071】
例えば、温度センサー７０で測定した温度が所定値よりも高かった場合、制御部８０は、駆動部６０を制御して、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを大きくする。これにより、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層と、加熱部５０と、の間の距離を大きくすることができるので、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層の温度を所望の値に近づけることができる。
【0072】
例えば、温度センサー７０で測定した温度が所定値よりも低かった場合、制御部８０は、駆動部６０を制御して、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを小さくする。これにより、ステージ２０に積層された造形材料の最上層と、加熱部５０と、の間の距離を小さくすることができるので、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層の温度を所望の値に近づけることができる。
【0073】
次に、制御部８０は、図５に示すように、ステップＳ５として、造形データに基づいて、全ての造形層の造形が完了したか否か判定する判定処理を行う。
【0074】
全ての造形層の造形が完了していないと判定した場合（ステップＳ５で「ＮＯ」）、制御部８０は、処理をステップＳ４に戻す。制御部８０は、ステップＳ５において、全ての造形層の造形が完了したと判定するまで、ステップＳ４とステップＳ５とを繰り返す。
【0075】
一方、全ての造形層の造形が完了したと判定した場合（ステップＳ５で「ＹＥＳ」）、制御部８０は、処理を終了する。
【0076】
なお、造形層を造形する処理の前であれば、制御部８０は、ヒーター２３，５６，１５０の温度を設定する処理の後に、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを設定する処理を行ってもよい。この場合、制御部８０は、ヒーター１５０によって吐出部１０が熱膨張した後の距離Ｄが、第１距離Ｄ１や第２距離Ｄ２になるように駆動部６０を制御するのではなく、吐出部１０がヒーター１５０によって熱膨張する前の状態における距離Ｄが第１距離Ｄ１や第２距離Ｄ２になるように駆動部６０を制御する。このように、距離Ｄを所定の距離に設定するとは、三次元造形装置１００を構成する部材が熱膨張する前の状態における距離Ｄが、所定の距離になるように制御することである。
【0077】
１．３． 作用効果
三次元造形装置１００では、制御部８０は、駆動部６０を制御して、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、吐出部１０の温度、加熱部５０の温度、およびステージ２０とノズル先端１７４との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する。そのため、三次元造形装置１００では、例えば、吐出部１０の温度、加熱部５０の温度、およびステージ２０とノズル先端１７４との間の距離のいずれも考慮せずに距離Ｄを設定する場合に比べて、距離Ｄを所望の値に近づけることができる。これにより、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
三次元造形装置１００では、制御部８０は、駆動部６０を制御して、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、吐出部１０の温度、加熱部５０の温度、およびステージ２０とノズル先端１７４との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する。そのため、三次元造形装置１００では、例えば、吐出部１０の温度、加熱部５０の温度、およびステージ２０とノズル先端１７４との間の距離のいずれも考慮せずに距離Ｄを設定する場合に比べて、距離Ｄを所望の値に近づけることができる。これにより、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0078】
三次元造形装置１００では、制御部８０は、第１ヒーターとしてのヒーター１５０の温度を第１温度に設定する場合、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを第１距離に設定し、ヒーター１５０の温度を第１温度よりも高い第２温度に設定する場合、距離Ｄを第１距離よりも小さい第２距離に設定する。そのため、三次元造形装置１００では、上記のように、造形層を造形する処理において、ヒーター１５０の温度を第１温度に設定した場合の距離Ｄと、ヒーター１５０の温度を第２温度に設定した場合の距離Ｄと、の差を小さくすることができる。例えば当該差を、２０μｍ以内に抑えることができる。これにより、ヒーター１５０の温度による吐出部１０の熱膨張が、三次元造形物の造形精度に与える影響を小さくすることができる。したがって、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0079】
三次元造形装置１００では、制御部８０は、温度センサー７０の測定結果に基づいて、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを設定する。そのため、三次元造形装置１００では、上記のように、ステージ２０に積層された可塑化材料の温度を、所望の値に近づけることができる。
【0080】
２． 三次元造形装置の変形例
２．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。図１０および図１１は、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００の制御部８０の処理を説明するための断面図である。なお、便宜上、図１０および図１１では、吐出部１０および加熱部５０を簡略化して図示している。
２．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。図１０および図１１は、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００の制御部８０の処理を説明するための断面図である。なお、便宜上、図１０および図１１では、吐出部１０および加熱部５０を簡略化して図示している。
【0081】
以下、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００において、上述した本実施形態に係る三次元造形装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、後述する本実施形態の第２～第４変形例に係る三次元造形装置おいて、同様である。
【0082】
上述した三次元造形装置１００では、図５に示すステップＳ２において、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを設定する処理では、距離Ｄを、吐出部１０の温度に基づいて、設定した。
【0083】
これに対し、三次元造形装置２００では、図９に示すステップＳ１２において、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、加熱部５０の温度に基づいて、設定する。なお、ステップＳ１１，Ｓ１３～Ｓ１５は、それぞれ、図５で示したステップＳ１，Ｓ３～Ｓ５と、基本的に同様である。
【0084】
制御部８０は、加熱部５０のヒーター５６の温度を、次のステップＳ１３で第３温度に設定する場合、駆動部６０を制御して、図１０に示すように、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを第３距離Ｄ３に設定する。制御部８０は、ヒーター５６の温度を、次のステップＳ１３で第３温度よりも高い第４温度に設定する場合、駆動部６０を制御して、図１１に示すように、距離Ｄを第３距離Ｄ３よりも大きい第４距離Ｄ４に設定する。
【0085】
ヒーター５６の温度を第４温度に設定した場合は、ヒーター５６の温度を第３温度に設定した場合に比べて、ヒーター５６の熱によって、加熱部５０のＺ軸方向における熱膨張量が大きくなる。したがって、距離Ｄを第３距離Ｄ３よりも大きい第４距離Ｄ４に設定することにより、造形層を造形する処理において、ヒーター５６の温度を第３温度に設定した場合の距離Ｄと、ヒーター５６の温度を第４温度に設定した場合の距離Ｄと、の差を小さくすることができる。制御部８０は、例えば、ヒーター５６の設定温度が高いほど、距離Ｄを大きく設定をしてもよい。
【0086】
制御部８０は、ヒーター５６の温度と、ヒーター５６の熱による加熱部５０の熱膨張量と、の関係を示す相関テーブルに基づいて、距離Ｄを設定してもよい。制御部８０は、第３距離Ｄ３および第４距離Ｄ４を当該テーブルに基づいて決定してもよい。当該テーブルは、図示せぬ記憶部に記憶されていてもよい。
【0087】
三次元造形装置２００では、例えば、以下の作用効果を有する。
【0088】
三次元造形装置２００では、制御部８０は、第２ヒーターとしてのヒーター５６の温度を第３温度に設定する場合、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを第３距離Ｄ３に設定し、ヒーター５６の温度を第３温度よりも高い第４温度に設定する場合、距離Ｄを第３距離Ｄ３よりも大きい第４距離Ｄ４に設定する。そのため、三次元造形装置２００では、上記のように、造形層を造形する処理において、ヒーター５６の温度を第３温度に設定した場合の距離Ｄと、ヒーター５６の温度を第４温度に設定した場合の距離Ｄと、の差を小さくすることができる。これにより、ヒーター５６の温度による加熱部５０の熱膨張が、三次元造形物の造形精度に与える影響を小さくすることができる。したがって、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0089】
なお、吐出部１０のヒーター１５０の温度が加熱部５０のヒーター５６の温度よりも高い場合は、加熱部５０の熱膨張量よりも、吐出部１０の熱膨張量が大きくなるため、三次元造形装置１００で説明した制御部８０の処理を優先させてもよい。
【0090】
また、吐出部１０のヒーター１５０の温度、および加熱部５０のヒーター５６の温度が同程度であって、吐出部１０の熱膨張量による距離Ｄの変化量と、加熱部５０の熱膨張量による距離Ｄの変化量とが、相殺されることにより距離Ｄを所定の範囲に収めることができる場合は、制御部８０は、距離Ｄの調整を行わなくてもよい。
【0091】
２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１２は、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置３００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。図１３および図１４は、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置３００の制御部８０の処理を説明するための断面図である。なお、便宜上、図１３および図１４では、吐出部１０、ステージ２０、および加熱部５０を簡略化して図示している。
次に、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１２は、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置３００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。図１３および図１４は、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置３００の制御部８０の処理を説明するための断面図である。なお、便宜上、図１３および図１４では、吐出部１０、ステージ２０、および加熱部５０を簡略化して図示している。
【0092】
三次元造形装置３００の制御部８０は、全ての造形層の形成が完了していないと判定した場合（ステップＳ２５で「ＮＯ」）、図１２に示すように、ステップＳ２６に移行する点において、上述した三次元造形装置１００と異なる。なお、ステップＳ２１～Ｓ２５は、それぞれ、図５で示したステップＳ１～Ｓ５と、基本的に同様である。
【0093】
制御部８０では、ステップＳ２６において、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、ステージ２０とノズル先端１７４との間の距離Ｅに基づいて、設定する。
【0094】
ここで、ｎを自然数、ｍをｎよりも大きな自然数とする。ｎは、例えば、２以上の自然数である。
【0095】
制御部８０は、次回のステップＳ２４で三次元造形物の第ｎ層目を造形する場合、駆動部６０を制御して、図１３に示すように、ノズル先端１７４と加熱部５０と距離Ｄを第５距離Ｄ５に設定する。制御部８０は、次回のステップＳ２４で三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、駆動部６０を制御して、図１４に示すように、距離Ｄを第５距離Ｄ５よりも小さい第６距離Ｄ６に設定する。第ｍ層目を造形する場合は、第ｎ層目を造形する場合に比べて、ステージ２０とノズル先端１７４との間の距離Ｅが大きい。このように、制御部８０は、距離Ｄを、距離Ｅに基づいて、設定する。距離Ｅは、Ｚ軸方向におけるステージ２０とノズル先端１７４との間の最短距離である。
【0096】
第ｍ層目を造形する場合は、第ｎ層目を造形する場合に比べて、三次元造形物の最上層と、ステージ２０と、の間の距離が大きくなる。そのため、第ｍ層目を造形する場合は、第ｎ層目を造形する場合に比べて、ステージ２０のヒーター２３によって三次元造形物の最上層が加熱され難い。したがって、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、第５距離Ｄ５よりも小さい第６距離Ｄ６に設定することにより、三次元造形物の最上層に対する加熱部５０の加熱の影響を大きくする。その結果、造形層を造形する処理において、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ２０上に積層された三次元造形物の最上層の温度の差を小さくすることができる。さらに、例えば、第ｎ層目を造形する場合は、第ｍ層目を造形する場合に比べて、距離Ｄが大きいので、加熱部５０のヒーター５６と、ステージ２０のヒーター２３と、によって、三次元造形物の最上層が必要以上に加熱されることを抑制できる。
【0097】
制御部８０は、三次元造形物の造形層数が多くなるほど、距離Ｄを小さくしてもよい。この場合、制御部８０は、三次元造形物の造形層数が多くなるにつれて、一定の割合で距離Ｄを小さくしてもよいし、２次関数的に距離Ｄを小さくしてもよい。
【0098】
制御部８０は、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄと、ステージ２０とノズル先端１７４との間の距離Ｅと、の関係を示す相関テーブルに基づいて、距離Ｄを設定してもよい。当該テーブルは、図示せぬ記憶部に記憶されていてもよい。
【0099】
次に、制御部８０は、図１２に示すように、ステップＳ２７として、加熱部５０をステージ２０に対して移動させる処理を行う。
【0100】
制御部８０は、前回のステップＳ２４で、三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、位置変更部３０を制御して、図１３に示すように、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第７距離Ｆ７だけ離す方向に移動させる。図示の例では、制御部８０は、加熱部５０を第７距離Ｆ７だけ上方に移動させる。図１３では、移動される前の状態の加熱部５０を破線で示している。そして、制御部８０は、ステップＳ２４において、三次元造形物の第ｎ層目を造形する。
【0101】
制御部８０は、前回のステップＳ２４で、三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、位置変更部３０を制御して、図１４に示すように、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第７距離Ｆ７よりも小さい第８距離Ｆ８だけ離す方向に移動させる。図示の例では、制御部８０は、加熱部５０を第８距離Ｆ８だけ上方に移動させる。図１４では、移動される前の状態の加熱部５０を破線で示している。そして、制御部８０は、ステップＳ２４において、三次元造形物の第ｍ層目を造形する。
【0102】
上述したステップＳ２６において、三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、制御部８０は、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを第５距離Ｄ５よりも小さい第６距離Ｄ６に設定したため、第（ｍ－１）層目が造形された後に、加熱部５０をステージ２０に対して第７距離Ｆ７だけ上方に移動させてしまうと、第ｍ層目を造形する場合は、第ｎ層目を造形する場合に比べて、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層と、ノズル先端１７４と、の間の距離が大きなってしまう。したがって、三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合に、加熱部５０をステージ２０に対して第７距離Ｆ７よりも小さい第８距離Ｆ８だけ上方に移動させることにより、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層と、ノズル先端１７４と、の間の距離の差を小さくすることができる。
【0103】
なお、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄが所定値に到達するまでは、加熱部５０をＺ軸方向に移動させずに、駆動部６０によって、吐出部１０をＺ軸方向に移動させることにより、三次元造形物の造形層を造形してもよい。
【0104】
三次元造形装置３００では、例えば、以下の作用効果を有する。
【0105】
三次元造形装置３００では、制御部８０は、三次元造形物の第ｎ層目を造形する場合、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを第５距離Ｄ５に設定し、三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、距離Ｄを第５距離Ｄ５よりも小さい第６距離Ｄ６に設定する。そのため、三次元造形装置３００では、上記のように、造形層を造形する処理において、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ２０上に積層された三次元造形物の最上層の温度の差を小さくすることができる。これにより、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0106】
三次元造形装置３００では、三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、制御部８０は、三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、位置変更部３０を制御して、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第７距離Ｆ７だけ離す方向に移動させる。三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、制御部８０は、三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、位置変更部３０を制御して、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第７距離Ｆ７よりも小さい第８距離Ｆ８だけ離す方向に移動させる。そのため、三次元造形装置３００では、上記のように、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層と、ノズル先端１７４と、の間の距離の差を小さくすることができる。これにより、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0107】
２．３． 第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１５は、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置４００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。図１６および図１７は、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置４００の制御部８０の処理を説明するための断面図である。なお、便宜上、図１６および図１７では、吐出部１０、ステージ２０、および加熱部５０を簡略化して図示している。
次に、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１５は、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置４００の制御部８０の処理を説明するためのフローチャートである。図１６および図１７は、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置４００の制御部８０の処理を説明するための断面図である。なお、便宜上、図１６および図１７では、吐出部１０、ステージ２０、および加熱部５０を簡略化して図示している。
【0108】
三次元造形装置４００の制御部８０は、全ての造形層の形成が完了していないと判定した場合（ステップＳ３５で「ＮＯ」）、図１５に示すように、ステップＳ３６に移行する点において、上述した三次元造形装置１００と異なる。なお、ステップＳ３１～Ｓ３５は、それぞれ、上述したステップＳ１～Ｓ５と、基本的に同様である。
【0109】
制御部８０は、前回のステップＳ３４で、三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、ステップＳ３６において、位置変更部３０を制御して、図１６に示すように、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第９距離Ｆ９だけ離す方向に移動させる。図示の例では、制御部８０は、加熱部５０を第９距離Ｆ９だけ上方に移動させる。図１６では、移動される前の状態の加熱部５０を破線で示している。そして、制御部８０は、ステップＳ３４において、三次元造形物の第ｎ層目を造形する。
【0110】
制御部８０は、前回のステップＳ３４で、三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、ステップＳ３６において、位置変更部３０を制御して、図１７に示すように、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第９距離Ｆ９よりも小さい第１０距離Ｆ１０だけ離す方向に移動させる。図示の例では、制御部８０は、加熱部５０を第１０距離Ｆ１０だけ上方に移動させる。図１７では、移動される前の状態の加熱部５０を破線で示している。そして、制御部８０は、ステップＳ３４において、三次元造形物の第ｍ層目を造形する。
【0111】
第ｍ層目を造形する場合は、第ｎ層目を造形する場合に比べて、ステージ２０と加熱部５０との間の距離が大きくなる。そのため、第ｍ層目を造形する場合は、第ｎ層目を造形する場合に比べて、ステージ２０のヒーター２３による加熱部５０のＺ軸方向における熱膨張量が小さくなる。したがって、三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第９距離Ｆ９よりも小さい第１０距離Ｆ１０だけ離す方向に移動させることにより、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層と、加熱部５０と、の間の距離の差を小さくすることができる。
【0112】
三次元造形装置４００では、例えば、以下のような作用効果を有する。
【0113】
三次元造形装置４００では、三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、制御部８０は、三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、位置変更部３０を制御して、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第９距離Ｆ９だけ離す方向に移動させる。三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、制御部８０は、三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、位置変更部３０を制御して、加熱部５０をステージ２０に対して相対的に第９距離Ｆ９よりも小さい第１０距離Ｆ１０だけ離す方向に移動させる。そのため、三次元造形装置４００では、上記のように、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ２０に積層された可塑化材料の最上層と、加熱部５０と、の間の距離の差を小さくすることができる。これにより、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0114】
２．４． 第４変形例
次に、本実施形態の第４変形例に係る三次元造形装置について説明する。
次に、本実施形態の第４変形例に係る三次元造形装置について説明する。
【0115】
上述した三次元造形装置１００では、材料貯留部１１０に貯留される材料は、ＡＢＳ樹脂であった。
【0116】
これに対し、本実施形態の第４変形例に係る三次元造形装置では、材料貯留部１１０に貯留される材料は、ＡＢＳ樹脂以外の材料、または、ＡＢＳ樹脂に他の成分が加えられた材料である。
【0117】
材料貯留部１１０に貯留される材料としては、熱可塑性を有する材料、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料とした材料を挙げることができる。ここで、「主材料」とは、三次元造形装置で造形される造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、造形物において５０質量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。
【0118】
熱可塑性を有する材料としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、汎用エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
【0119】
汎用エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
【0120】
スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。
【0121】
熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック、その他に、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混入されていてもよい。熱可塑性を有する材料は、可塑化部１２０において、フラットスクリュー１３０の回転と、ヒーター１５０の加熱と、によって可塑化されて溶融した状態に転化される。また、そのように生成された可塑化材料は、ノズル１７０から堆積された後、温度の低下によって硬化する。熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でノズル１７０から吐出されることが望ましい。
【0122】
可塑化部１２０では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、金属材料を粉末状にした粉末材料に、可塑化材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、可塑化部１２０に投入されることが望ましい。
【0123】
金属材料としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）やクロム（Ｃｒ）、アルミニウム （Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金、また、マルエージング鋼、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金が挙げられる。
【0124】
可塑化部１２０においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックなどが挙げられる。
【0125】
材料貯留部１１０に貯留される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上述の熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、可塑化部１２０において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。
【0126】
材料貯留部１１０に貯留される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、溶剤を添加することもできる。溶剤としては、例えば、水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸ｉｓｏ－プロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｉｓｏ－ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル－ｎ－ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ－ピコリン、２，６－ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）；ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等が挙げられる。
【0127】
その他に、材料貯留部１１０に貯留される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、バインダーが添加されていてもよい。バインダーとしては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂またはＰＬＡ、ＰＡ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、あるいはその他の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【0128】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【0129】
例えば、制御部８０は、ノズル先端１７４と加熱部５０との間の距離Ｄを、吐出部１０の温度、加熱部５０の温度、およびステージ２０とノズル先端１７４との間の距離Ｅに基づいて、設定してもよい。または、制御部８０は、距離Ｄを、吐出部１０の温度および加熱部５０の温度に基づいて設定してもよい。または、制御部８０は、距離Ｄを、加熱部５０の温度および距離Ｅに基づいて設定してもよい。
【0130】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成できる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【0131】
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。
【0132】
三次元造形装置の一態様は、
第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、
前記可塑化材料が積層されるステージと、
前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、
前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する。
第１ヒーターを有し、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を吐出するノズルと、を有する吐出部と、
前記可塑化材料が積層されるステージと、
前記ステージに積層された前記可塑化材料を加熱する第２ヒーターを有する加熱部と、
前記ノズルと前記加熱部との相対的な位置を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
三次元造形物の造形時において、前記ノズルの先端は、前記加熱部の下方に位置し、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記吐出部の温度、前記加熱部の温度、および前記ステージと前記ノズルの先端との間の距離の少なくとも１つに基づいて、設定する。
【0133】
この三次元造形装置によれば、三次元造形物の造形精度を高めることができる。
【0134】
三次元造形装置の一態様において、
前記制御部は、前記第１ヒーターの温度を第１温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第１距離に設定し、前記第１ヒーターの温度を前記第１温度よりも高い第２温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第１距離よりも小さい第２距離に設定してもよい。
前記制御部は、前記第１ヒーターの温度を第１温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第１距離に設定し、前記第１ヒーターの温度を前記第１温度よりも高い第２温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第１距離よりも小さい第２距離に設定してもよい。
【0135】
この三次元造形装置によれば、造形層を造形する処理において、第１ヒーターの温度を第１温度に設定した場合のノズルの先端と加熱部との間の距離と、第１ヒーターの温度を第２温度に設定した場合のノズルの先端と加熱部との間の距離と、の差を小さくすることができる。
【0136】
三次元造形装置の一態様において、
前記制御部は、前記第２ヒーターの温度を第３温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離に設定し、前記第２ヒーターの温度を前記第３温度よりも高い第４温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離よりも大きい第４距離に設定してもよい。
前記制御部は、前記第２ヒーターの温度を第３温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離に設定し、前記第２ヒーターの温度を前記第３温度よりも高い第４温度に設定する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第３距離よりも大きい第４距離に設定してもよい。
【0137】
この三次元造形装置によれば、造形層を造形する処理において、第２ヒーターの温度を第３温度に設定した場合の前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離と、第２ヒーターの温度を第４温度に設定した場合の前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離と、の差を小さくすることができる。
【0138】
三次元造形装置の一態様において、
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第５距離に設定し、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第５距離よりも小さい第６距離に設定してもよい。
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、第５距離に設定し、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する場合、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を、前記第５距離よりも小さい第６距離に設定してもよい。
【0139】
この三次元造形装置によれば、造形層を造形する処理において、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージ上に積層された三次元造形物の最上層の温度の差を小さくすることができる。
【0140】
三次元造形装置の一態様において、
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記吐出部は、前記位置変更部によって、前記加熱部の移動に伴って移動され、
ｎを２以上の自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第７距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第７距離よりも小さい第８距離だけ離す方向に移動させてもよい。
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記吐出部は、前記位置変更部によって、前記加熱部の移動に伴って移動され、
ｎを２以上の自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第７距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第７距離よりも小さい第８距離だけ離す方向に移動させてもよい。
【0141】
この三次元造形装置によれば、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージに積層された可塑化材料の最上層と、ノズルの先端と、の間の距離の差を小さくすることができる。
【0142】
三次元造形装置の一態様において、
前記ステージに積層された前記可塑化材料の温度を測定する温度センサーを含み、
前記制御部は、前記温度センサーの測定結果に基づいて、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を設定してもよい。
前記ステージに積層された前記可塑化材料の温度を測定する温度センサーを含み、
前記制御部は、前記温度センサーの測定結果に基づいて、前記ノズルの先端と前記加熱部との間の距離を設定してもよい。
【0143】
この三次元造形装置によれば、ステージに積層された可塑化材料の温度を、所望の値に近づけることができる。
【0144】
三次元造形装置の一態様において、
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを２以上の自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第９距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第９距離よりも小さい第１０距離だけ離す方向に移動させてもよい。
前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部を含み、
前記ステージは、第３ヒーターを有し、
ｎを２以上の自然数、ｍをｎよりも大きな自然数として、前記三次元造形物の第（ｎ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｎ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に第９距離だけ離す方向に移動させ、
前記三次元造形物の第（ｍ－１）層目が造形された場合、前記制御部は、前記三次元造形物の第ｍ層目を造形する前に、前記位置変更部を制御して、前記加熱部を前記ステージに対して相対的に前記第９距離よりも小さい第１０距離だけ離す方向に移動させてもよい。
【0145】
この三次元造形装置によれば、第ｎ層目を造形する場合と、第ｍ層目を造形する場合とで、ステージに積層された可塑化材料の最上層と、加熱部と、の間の距離の差を小さくすることができる。
【符号の説明】
【0146】
１０…吐出部、１０ａ…第１吐出部、１０ｂ…第２吐出部、２０…ステージ、２１…断熱部材、２２…下部プレート、２３…ヒーター、２４…上部プレート、２５…造形プレート、２６…材料積層面、３０…位置変更部、３２…第１電動アクチュエーター、３４…第２電動アクチュエーター、３６…第３電動アクチュエーター、４０…支持部、５０…加熱部、５２，５３…貫通孔、５４…プレート、５６…ヒーター、５８…断熱部材、６０…駆動部、７０…温度センサー、８０…制御部、１００…三次元造形装置、１１０…材料貯留部、１１２…供給路、１２０…可塑化部、１２２…スクリューケース、１２４…駆動モーター、１２６…シャフト、１３０…フラットスクリュー、１３１…上面、１３２…溝形成面、１３３…側面、１３４…第１溝、１３５…中央部、１３６…接続部、１３７…材料導入部、１４０…バレル、１４２…対向面、１４４…第２溝、１４６…連通孔、１５０…ヒーター、１６０…基部、１７０…ノズル、１７２…ノズル流路、１７４…ノズル先端、２００，３００，４００…三次元造形装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】