特開 2024-141378 三次元造形装置

(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】P2024141378

(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 64/245 20170101AFI20241003BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20241003BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20241003BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20241003BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20241003BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B29C64/245

B29C64/118

B29C64/393

B33Y30/00

B33Y50/02

B33Y10/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052982

(22)【出願日】2023-03-29

(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】渡部 学

(72)【発明者】

【氏名】▲角▼谷 彰彦

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AA04

4F213AA11

4F213AA23

4F213AA32

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL62

4F213WL73

4F213WL85

4F213WL96

(57)【要約】

【課題】造形面に形成される造形物とステージとの位置関係を良好に保持可能な技術を提供する。
【解決手段】三次元造形装置は、第１溝と第２溝と第３溝と第４溝とを含む造形面を有するステージと、造形材料を造形面に供給する吐出部と、ステージと吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、吐出部と移動機構とを制御する制御部と、を備える。制御部は、第１溝に第１造形線路を形成する第１制御と、第２溝に第２造形線路を形成する第２制御と、第３溝に第３造形線路を形成する第３制御と、第４溝に第４造形線路を形成する第４制御と、第１造形線路と第２造形線路とを接続する第１床層を形成する第５制御と、第３造形線路と第４造形線路とを接続する第２床層を形成する第６制御と、を実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
第１方向に延在する第１溝と、前記第１方向に延在する第２溝と、前記第１方向に延在する第３溝と、前記第１方向に延在する第４溝とを含む造形面を有するステージと、
造形材料を前記造形面に供給する吐出部と、
前記ステージと前記吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部と前記移動機構とを制御する制御部と、
を備え、
前記第２溝は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１溝と前記第３溝との間に配置され、
前記第３溝は、前記第２方向において、前記第２溝と前記第４溝との間に配置され、
前記制御部は、
前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第１溝に前記造形材料を供給して第１造形線路を形成する第１制御と、
前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第２溝に前記造形材料を供給して第２造形線路を形成する第２制御と、
前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第３溝に前記造形材料を供給して第３造形線路を形成する第３制御と、
前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第４溝に前記造形材料を供給して第４造形線路を形成する第４制御と、
前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記第１造形線路と前記第２造形線路とを接続する第１床層を形成する第５制御と、
前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記第３造形線路と前記第４造形線路とを接続する第２床層を形成する第６制御と、
を実行し、
前記三次元造形物は、第１下地層及び第２下地層の上に造形され、
前記第１下地層は、前記第１造形線路と前記第２造形線路と前記第１床層とを備え、
前記第２下地層は、前記第３造形線路と前記第４造形線路と前記第２床層とを備える、
三次元造形装置。

【請求項2】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記三次元造形物に接触するラフト層を形成する第７制御を実行する、三次元造形装置。

【請求項3】

請求項２に記載の三次元造形装置であって、
前記ラフト層は、前記第１床層と前記第２床層の上に跨って形成される、三次元造形装置。

【請求項4】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記造形材料は、結晶性樹脂を含む、三次元造形装置。

【請求項5】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記第５制御の実行に先立って、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第２方向において前記第１溝と前記第２溝との間に配置される第５溝に前記造形材料を供給して第５造形線路を形成する第８制御を実行し、
前記制御部は、前記第５制御において前記第１造形線路と前記第２造形線路と前記第５造形線路とを接続する前記第１床層を形成する、三次元造形装置。

【請求項6】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記第１床層と前記第２床層とは、同一平面上に形成され、且つ、前記第１床層の少なくとも一部と前記第２床層の少なくとも一部とが接触している、三次元造形装置。

【請求項7】

三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
造形面を有するステージと、
造形材料を前記造形面に供給する吐出部と、
前記ステージと前記吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部と前記移動機構とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記造形面に前記造形材料を供給して第１下地層を形成する制御と、
前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記造形面に前記造形材料を供給して第２下地層を形成する制御と、
前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記第１下地層及び前記第２下地層に前記造形材料を供給してラフト層を形成する制御と、
前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記ラフト層の上に前記造形材料を供給して前記三次元造形物を造形する制御と、
を実行する、
三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

三次元造形装置に関し、特許文献１にはステージの造形面に凹凸をつけることにより造形物が造形面上を移動し難くする方法が開示されている。例えば、造形面に凹部が格子状に配置されている場合、格子状に配置された凹部に造形材料が吐出されると、凹部に入った造形材料は凸部となる。すると、凸部と凹部とが噛み合って、造形物が移動し難くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２９０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、例えば、収縮率の大きい造形材料を用いる場合、凸部と凹部との間に隙間ができて、凸部が凹部から外れる可能性がある。凸部が凹部から外れると、造形物とステージとの位置関係を保持することが難しい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の形態によれば、三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、第１方向に延在する第１溝と、前記第１方向に延在する第２溝と、前記第１方向に延在する第３溝と、前記第１方向に延在する第４溝とを含む造形面を有するステージと、造形材料を前記造形面に供給する吐出部と、前記ステージと前記吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部と前記移動機構とを制御する制御部と、を備え、前記第２溝は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１溝と前記第３溝との間に配置され、前記第３溝は、前記第２方向において、前記第２溝と前記第４溝との間に配置され、前記制御部は、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第１溝に前記造形材料を供給して第１造形線路を形成する第１制御と、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第２溝に前記造形材料を供給して第２造形線路を形成する第２制御と、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第３溝に前記造形材料を供給して第３造形線路を形成する第３制御と、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第４溝に前記造形材料を供給して第４造形線路を形成する第４制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記第１造形線路と前記第２造形線路とを接続する第１床層を形成する第５制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記第３造形線路と前記第４造形線路とを接続する第２床層を形成する第６制御と、を実行し、前記三次元造形物は、第１下地層及び第２下地層の上に造形され、前記第１下地層は、前記第１造形線路と前記第２造形線路と前記第１床層とを備え、前記第２下地層は、前記第３造形線路と前記第４造形線路と前記第２床層とを備える。

【0006】

本開示の第２の形態によれば、三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、造形面を有するステージと、造形材料を前記造形面に供給する吐出部と、前記ステージと前記吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部と前記移動機構とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記造形面に前記造形材料を供給して第１下地層を形成する制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記造形面に前記造形材料を供給して第２下地層を形成する制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記第１下地層及び前記第２下地層に前記造形材料を供給してラフト層を形成する制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記ラフト層の上に前記造形材料を供給して前記三次元造形物を造形する制御と、を実行する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態における三次元造形システムの概略構成を示す説明図である。

【図2】フラットスクリューの概略構成を示す斜視図である。

【図3】バレルの概略平面図である。

【図4】三次元造形装置が造形物を造形する基本動作を模式的に示す説明図である。

【図5】ステージ及び三次元造形物の断面構造を模式的に示す図である。

【図6】ステージの平面図である。

【図7】三次元造形処理のフローチャートである。

【図8】造形線路形成処理の説明図である。

【図9】床層形成処理の説明図である。

【図10】ラフト層形成処理の説明図である。

【図11】造形処理の説明図である。

【図12】第２実施形態における三次元造形物の断面構造を模式的に示す図である。

【図13】第３実施形態における三次元造形物の断面構造を模式的に示す図である。

【図14】第３実施形態におけるラフト層を示す図である。

【図15】第３実施形態における三次元造形物を示す図である。

【図16】第４実施形態における三次元造形物の断面構造を模式的に示す図である。

【図17】第４実施形態における造形線路を示す図である。

【図18】第４実施形態における床層を示す図である。

【図19】第４実施形態におけるラフト層を示す図である。

【図20】第４実施形態における三次元造形物を示す図である。

【図21】第５実施形態における三次元造形物の断面構造を模式的に示す図である。

【図22】第６実施形態における三次元造形物の断面構造を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形システム１０の概略構成を示す説明図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印が示されている。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面に平行な方向である。Ｙ方向は、「第１方向」に相当する。Ｘ方向は、第１方向と交差する「第２方向」に相当する。Ｚ方向は、鉛直上向きに沿った方向である。以下では、＋Ｚ方向のことを「上」、－Ｚ方向のことを「下」ともいう。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印は、他の図においても、図示の方向が図１と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、方向の向きを特定する場合には、各図において矢印が指し示す方向を「＋」、その反対の方向を「－」として、方向表記に正負の符合を併用する。

【0009】

三次元造形システム１０は、三次元造形装置１００と情報処理装置４００とを備えている。本実施形態の三次元造形装置１００は、材料押出方式によって造形物を造形する装置である。三次元造形装置１００は、三次元造形装置１００の各部を制御するための制御部３００を備えている。制御部３００と情報処理装置４００とは、相互に通信可能に接続されている。

【0010】

三次元造形装置１００は、造形材料を生成して吐出する造形部１１０と、造形物の基台となる造形用のステージ２１０と、造形材料の吐出位置を制御する移動機構２３０とを備える。

【0011】

造形部１１０は、制御部３００の制御下において、固体状態の材料を可塑化させた造形材料をステージ２１０に向けて吐出する。造形部１１０は、造形材料に転化される前の原材料の供給源である材料供給部２０と、原材料を造形材料へと転化させる可塑化部３０と、造形材料を吐出する吐出部６０とを備える。

【0012】

材料供給部２０は、可塑化部３０に、原材料ＭＲを供給する。材料供給部２０は、例えば、原材料ＭＲを収容するホッパーによって構成される。材料供給部２０は、連通路２２を介して、可塑化部３０に接続されている。原材料ＭＲは、ペレットや粉末等の形態で材料供給部２０に投入される。

【0013】

可塑化部３０は、材料供給部２０から供給された原材料ＭＲを可塑化させて流動性を発現させたペースト状の造形材料を生成し、吐出部６０へと導く。本実施形態において「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。造形材料としては、結晶性樹脂又は非晶性樹脂を含む材料を用いることができる。本実施形態では、造形材料は結晶性樹脂を含む。そのため、原材料ＭＲとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ＰＯＭ、ＰＥＥＫなどの樹脂が用いられる。

【0014】

可塑化部３０は、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、フラットスクリュー４０と、バレル５０と、を有する。フラットスクリュー４０は、ローターあるいはスクロールとも呼ばれる。バレル５０は、スクリュー対面部とも呼ばれる。

【0015】

フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。フラットスクリュー４０の上面４７は駆動モーター３２に連結されており、フラットスクリュー４０は、駆動モーター３２が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース３１内で回転する。駆動モーター３２は、制御部３００の制御下において駆動する。なお、フラットスクリュー４０は、減速機を介して駆動モーター３２によって駆動されてもよい。

【0016】

図２は、フラットスクリュー４０の下面４８側の概略構成を示す斜視図である。図２に示したフラットスクリュー４０は、図１に示した上面４７と下面４８との位置関係を、鉛直方向において逆向きとした状態で示されている。フラットスクリュー４０は、その中心軸に沿った方向である軸線方向における長さが、軸線方向に垂直な方向における長さよりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー４０は、その回転中心となる回転軸ＲＸがＺ方向に平行になるように配置される。

【0017】

フラットスクリュー４０の、回転軸ＲＸと交差する面である下面４８には、渦状の溝部４２が形成されている。上述した材料供給部２０の連通路２２は、フラットスクリュー４０の側面から、当該溝部４２に連通する。本実施形態では、溝部４２は、凸条部４３によって隔てられて３本分形成されている。なお、溝部４２の数は、３本に限られず、１本でもよいし、２本以上であってもよい。溝部４２は、渦状に限らず、螺旋状あるいはインボリュート曲線状であってもよいし、中央部から外周に向かって弧を描くように延びる形状であってもよい。

【0018】

図１に示すように、フラットスクリュー４０の下面４８は、バレル５０の上面５２に対面しており、フラットスクリュー４０の下面４８の溝部４２と、バレル５０の上面５２との間には空間が形成される。フラットスクリュー４０とバレル５０との間のこの空間には、材料供給部２０から図２に示した材料流入口４４を通じて原材料ＭＲが供給される。

【0019】

バレル５０には、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲを加熱するためのバレルヒーター５８が埋め込まれている。バレル５０の中心には連通孔５６が設けられている。

【0020】

図３は、バレル５０の上面５２側を示す概略平面図である。バレル５０の上面５２には、連通孔５６に接続され、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。なお、案内溝５４の一端は、連通孔５６に接続されていなくてもよい。また、案内溝５４は省略することも可能である。

【0021】

フラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲは、溝部４２内において可塑化されながら、フラットスクリュー４０の回転によって溝部４２に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー４０の中央部４６へと導かれる。中央部４６に流入した流動性を発現しているペースト状の造形材料は、バレル５０の中心に設けられた連通孔５６を介して吐出部６０に供給される。なお、造形材料では、造形材料を構成する全ての種類の物質が可塑化していなくてもよい。造形材料は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が可塑化することによって、全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。

【0022】

図１の吐出部６０は、造形材料を吐出するノズル６１と、フラットスクリュー４０とノズル開口６２との間に設けられた造形材料の流路６５と、造形材料の吐出を制御する吐出制御部７７を備える。

【0023】

ノズル６１は、流路６５を通じて、バレル５０の連通孔５６に接続されている。ノズル６１は、可塑化部３０において生成された造形材料を、先端のノズル開口６２からステージ２１０に向かって吐出する。

【0024】

吐出制御部７７は、流路６５を開閉する吐出調整部７０と、造形材料を吸引して一時的に貯留する吸引部７５とを備える。

【0025】

吐出調整部７０は、流路６５内に設けられており、流路６５内で回転することにより流路６５の開度を変化させる。本実施形態において、吐出調整部７０は、バタフライバルブによって構成されている。吐出調整部７０は、制御部３００による制御下において、第１駆動部７４によって駆動される。第１駆動部７４は、例えば、ステッピングモーターによって構成される。制御部３００は、第１駆動部７４を用いて、バタフライバルブの回転角度を制御することによって、可塑化部３０からノズル６１に流れる造形材料の流量、つまり、ノズル６１から吐出される造形材料の吐出量を調整することができる。吐出調整部７０は、造形材料の吐出量を調整可能であると共に、造形材料の流出のオン／オフを制御可能である。

【0026】

吸引部７５は、流路６５において吐出調整部７０とノズル開口６２との間に接続されている。吸引部７５は、ノズル６１からの造形材料の吐出停止時に、流路６５中の造形材料を一時的に吸引することによって、造形材料がノズル開口６２から糸を引くように垂れる尾引き現象を抑制する。本実施形態において、吸引部７５は、プランジャーにより構成されている。吸引部７５は、制御部３００による制御下において、第２駆動部７６によって駆動される。第２駆動部７６は、例えば、ステッピングモーターや、ステッピングモーターの回転力をプランジャーの並進運動に変換するラックアンドピニオン機構等によって構成される。

【0027】

ステージ２１０は、ノズル６１のノズル開口６２に対向する位置に配置されている。ステージ２１０は、Ｘ，Ｙ方向、すなわち水平方向に平行となるように配置される。ステージ２１０は、造形物が造形される造形面２１１を有している。ステージ２１０の詳細な構成については後述する。

【0028】

移動機構２３０は、制御部３００の制御下において、ステージ２１０とノズル６１との相対位置を変化させる。本実施形態では、ノズル６１の位置が固定されており、移動機構２３０は、ステージ２１０を移動させる。移動機構２３０は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ２１０をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。本明細書において、特に断らない限り、ノズル６１の移動とは、ノズル６１や吐出部６０をステージ２１０に対して相対的に移動させることを意味する。

【0029】

なお、他の実施形態では、移動機構２３０によってステージ２１０を移動させる構成の代わりに、ステージ２１０の位置が固定された状態で、移動機構２３０がステージ２１０に対してノズル６１を移動させる構成が採用されてもよい。また、移動機構２３０によってステージ２１０をＺ方向に移動させ、ノズル６１をＸ，Ｙ方向に移動させる構成や、移動機構２３０によってステージ２１０をＸ，Ｙ方向に移動させ、ノズル６１をＺ方向に移動させる構成が採用されてもよい。これらの構成であっても、ノズル６１とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。

【0030】

制御部３００は、三次元造形装置１００全体の動作を制御する制御装置である。制御部３００は、１つ、又は、複数のプロセッサー３１０と、主記憶装置や補助記憶装置からなる記憶装置３２０と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェイスとを備えるコンピューターによって構成される。プロセッサー３１０は、記憶装置３２０に記憶されたプログラムを実行することによって、情報処理装置４００から取得された造形データに従い、造形部１１０及び移動機構２３０を制御して、ステージ２１０上に造形物の造形を行う。なお、制御部３００は、コンピューターによって構成される代わりに、回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。

【0031】

図４は、三次元造形装置１００が造形物を造形する基本動作を模式的に示す説明図である。三次元造形装置１００では、上述したように、固体状態の原材料ＭＲが可塑化されて造形材料ＭＭが生成される。制御部３００は、ステージ２１０の造形面２１１とノズル６１との距離を保持したまま、ステージ２１０の造形面２１１に沿った方向に、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル６１から造形材料ＭＭを吐出させる。ノズル６１から吐出された造形材料ＭＭは、ノズル６１の移動方向に連続して堆積されていく。

【0032】

制御部３００は、ノズル６１の移動を繰り返して層ＭＬを形成する。制御部３００は、１つの層ＭＬを形成した後、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を、Ｚ方向に相対移動させる。そして、これまでに形成された層ＭＬの上に、さらに層ＭＬを積み重ねることによって造形物を造形していく。

【0033】

制御部３００は、例えば、一層分の層ＭＬを完了した場合のノズル６１のＺ方向への移動や、各層で独立する複数の造形領域がある場合には、ノズル６１からの造形材料の吐出を一時的に中断させることがある。この場合、吐出調整部７０によって流路６５を閉塞させて、ノズル開口６２からの造形材料ＭＭの吐出を停止させ、吸引部７５によって、ノズル６１内の造形材料を一時的に吸引する。制御部３００は、ノズル６１の位置を変更した後、吸引部７５内の造形材料を排出しつつ吐出調整部７０によって流路６５を開くことによって、変更後のノズル６１の位置から造形材料ＭＭの堆積を再開させる。

【0034】

図５は、第１実施形態におけるステージ２１０及び三次元造形物ＭＤの断面構造を模式的に示す図である。図６は、ステージ２１０の平面図である。ステージ２１０は、例えば、アルミやステンレス鋼、ガラスによって形成されている。ステージ２１０の造形面２１１は、複数の溝２４０を含んでいる。図５及び図６には、１０本の溝２４０が造形面２１１に形成された例を示している。これら複数の溝２４０は、第１溝２４１と、第２溝２４２と、第３溝２４３と、第４溝２４４とを含む。第１溝２４１と、第２溝２４２と、第３溝２４３と、第４溝２４４とは、それぞれ、Ｙ方向に延在している。第２溝２４２は、Ｘ方向において、第１溝２４１と第３溝２４３との間に配置されている。第３溝２４３は、Ｘ方向において、第２溝２４２と第４溝２４４との間に配置されている。本実施形態では、第１溝２４１は、全ての溝２４０の中で最も－Ｘ方向に位置している。第４溝２４４は、全ての溝２４０の中で最も＋Ｘ方向に位置している。第２溝２４２と第３溝２４３とは隣り合っている。第１溝２４１と第２溝２４２との間には複数の溝２４０が配置されている。第３溝２４３と第４溝２４４との間には複数の溝２４０が配置されている。

【0035】

ステージ２１０は、造形面２１１と交差し、－Ｙ方向を向くに第１側面２１３を有する。各溝２４０の一端は第１側面２１３において開口する。ステージ２１０は、造形面２１１と交差し、＋Ｙ方向を向く第２側面２１４を有する。各溝２４０の他端はそれぞれ第２側面２１４には開口しない。

【0036】

各溝２４０の断面形状は台形である。造形面２１１と、各溝２４０の壁面とがなす角は、例えば、７０度以上９０度未満である。各溝２４０の造形面２１１における溝幅は、ノズル開口６２の直径に比べて大きい。そのため、ノズル６１から吐出される造形材料を各溝２４０に注入しやすい。溝幅は、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。

【0037】

図５に示すように、本実施形態では、第１溝２４１と、第２溝２４２と、第３溝２４３と、第４溝２４４とに、それぞれ吐出部６０から造形材料が供給されることにより、造形線路２５０と呼ばれる線状の層が形成される。造形線路のことを、桁層ともいう。第１溝２４１内に形成される造形線路２５０を第１造形線路２５１という。第２溝２４２内に形成される造形線路２５０を第２造形線路２５２という。第３溝２４３内に形成される造形線路２５０を第３造形線路２５３という。第４溝２４４内に形成される造形線路２５０を第４造形線路２５４という。

【0038】

造形線路２５０の上には、吐出部６０から造形面２１１に向けて造形材料が供給され、床層２６０が形成される。床層２６０は、第１床層２６１と第２床層２６２とを含む。第１床層２６１は、第１造形線路２５１と第２造形線路２５２とを接続する。第２床層２６２は、第３造形線路２５３と第４造形線路２５４とを接続する。本実施形態では、第１床層２６１と第２床層２６２とは、同一平面上に形成され、且つ、第１床層２６１と第２床層２６２とは接触していない。

【0039】

三次元造形物ＭＤは、下地層２８０の上に造形される。下地層２８０は、第１下地層２８１と第２下地層２８２とを含む。第１下地層２８１は、第１造形線路２５１と第２造形線路２５２と第１床層２６１とを備える。第２下地層２８２は、第３造形線路２５３と第４造形線路２５４と第２床層２６２とを備える。

【0040】

本実施形態では、吐出部６０から造形面２１１に向かって造形材料を供給することで、第１床層２６１と第２床層２６２との上にそれぞれ、三次元造形物ＭＤが上方に接触するラフト層２７０が形成される。ラフト層２７０は、三次元造形物ＭＤと下地層２８０との密着性を高めるための層である。

【0041】

図７は、三次元造形処理のフローチャートである。この三次元造形処理は、三次元造形装置１００の制御部３００によって実行される。この三次元造形処理が実行されることにより、三次元造形物の製造方法が実現される。

【0042】

ステップＳ１０において、制御部３００は、吐出部６０及び移動機構２３０を制御して、造形線路形成処理を実行する。この造形線路形成処理において、制御部３００は、吐出部６０に造形材料を吐出させることにより、図５に示した造形線路２５０を形成する。

【0043】

図８は、造形線路形成処理の説明図である。制御部３００は、造形線路形成処理において、第１制御、第２制御、第３制御、第４制御を実行する。第１制御は、ステージ２１０に対してＹ方向に吐出部６０を相対移動させながら、第１溝２４１に造形材料を供給して第１造形線路２５１を形成する制御である。第２制御は、ステージ２１０に対してＹ方向に吐出部６０を相対移動させながら、第２溝２４２に造形材料を供給して第２造形線路２５２を形成する制御である。第３制御は、ステージ２１０に対してＹ方向に吐出部６０を相対移動させながら、第３溝２４３に造形材料を供給して第３造形線路２５３を形成する制御である。第４制御は、ステージ２１０に対してＹ方向に吐出部６０を相対移動させながら、第４溝２４４に造形材料を供給して第４造形線路２５４を形成する制御である。

【0044】

第１制御～第４制御が実行される間、吐出部６０は、ノズル６１と造形面２１１との間を一定の距離に保ち、造形材料が造形面２１１よりも＋Ｚ方向に盛り上がるように造形材料を第１溝２４１～第４溝２４４に供給する。こうすることで、ノズル６１の先端が造形面２１１に接触することを抑制できると共に、各溝２４０に配置された造形線路２５０が、その上に堆積される床層２６０に接触しやすくなる。

【0045】

本実施形態において、制御部３００は、上述した第１制御～第４制御において、造形材料の供給を、Ｙ方向の中程において一時的に停止する。こうすることで、第１造形線路２５１、第２造形線路２５２、第３造形線路２５３、第４造形線路２５４は、それぞれ、Ｙ方向において２つに分割された状態となる。

【0046】

図７のステップＳ２０において、制御部３００は、吐出部６０及び移動機構２３０を制御して、床層形成処理を実行する。この床層形成処理において、制御部３００は、吐出部６０に造形材料を吐出させることにより、図５に示した床層２６０を形成する。

【0047】

図９は、床層形成処理の説明図である。制御部３００は、床層形成処理において、第５制御及び第６制御を実行する。第５制御は、ステージ２１０に対して吐出部６０を相対移動させながら造形面２１１に向かって造形材料を供給して第１造形線路２５１と第２造形線路２５２とを接続する第１床層２６１を形成する制御である。第６制御は、ステージ２１０に対して吐出部６０を相対移動させながら造形面２１１に向かって造形材料を供給して第３造形線路２５３と第４造形線路２５４とを接続する第２床層２６２を形成する制御である。

【0048】

本実施形態において、制御部３００は、第５制御において、第１造形線路２５１の上の位置から第２造形線路２５２の上の位置まで、吐出部６０をＸ方向に沿って往復移動させつつ造形材料を吐出させる。このとき、制御部３００は、１回の往動又は復動が終了する毎に、吐出部６０を－Ｙ方向に移動させる。こうすることで、ステージ２１０上には、第１床層２６１が形成される。第１造形線路２５１及び第２造形線路２５２は、Ｙ方向において２つに分割されている。そのため、制御部３００は、第５制御において、第１床層２６１についても、Ｙ方向において２つに分離するように形成する。

【0049】

制御部３００は、第６制御において、第３造形線路２５３の上の位置から第４造形線路２５４の上の位置まで、吐出部６０をＸ方向に沿って往復移動させつつ造形材料を吐出させる。このとき、制御部３００は、１回の往動又は復動が終了する毎に、吐出部６０を－Ｙ方向に移動させる。こうすることで、ステージ２１０上には、第２床層２６２が形成される。第３造形線路２５３及び第４造形線路２５４は、Ｙ方向において２つに分割されている。そのため、制御部３００は、第６制御において、第２床層２６２についても、Ｙ方向において２つに分離するように形成する。

【0050】

図９では、Ｘ方向に沿った造形材料同士の間に隙間が存在するが、隙間が生じないように床層２６０を造形してもよい。また、床層２６０を形成する際の吐出部６０の移動方向は、造形線路２５０が延在する方向であるＹ方向に直交するＸ方向に限らず、Ｙ方向に交差する方向であってもよい。

【0051】

第１床層２６１及び第２床層２６２は、それぞれ、１又は複数の層によって形成される。例えば、制御部３００は、上述した第５制御及び第６制御によって、第１床層２６１及び第２床層２６２の最も下の層を形成し、その後、吐出部６０を＋Ｚ方向に段階的に移動させて、層を繰り返し形成することで、複数の層からなる第１床層２６１及び第２床層２６２を形成する。

【0052】

制御部３００は、複数の層によって床層２６０を形成する場合、吐出部６０を＋Ｚ方向に移動させる毎に、各層のインフィル率やインフィルパターンを変化させてもよい。インフィル率とは、層全体の面積に対して造形材料が吐出させる部位の面積をいう。インフィルパターンとは、層の内側を埋める経路のパターンのことをいう。

【0053】

上述したステップＳ１０及びステップＳ２０が実行されることにより、第１造形線路２５１と第２造形線路２５２と第１床層２６１とを含む第１下地層２８１が形成され、また、第２造形線路２５２と第２床層２６２とを含む第２下地層２８２が形成される。

【0054】

図７のステップＳ３０において、制御部３００は、吐出部６０及び移動機構２３０を制御して、ラフト層形成処理を実行する。このラフト層形成処理において、制御部３００は、吐出部６０に造形材料を吐出させることにより、図５に示したラフト層２７０を形成する。

【0055】

図１０は、ラフト層形成処理の説明図である。制御部３００は、ラフト層形成処理において、第７制御を実行する。第７制御は、ステージ２１０に対して吐出部６０を相対移動させながら造形面２１１に向かって造形材料を供給して三次元造形物ＭＤに接触するラフト層２７０を形成する処理である。本実施形態では、第１床層２６１及び第２床層２６２に対応する位置にラフト層２７０を形成する。そのため、図１０では、２つの第１床層２６１及び２つの第２床層２６２に対応するように、計４つのラフト層２７０が形成されている。ラフト層２７０は、床層２６０と同様に、１又は複数の層によって形成される。

【0056】

図７のステップＳ４０において、制御部３００は、吐出部６０及び移動機構２３０を制御して、造形処理を実行する。

【0057】

図１１は、造形処理の説明図である。この造形処理において、制御部３００は、情報処理装置４００から取得された造形データに従って、ステージ２１０に対して吐出部６０を相対移動させながら、ラフト層２７０の上に造形材料を供給して層を積層していくことで、三次元造形物ＭＤを造形する制御を行う。

【0058】

三次元造形物ＭＤが造形された後、ステップＳ５０において、下地層２８０から三次元造形物ＭＤ及びラフト層２７０が分離される。三次元造形物ＭＤ及びラフト層２７０の分離は、例えば、ミーリング加工等によって行われる。三次元造形物ＭＤ及びラフト層２７０が分離された下地層２８０は、次回以降の三次元造形処理において繰り返し用いることができる。そのため、一旦、下地層２８０を形成した後では、図７に示した三次元造形処理は、ステップＳ１０及びステップＳ２０の処理を省略することが可能である。

【0059】

以上で説明した第１実施形態によれば、三次元造形物ＭＤが造形される下地層２８０が、第１下地層２８１と第２下地層２８２と分かれているため、下地層２８０ごとの反り量を低減できる。そのため、造形材料の収縮率が大きい場合であっても、下地層２８０の反りに起因して下地層２８０の一部である造形線路２５０がステージ２１０の溝２４０から外れることが抑制され、造形物とステージ２１０との位置関係を保持しやすくなる。この結果、三次元造形物ＭＤを精度よく造形できる。また、下地層２８０がステージ２１０から外れにくくなるので、下地層２８０を再利用することが容易になる。

【0060】

また、本実施形態では、下地層２８０が、Ｘ方向の両端に、溝２４０に嵌まり込む造形線路２５０を有しているため、下地層２８０が冷却に伴って収縮した場合でも、床層２６０が造形面２１１から剥がれにくい。特に本実施形態では、溝２４０の断面形状が台形であり、造形面２１１と溝２４０の壁面とのなす角が９０度未満であるため、造形線路２５０が溝２４０から外れにくく、床層２６０が反ることを効果的に抑制できる。

【0061】

また、本実施形態では、下地層２８０と三次元造形物ＭＤとの間にラフト層２７０が形成されるので、三次元造形物ＭＤと下地層２８０との密着性を高めることができる。例えば、三次元造形物ＭＤの底面の角部に対応する位置にラフト層２７０が形成されることで、三次元造形物ＭＤの底面の角部が下地層２８０から剥がれることを抑制できる。

【0062】

また、本実施形態では、第１床層２６１と第２床層２６２とは、同一平面上に形成されるものの、第１床層２６１と第２床層２６２とは接触していない。そのため、床層２６０同士が接触している場合に比べて、床層２６０が反る可能性を低減できる。

【0063】

また、本実施形態では、下地層２８０と三次元造形物ＭＤとが、共に、結晶性樹脂を含む造形材料により造形される。そのため、三次元造形物ＭＤと下地層２８０との層間密着性を高めることができる。

【0064】

また、本実施形態では、ステージ２１０に設けられた溝２４０の一端が、ステージ２１０の第１側面２１３に開口している。そのため、下地層２８０を再造形する場合に、使用後の下地層２８０を第１側面２１３側にスライドさせることで、下地層２８０を容易にステージ２１０から取り外すことができる。なお、ステージ２１０は、下地層２８０の取り外しを容易にするために、下地層２８０を加熱するためのヒーターを備えていていてもよい。

【0065】

Ｂ．第２実施形態：
図１２は、第２実施形態において形成される三次元造形物ＭＤの断面構造を模式的に示す図である。第１実施形態では、第１床層２６１は、第１造形線路２５１と第２造形線路との上に形成される。これに対して、第２実施形態では、第１床層２６１が、第１造形線路２５１と、第２造形線路２５２と、第５造形線路２５５との上に形成される。第２実施形態における三次元造形装置１００の構成は第１実施形態と同じである。

【0066】

第２実施形態では、図７に示した三次元造形処理のステップＳ１０の造形線路形成処理において、造形面２１１に設けられた第５溝２４５に造形材料を供給して第５造形線路２５５を形成する制御が実行される。第５溝２４５は、第１溝２４１と第２溝２４２との間に配置されている。第５造形線路２５５を形成するための制御を、第８制御という。

【0067】

制御部３００は、図７のステップＳ２０における床層形成処理で実行される第５制御において、第１造形線路２５１と第２造形線路２５２と第５造形線路２５５とを接続する第１床層２６１を形成する。図７のステップＳ３０～Ｓ５０の処理は、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

【0068】

以上で説明した第２実施形態によれば、造形線路２５０が、床層２６０の端部だけではなく、床層２６０の途中にも配置される。そのため、床層２６０のステージ２１０に対する密着度をより高くできる。なお、第２実施形態では、第１床層２６１を３つの造形線路２５０上に形成した例を示したが、第２床層２６２についても、３つの造形線路２５０上に形成してもよい。また、床層２６０に接触させる造形線路２５０の数は、２つや３つに限らず、４つ以上であってもよい。

【0069】

Ｃ．第３実施形態：
図１３は、第３実施形態において形成される三次元造形物ＭＤの断面構造を模式的に示す図である。第１実施形態では、ラフト層２７０が複数の床層２６０に対応するように複数形成されている。これに対して、第３実施形態では、ラフト層２７０は第１床層２６１と第２床層２６２との上に跨がって形成される。第３実施形態における三次元造形装置１００の構成は第１実施形態と同じである。

【0070】

図１４は、第３実施形態におけるラフト層２７０を示す図である。図１５は、第３実施形態における三次元造形物ＭＤを示す図である。第３実施形態では、図５に示す三次元造形処理のステップＳ１０及びステップＳ２０では、第１実施形態と同じように、造形線路２５０及び床層２６０が形成される。これに対して、ステップＳ３０のラフト層形成処理では、図１４に示すように、第１床層２６１と第２床層２６２との上に跨がってラフト層２７０が形成される。そして、ステップＳ４０の造形処理では、図１５に示すように、第１床層２６１と第２床層２６２との上に跨がって形成されたラフト層２７０の上に、三次元造形物ＭＤが形成される。

【0071】

以上で説明した第３実施形態によれば、複数の床層２６０の上にラフト層２７０が跨がって形成されるので、ラフト層２７０が三次元造形物ＭＤの底面に接触する面積が多くなる。そのため、三次元造形物ＭＤの底面の造形精度が高くなる。

【0072】

Ｄ．第４実施形態：
図１６は、第４実施形態において形成される三次元造形物ＭＤの断面構造を模式的に示す図である。第１実施形態では、床層２６０が第１床層２６１と第２床層２６２とに分離されている。これに対して、第４実施形態では、床層２６０が、第１床層２６１と第２床層２６２と第３床層２６３とに分離されている。第４実施形態における三次元造形装置１００の構成は第１実施形態と同じである。第４実施形態では、第１造形線路２５１、第２造形線路２５２、第３造形線路２５３、第４造形線路２５４に加えて、第６造形線路２５６と第７造形線路２５７とが、第６溝２４６及び第７溝２４７に形成される。第６溝２４６と第７造形線路２５７とは、第２溝２４２と第３溝２４３との間に形成されている。

【0073】

図１７は、第４実施形態における造形線路２５０を示す図である。図１８は、第４実施形態における床層２６０を示す図である。図１９は、第４実施形態におけるラフト層２７０を示す図である。図２０は、第４実施形態における三次元造形物ＭＤを示す図である。

【0074】

第４実施形態において、図５に示す三次元造形処理のステップＳ１０における造形線路形成処理では、図１７に示すように、第１溝２４１、第２溝２４２、第３溝２４３、第４溝２４４、第６溝２４６、第７溝２４７に対して、それぞれ造形材料が供給され、第１造形線路２５１、第２造形線路２５２、第３造形線路２５３、第４造形線路２５４、第６造形線路２５６、第７造形線路２５７が形成される。本実施形態における各造形線路２５０は、第１実施形態の第１造形線路２５１、第２造形線路２５２、第３造形線路２５３、第４造形線路２５４とは異なり、Ｙ方向に分離されていない。

【0075】

ステップＳ２０における床層形成処理では、図１８に示すように、第１造形線路２５１及び第２造形線路２５２を接続する第１床層２６１と、第３造形線路２５３と第４造形線路２５４とを接続する第２床層２６２と、第６造形線路２５６と第７造形線路２５７とを接続する第３床層２６３とが形成される。第３床層２６３は、第１床層２６１と第２床層２６２との間に形成される。

【0076】

ステップＳ３０におけるラフト層形成処理では、図１９に示すように、第１床層２６１、第２床層２６２、第３床層２６３の全てに跨がるラフト層２７０が形成される。なお、ラフト層２７０は、第１層、第２床層２６２、第３床層２６３のそれぞれに対応するように、分離した構成とすることも可能である。

【0077】

ステップＳ４０における造形処理では、図２０に示すように、ステップＳ３０で形成されたラフト層２７０の上に、三次元造形物ＭＤが造形される。

【0078】

以上で説明した第４実施形態によれば、床層２６０がＸ方向に３つに分割されているため、各床層２６０のＸ方向における大きさを小さくできる。そのため、床層２６０がＸ方向に反ることを抑制できる。また、第４実施形態では、造形線路２５０が、Ｙ方向の途中で分離されることなく、溝２４０の全長に亘って形成されており、床層２６０も、Ｙ方向の途中で分離されることなく造形線路２５０上に形成されている。そのため、床層２６０をＸ方向に３つに分離させることにより、Ｘ方向における床層２６０の大きさを小さくした場合であっても、床層２６０のＹ方向における造形面２１１への接触面積を確保できるので、床層２６０が造形面２１１から剥がれやすくなることを抑制できる。

【0079】

Ｅ．第５実施形態：
図２１は、第５実施形態において形成される三次元造形物ＭＤの断面構造を模式的に示す図である。第１実施形態では、ステージ２１０の造形面２１１に複数の溝２４０が形成されている。これに対して、第５実施形態では、ステージ２１０には溝２４０が形成されておらず、Ｙ方向に沿って延在する凸部２９０が、Ｘ方向に複数配置されている。そのため、第５実施形態では、下地層２８０が、床層２６０のみによって形成されており、下地層２８０は、造形線路を備えていない。

【0080】

第５実施形態では、図７に示す三次元造形処理のステップＳ１０における造形線路形成処理は実行されず、ステップＳ２０～Ｓ５０の処理が実行される。ステップＳ２０の床層形成処理では、制御部３００は、第１下地層２８１として第１床層２６１を形成し、第２下地層２８２として第１床層２６１を形成する制御を実行する。ステップＳ３０のラフト層形成処理において、制御部３００は、第１下地層２８１及び第２下地層２８２に造形材料を供給してラフト層２７０を形成する制御を実行する。ラフト層２７０は、第１下地層２８１と第２下地層２８２とに対応するように分割されていてもよいし、分割されていなくてもよい。ステップＳ４０の造形処理において、制御部３００は、ラフト層２７０の上に造形材料を供給して三次元造形物ＭＤを造形する制御を実行する。

【0081】

以上で説明した第５実施形態では、下地層２８０が、第１下地層２８１と第２下地層２８２と分かれているため、各下地層２８０の反り量を低減できる。そのため、造形材料の収縮率が大きい場合であっても、下地層２８０の反りに起因して下地層２８０がステージ２１０から外れることが抑制され、三次元造形物ＭＤとステージ２１０との位置関係を保持しやすくなる。また、ラフト層２７０を境界として三次元造形物ＭＤを下地層２８０とを分離できるので、下地層２８０を繰り返し使用することができる。

【0082】

Ｆ．第６実施形態：
図２２は、第６実施形態において形成される三次元造形物ＭＤの断面構造を模式的に示す図である。第１実施形態では、第１床層２６１と第２床層２６２とは、同一平面上に形成されているものの、互いに分離されており接触していない。これに対して、第６実施形態では、第１床層２６１と第２床層２６２とは、同一平面上に形成され、且つ、第１床層２６１と第２床層２６２との少なくとも一部が接触している。他の点は第１実施形態と同じである。

【0083】

以上で説明した第６実施形態によれば、第１床層２６１と第２床層２６２との少なくとも一部が接触しているので、第１床層２６１と第２床層２６２の境界において、三次元造形物ＭＤの底面の寸法精度を高めることができる。

【0084】

なお、上述した各実施形態では、下地層２８０は、１回の造形サイクルでは廃棄されず、複数回の造形サイクルで共通して使用することが可能である。この点で、下地層２８０は、１回の造形サイクルで除去されるラフト層２７０とは異なる。上記各実施形態では、下地層２８０を再利用することができるので、造形サイクル毎に下地層２８０を造形するよりも、造形材料の消費量を抑制できる。また、下地層２８０は、三次元造形装置１００によって造形されるものであるため、三次元造形において一般的に用いられる造形シートや造形プレートのような備品とは異なる。そのため、これらの備品を用意することなく、三次元造形物を造形できる。また、下地層２８０の上に造形物を造形するため、ステージ２１０上に直接的に造形物を造形するよりも、ステージ２１０が劣化しにくい。

【0085】

Ｇ．他の実施形態：
（Ｇ１）上記各実施形態において、ステージ２１０は、造形材料の反りを抑制するためのヒーターを備えていてもよい。ヒーターは、ステージ２１０において、複数の領域に分割されて配置されてもよい。制御部３００は、反りが発生しやすい領域に配置されたヒーターの温度を高くすることで、その領域上の造形材料が収縮することを抑制でき、下地層２８０に反りが発生することを抑制できる。反りが発生しやすい領域とは例えば、ステージ２１０の外周に近い領域である。

【0086】

（Ｇ２）上記各実施形態では、ステージ２１０の第１側面２１３において、溝２４０の一端が開口している。これに対して、溝２４０の一端と他端とは両方とも開口していなくてもよい。

【0087】

（Ｇ３）上記各実施形態では、三次元造形処理においてラフト層２７０が形成される。これに対して、ラフト層２７０の形成は省略することも可能である。つまり、図７に示した三次元造形処理において、ステップＳ３０におけるラフト層形成処理は省略してもよい。

【0088】

Ｈ．他の形態：
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0089】

（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、第１方向に延在する第１溝と、前記第１方向に延在する第２溝と、前記第１方向に延在する第３溝と、前記第１方向に延在する第４溝とを含む造形面を有するステージと、造形材料を前記造形面に供給する吐出部と、前記ステージと前記吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部と前記移動機構とを制御する制御部と、を備え、前記第２溝は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１溝と前記第３溝との間に配置され、前記第３溝は、前記第２方向において、前記第２溝と前記第４溝との間に配置され、前記制御部は、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第１溝に前記造形材料を供給して第１造形線路を形成する第１制御と、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第２溝に前記造形材料を供給して第２造形線路を形成する第２制御と、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第３溝に前記造形材料を供給して第３造形線路を形成する第３制御と、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第４溝に前記造形材料を供給して第４造形線路を形成する第４制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記第１造形線路と前記第２造形線路とを接続する第１床層を形成する第５制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記第３造形線路と前記第４造形線路とを接続する第２床層を形成する第６制御と、を実行し、前記三次元造形物は、第１下地層及び第２下地層の上に造形され、前記第１下地層は、前記第１造形線路と前記第２造形線路と前記第１床層とを備え、前記第２下地層は、前記第３造形線路と前記第４造形線路と前記第２床層とを備える。
このような形態によれば、三次元造形物が造形される下地層が、第１下地層と第２下地層とに分かれているため、下地層１つ１つの反り量を低減できる。そのため、造形材料の収縮率が大きい場合であっても、下地層の反りに起因して下地層の一部である造形線路がステージの溝から外れることが抑制され、三次元造形物とステージとの位置関係を保持しやすくなる。

【0090】

（２）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら前記造形面に向かって前記造形材料を供給して前記三次元造形物に接触するラフト層を形成する第７制御を実行してもよい。このような形態によれば、ラフト層により三次元造形物と下地層との密着性を高めることができる。

【0091】

（３）上記形態の三次元造形装置において、前記ラフト層は、前記第１床層と前記第２床層の上に跨って形成されてもよい。このような形態によれば、複数の床層の上にラフト層が跨がって形成されるので、三次元造形物の底面の造形精度が高くなる。

【0092】

（４）上記形態の三次元造形装置において、前記造形材料は、結晶性樹脂を含んでもよい。このような形態によれば、下地層に結晶性樹脂を用いることで、結晶性樹脂を用いて造形された三次元造形物と下地層との層間密着性を高めることができる。

【0093】

（５）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記第５制御の実行に先立って、前記ステージに対して前記第１方向に前記吐出部を相対移動させながら、前記第２方向において前記第１溝と前記第２溝との間に配置される第５溝に前記造形材料を供給して第５造形線路を形成する第８制御を実行し、前記制御部は、前記第５制御において前記第１造形線路と前記第２造形線路と前記第５造形線路とを接続する前記第１床層を形成してもよい。このような形態によれば、床層とステージとの密着性を高めることができる。

【0094】

（６）上記形態の三次元造形装置において、前記第１床層と前記第２床層とは、同一平面上に形成され、且つ、前記第１床層の少なくとも一部と前記第２床層の少なくとも一部とが接触していてもよい。このような形態によれば、第１床層と第２床層との境界において、三次元造形物の底面の寸法精度を高めることができる。

【0095】

上記形態の三次元造形装置において、前記第１床層と前記第２床層とは、同一平面上に形成され、且つ、接触しなくてもよい。このような形態によれば、床層同士が接触しないので、床層が反る可能性を低減できる。

【0096】

（７）本開示の第２の形態によれば、三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、造形面を有するステージと、造形材料を前記造形面に供給する吐出部と、前記ステージと前記吐出部とを相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部と前記移動機構とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記造形面に前記造形材料を供給して第１下地層を形成する制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記造形面に前記造形材料を供給して第２下地層を形成する制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記第１下地層及び前記第２下地層に前記造形材料を供給してラフト層を形成する制御と、前記ステージに対して前記吐出部を相対移動させながら、前記ラフト層の上に前記造形材料を供給して前記三次元造形物を造形する制御と、を実行する。
このような形態であれば、三次元造形物が造形される下地層が、第１下地層と第２下地層と分かれているため、下地層１つ１つの反り量を低減できる。そのため、造形材料の収縮率が大きい場合であっても、下地層の反りに起因して下地層がステージから外れることが抑制され、三次元造形物とステージとの位置関係を保持しやすくなる。また、ラフト層を境界として三次元造形物を下地層とを分離できるので、下地層を繰り返し使用することができる。

【0097】

本開示は、上述した三次元造形装置に限らず、三次元造形物の製造方法や材料吐出方法など、種々の態様によって実現することが可能である。

【符号の説明】

【0098】

１０…三次元造形システム、２０…材料供給部、２２…連通路、３０…可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０…フラットスクリュー、４２…溝部、４３…凸条部、４４…材料流入口、４６…中央部、４７…上面、４８…下面、５０…バレル、５２…上面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…バレルヒーター、６０…吐出部、６１…ノズル、６２…ノズル開口、６５…流路、７０…吐出調整部、７４…第１駆動部、７５…吸引部、７６…第２駆動部、７７…吐出制御部、１００…三次元造形装置、１１０…造形部、２１０…ステージ、２１１…造形面、２１３…第１側面、２１４…第２側面、２３０…移動機構、２４０…溝、２４１…第１溝、２４２…第２溝、２４３…第３溝、２４４…第４溝、２４５…第５溝、２４６…第６溝、２４７…第７溝、２５０…造形線路、２５１…第１造形線路、２５２…第２造形線路、２５３…第３造形線路、２５４…第４造形線路、２５５…第５造形線路、２５６…第６造形線路、２５７…第７造形線路、２６０…床層、２６１…第１床層、２６２…第２床層、２６３…第３床層、２７０…ラフト層、２８０…下地層、２８１…第１下地層、２８２…第２下地層、２９０…凸部、３００…制御部、３１０…プロセッサー、３２０…記憶装置、４００…情報処理装置

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】