特開 2024-51362 三次元造形装置、および、三次元造形物の製造方法

(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】P2024051362

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】三次元造形装置、および、三次元造形物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20240404BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20240404BHJP

   B29C 64/35 20170101ALI20240404BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240404BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240404BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240404BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

B29C64/393

B29C64/118

B29C64/35

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/02

B29C64/209

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022157493

(22)【出願日】2022-09-30

(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】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】間島 淳史

(72)【発明者】

【氏名】足立 康平

(72)【発明者】

【氏名】宍戸 直樹

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AC01

4F213AC04

4F213AM10

4F213AP03

4F213AP10

4F213AR14

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL32

4F213WL74

4F213WL85

4F213WL92

(57)【要約】

【課題】ノズルからの可塑化材料の吐出量を低減させた後に吐出量を増加させても、三次元造形物の造形精度に与える影響を小さくできる三次元造形装置を提供する。
【解決手段】三次元造形装置は、可塑化部及び吐出部と、テーブルと、位置変更部と、吐出調整部と、可塑化部、位置変更部および吐出調整部を制御して、テーブルの造形領域に三次元造形物を造形する制御部と、を備える。制御部は、三次元造形物を造形する期間内において、ノズルからの可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２つ以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、前記ノズルの進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形した後に、流路内の可塑化材料を造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部、及び、ノズル開口を有し前記可塑化材料を吐出するノズルを有する吐出部と、
前記ノズルから吐出された前記可塑化材料が堆積されるテーブルと、
前記ノズルと前記テーブルとの相対的な位置を変更する位置変更部と、
前記ノズル開口に連通し、前記可塑化材料が流れる流路に設けられ、前記流路の開口面積を調整することで前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出量を調整する吐出調整部と、
前記可塑化部、前記位置変更部および前記吐出調整部を制御して、前記テーブルの造形領域に三次元造形物を造形する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記三次元造形物を造形する期間内において、前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２つ以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、前記ノズルの進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形した後に、前記流路内の前記可塑化材料を前記造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する、
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、前記第１部分造形物の造形において、前記ノズルから前記可塑化材料を吐出している期間が前記ノズルから前記可塑化材料を吐出していない期間よりも短い場合に、前記パージ処理を実行する、
三次元造形装置。

【請求項3】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記吐出調整部よりも上流の前記流路に設けられ、前記流路内の前記可塑化材料の圧力を測定する圧力測定部を備え、
前記制御部は、前記第１部分造形物を造形している期間において、前記圧力測定部で測定された圧力が予め定められた値を超えた場合に、前記第１部分造形物の造形を中断して前記パージ処理を実行する、
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、
前記ノズルをクリーニングするクリーニングユニットを備え、
前記クリーニングユニットは、
前記ノズルから排出された前記可塑化材料を回収する回収部を有し、
前記ノズルの前記テーブルに対する相対的な移動と連動して、前記テーブルに対して相対的に移動するように構成されている、
三次元造形装置。

【請求項5】

請求項４に記載の三次元造形装置であって、
前記吐出部は、第１吐出部と、第２吐出部と、を有し、
前記制御部は、
前記第１吐出部の前記ノズルと前記第２吐出部の前記ノズルのうち一方が、前記三次元造形物を造形する造形ノズルとなり、他方が、前記三次元造形物を造形せず待機している待機ノズルとなるように、切り替えて前記三次元造形物を造形し、
前記造形ノズルを前記クリーニングユニットの下方に位置させ、前記待機ノズルを前記回収部の上方に位置させ、前記造形ノズルが前記三次元造形物を造形している期間に、前記待機ノズルから前記回収部に前記可塑化材料を排出させる、
三次元造形装置。

【請求項6】

請求項５に記載の三次元造形装置であって、
前記吐出部は、前記吐出調整部よりも上流の前記流路に設けられ前記流路内の前記可塑化材料の圧力を測定する圧力測定部を備え、
前記制御部は、前記待機ノズルとなる前記吐出部が備える前記圧力測定部によって測定された圧力が予め定められた値を超えた場合に、前記待機ノズルから前記回収部に前記可塑化材料を排出させる、
三次元造形装置。

【請求項7】

請求項５に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記待機ノズルとなる前記吐出部に前記可塑化材料を供給する前記可塑化部が有するスクリューの回転を停止させる、
三次元造形装置。

【請求項8】

材料を可塑化して可塑化材料を生成する第１工程と、
ノズルから前記可塑化材料をテーブルに向かって吐出して、三次元造形物を造形する第２工程と、を有し、
前記第２工程は、
前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、前記ノズルの進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形する第３工程と、
前記第３工程の後に、前記ノズルから前記可塑化材料を前記テーブルの造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する第４工程と、を有する、
三次元造形物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、三次元造形装置、および、三次元造形物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、ノズルからの溶融材料の吐出量を調節する流量調節機構としてバタフライバルブを備える三次元造形装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１６５３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バタフライバルブのような流量調節機構によってノズルからの可塑化材料の吐出量を低減させた場合、時間経過と共に流量調節機構よりも上流側の可塑化材料の流路の圧力が上昇する。ノズルからの可塑化材料の吐出量を低減させた後に吐出量を増加させる場合、流量調節機構よりも上流側の流路の圧力によってノズルからの可塑化材料の吐出量が想定値を超え、三次元造形物の造形精度に影響を与える場合があるという問題があった。

【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、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部、及び、ノズル開口を有し前記可塑化材料を吐出するノズルを有する吐出部と、前記ノズルから吐出された前記可塑化材料が堆積されるテーブルと、前記ノズルと前記テーブルとの相対的な位置を変更する位置変更部と、前記ノズル開口に連通し、前記可塑化材料が流れる流路に設けられ、前記流路の開口面積を調整することで前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出量を調整する吐出調整部と、前記可塑化部、前記位置変更部および前記吐出調整部を制御して、前記テーブルの造形領域に三次元造形物を造形する制御部と、を備え、前記制御部は、前記三次元造形物を造形する期間内において、前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２つ以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、前記ノズルの進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形した後に、前記流路内の前記可塑化材料を前記造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する。

【0006】

本開示の第２の形態によれば、三次元造形物の製造方法が提供される。この三次元造形物の製造方法は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する第１工程と、ノズルから前記可塑化材料をテーブルに向かって吐出して、三次元造形物を造形する第２工程と、を有し、前記第２工程は、前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、前記ノズルの進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形する第３工程と、前記第３工程の後に、前記ノズルから前記可塑化材料を前記テーブルの造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する第４工程と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】三次元造形装置の概略構成を示す説明図である。

【図2】三次元造形装置の概略構成を示す説明図である。

【図3】スクリューの概略構成を示す斜視図である。

【図4】バレルの概略平面図である。

【図5】クリーニング機構の斜視図である。

【図6】クリーニングユニットの斜視図である。

【図7】三次元造形装置において三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す説明図である。

【図8】制御部が実行する三次元造形物の造形処理の工程図である。

【図9】第１部分造形物の例を示す図である。

【図10】第２部分造形物の例を示す図である。

【図11】第２部分造形物の例を示す図である。

【図12】部分造形処理の工程図である。

【図13】造形ノズルのパージ処理の工程図である。

【図14】造形ノズルとクリーニングユニットの位置関係を示す側面図である。

【図15】造形側の圧力測定部で測定された圧力の時間変化の例を示す図である。

【図16】待機ノズルのパージ処理の工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１および図２は、本実施形態における三次元造形装置１００の概略構成を示す説明図である。図１および図２には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を表す矢印が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平面に平行な方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に平行な方向である。図１および図２におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を指し示している。向きを特定する場合には、矢印の指し示す方向である正の方向を「＋」、矢印の指し示す方向とは反対の方向である負の方向を「－」として、方向表記に正負の符号を併用する。

【0009】

三次元造形装置１００は、造形部１０と、テーブル２０と、位置変更部３０と、加熱部４０と、ノズル移動部５０と、クリーニング機構６０と、制御部７０と、を備える。

【0010】

制御部７０は、三次元造形装置全体の動作を制御する制御装置である。制御部７０は、１つまたは複数のプロセッサーと、メモリーと、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。制御部７０は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、三次元造形物を造形するための造形処理を実行する機能等、種々の機能を発揮する。なお、制御部７０は、コンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実現するための複数の回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。

【0011】

造形部１０は、制御部７０の制御下において、固体状態の材料を可塑化させてペースト状にした可塑化材料を、三次元造形物の基台となるテーブル２０上に吐出する。造形部１０は、材料供給部１１と、可塑化部１２と、吐出部１３と、を備える。造形部１０をヘッドとも呼ぶ。

【0012】

三次元造形装置１００は、造形部１０として、第１造形部１０ａと、第２造形部１０ｂと、を備える。第１造形部１０ａは、材料供給部１１として第１材料供給部１１ａを備え、可塑化部１２として第１可塑化部１２ａを備え、吐出部１３として第１吐出部１３ａを備える。第２造形部１０ｂは、材料供給部１１として第２材料供給部１１ｂを備え、可塑化部１２として第２可塑化部１２ｂを備え、吐出部１３として第２吐出部１３ｂを備える。第１造形部１０ａと第２造形部１０ｂは、Ｙ方向における位置が一致するようにＸ方向に並んで配置されている。第２造形部１０ｂは、第１造形部１０ａの＋Ｘ方向の位置に配置されている。第１造形部１０ａの構成と第２造形部１０ｂの構成とは同様であるため、以下では、両者を特に区別しない場合、両者を単に造形部１０と呼ぶこともある。また、両者の構成部材を区別する場合、第１造形部１０ａの構成部材には、符号「ａ」を付し、第２造形部１０ｂの構成部材には、符号「ｂ」を付して表記する。

【0013】

材料供給部１１は、可塑化材料を生成するための材料を可塑化部１２に供給する。材料供給部１１は、例えば、ホッパーによって構成される。材料供給部１１には、ペレット状や粉末状の材料が収容されている。材料としては、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの熱可塑性樹脂が用いられる。材料供給部１１の下方には、材料供給部１１と可塑化部１２を接続する連通路１５が設けられている。材料供給部１１は、連通路１５を介して、可塑化部１２に材料を供給する。

【0014】

可塑化部１２は、材料供給部１１から供給された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、吐出部１３へと導く。ここで、「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。可塑化部１２は、スクリュー１１０と、スクリューケース１２０と、駆動モーター１３０と、バレル１４０と、を備える。

【0015】

スクリュー１１０は、スクリューケース１２０内に収納されている。スクリュー１１０の上面側は、駆動モーター１３０に連結されている。スクリュー１１０は、駆動モーター１３０が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース１２０内で回転する。スクリュー１１０の回転軸ＲＸの軸線方向は、Ｚ方向に沿う方向である。スクリュー１１０の回転速度は、制御部７０が駆動モーター１３０の回転速度を制御することによって制御される。なお、スクリュー１１０は、減速機を介して駆動モーター１３０によって駆動されてもよい。スクリュー１１０は、ローター、あるいは、フラットスクリューとも呼ばれる。

【0016】

バレル１４０は、スクリュー１１０の－Ｚ方向側に設置されている。バレル１４０の上面である対向面１４１は、スクリュー１１０の下面である溝形成面１１１に対向している。バレル１４０の中心には、吐出部１３の流路１５３に連通する連通孔１４２が形成されている。バレル１４０の内部には、可塑化ヒーター１４４が設けられている。可塑化ヒーター１４４の温度は、制御部７０によって制御される。

【0017】

図３は、スクリュー１１０の概略構成を示す斜視図である。スクリュー１１０は、回転軸ＲＸに沿った方向における長さが回転軸ＲＸ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。溝形成面１１１には、中央部１１２を中心に、渦状の溝１１３が形成されている。溝１１３は、スクリュー１１０の側面に形成された材料投入口１１４に連通している。材料供給部１１から供給される材料は、材料投入口１１４を通じて溝１１３に供給される。溝１１３は、凸条部１１５によって隔てられることにより形成されている。図３には、溝１１３が３本形成されている例を示しているが、溝１１３の数は、１本でもよいし、２本以上であってもよい。なお、溝１１３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１１２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４は、バレル１４０の概略平面図である。対向面１４１における連通孔１４２の回りには、複数の案内溝１４３が形成されている。それぞれの案内溝１４３は、その一端が連通孔１４２に接続され、連通孔１４２から対向面１４１の外周に向かって渦状に延びている。なお、案内溝１４３の一端は連通孔１４２に接続されていなくてもよい。また、バレル１４０には案内溝１４３が形成されていなくてもよい。

【0019】

スクリュー１１０の溝１１３に供給された材料は、スクリュー１１０の回転と可塑化ヒーター１４４の加熱によって、溝１１３内において可塑化されながら、溝１１３に沿って流動し、可塑化材料としてスクリュー１１０の中央部１１２へ導かれる。中央部１１２に流入した流動性を発現しているペースト状の可塑化材料は、連通孔１４２を介して吐出部１３に供給される。なお、可塑化部１２では、可塑化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。可塑化材料は、可塑化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。

【0020】

吐出部１３は、可塑化材料を吐出する。吐出部１３は、ノズル１５１と、流路１５３と、吐出調整部１５４と、圧力測定部１５５と、吸引部１５６と、を備える。

【0021】

ノズル１５１は、流路１５３を通じて、バレル１４０の連通孔１４２に接続されている。ノズル１５１は、可塑化部１２において生成された可塑化材料を、ノズル１５１の先端のノズル開口１５２からテーブル２０に向かって吐出する。ノズル１５１の周囲には、テーブル２０上に吐出された可塑化材料の温度低下を抑制するヒーターが配置されてもよい。

【0022】

吐出調整部１５４は、流路１５３の開口面積を調整する。本実施形態では、吐出調整部１５４は、バタフライバルブによって構成されている。バタフライバルブは、バルブとも呼ばれる。バタフライバルブは、一部が加工された駆動軸の、加工された部分に設けられる。駆動軸は、バタフライバルブが、駆動軸と流路１５３とが交わる位置に位置するように備えられる。バタフライバルブは、流路１５３内において回転可能に配される。バタフライバルブの形状は、流路１５３内で回転することによって流路１５３の開口面積を調整するものであればよく、例えば、板形状、または、半球形状であってもよい。吐出調整部１５４は、制御部７０によって制御される。制御部７０は、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１２からノズル１５１に流れる可塑化材料の流量、つまり、ノズル１５１から吐出される可塑化材料の流量を調整する。吐出調整部１５４は、可塑化材料の流量を調整するとともに、可塑化材料の流出のオン／オフを制御する。

【0023】

圧力測定部１５５は、流路１５３内の可塑化材料の圧力を測定する。圧力測定部１５５は、吐出調整部１５４よりも上流の流路１５３に設けられている。圧力測定部１５５は、例えば、圧力センサーである。

【0024】

吸引部１５６は、流路１５３において吐出調整部１５４とノズル開口１５２の間に接続されている。吸引部１５６は、ノズル１５１からの可塑化材料の吐出停止時に、流路１５３内の可塑化材料を一時的に吸引することによって、可塑化材料がノズル開口１５２から糸を引くように垂れる尾引き現象を抑制する。吸引部１５６は、プランジャーにより構成されている。吸引部１５６は、制御部７０によって制御される。

【0025】

テーブル２０は、ノズル１５１のノズル開口１５２に対向する位置に配置されている。三次元造形装置１００は、ノズル１５１からテーブル２０の上面である造形面２１に可塑化材料を吐出させて造形層を積層することによって三次元造形物を造形する。造形面２１上の三次元造形物が造形される領域を造形領域とも呼ぶ。

【0026】

位置変更部３０は、ノズル１５１とテーブル２０との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、位置変更部３０は、造形部１０を積層方向に沿って移動させ、テーブル２０を積層方向と交差する方向に移動させることによって、ノズル１５１とテーブル２０との相対的な位置を変化させる。具体的には、本実施形態の位置変更部３０は、造形部１０をＺ方向に沿って移動させることによって、Ｚ方向におけるノズル１５１とテーブル２０との相対的な位置を変化させ、テーブル２０をＸ方向およびＹ方向に移動させることによって、Ｘ方向およびＹ方向におけるノズル１５１とテーブル２０との相対的な位置を変化させる。図１に示すように、位置変更部３０は、テーブル２０をＸ方向に沿って移動させる第１電動アクチュエーター３１と、テーブル２０と第１電動アクチュエーター３１とをＹ方向に沿って移動させる第２電動アクチュエーター３２と、造形部１０をＺ方向に沿って移動させる第３電動アクチュエーター３３とによって構成されている。第３電動アクチュエーター３３は、第１造形部１０ａおよび第２造形部１０ｂが固定された可動部４１をＺ方向に沿って移動させることによって、第１造形部１０ａおよび第２造形部１０ｂをＺ方向に沿って移動させる。なお、図２では、第３電動アクチュエーター３３および可動部４１は省略されている。

【0027】

上述した第１電動アクチュエーター３１と、第２電動アクチュエーター３２と、第３電動アクチュエーター３３は、制御部７０の制御下で駆動される。なお、位置変更部３０は、例えば、テーブル２０をＺ方向に移動させ、造形部１０をＸ方向およびＹ方向に沿って移動させてもよいし、造形部１０を移動させずにテーブル２０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させてもよいし、テーブル２０を移動させずに造形部１０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させてもよい。

【0028】

加熱部４０は、テーブル２０に積層された可塑化材料を加熱する。加熱部４０は、ヒーターを有する板形状であり、可動部４１に固定されている。加熱部４０は、造形部１０とともに、第３電動アクチュエーター３３によってＺ方向に移動される。加熱部４０には、図２に示すように、Ｚ方向に貫く開口４２が設けられている。ノズル１５１は、可塑化材料を吐出して三次元造形物を造形しているとき、開口４２内に位置し、ノズル１５１の先端はＺ方向において加熱部４０とテーブル２０との間に配置される。

【0029】

ノズル移動部５０は、ノズル１５１と加熱部４０との相対的な位置を変化させる。ノズル移動部５０は、可動部４１に固定されており、加熱部４０と共に第３電動アクチュエーター３３によってＺ方向に移動される。ノズル移動部５０は、例えば電動アクチュエーターから構成され、制御部７０の制御下で駆動される。ノズル移動部５０は、造形部１０をＺ方向に移動させることにより、ノズル１５１と加熱部４０との相対的な位置を変化させる。なお、ノズル移動部５０は、造形部１０全体ではなく、吐出部１３のみをＺ方向に移動させてもよい。

【0030】

図５は、クリーニング機構６０の斜視図である。クリーニング機構６０は、加熱部４０に固定されており、加熱部４０と共に第３電動アクチュエーター３３によってＺ方向に移動される。クリーニング機構６０は、クリーニング移動部２１０と、クリーニングユニット２２０と、廃棄材料収容部２３０と、を備える。本実施形態では、クリーニング機構６０は、第１クリーニング機構６０ａと、第２クリーニング機構６０ｂと、を備える。第１クリーニング機構６０ａは、クリーニング移動部２１０として第１クリーニング移動部２１０ａを備え、クリーニングユニット２２０として第１クリーニングユニット２２０ａを備え、廃棄材料収容部２３０として第１廃棄材料収容部２３０ａを備える。第２クリーニング機構６０ｂは、クリーニング移動部２１０として第２クリーニング移動部２１０ｂを備え、クリーニングユニット２２０として第２クリーニングユニット２２０ｂを備え、廃棄材料収容部２３０として第２廃棄材料収容部２３０ｂを備える。第１クリーニング機構６０ａは、第１吐出部１３ａのノズル１５１ａのクリーニングを行い、第２クリーニング機構６０ｂは、第２吐出部１３ｂのノズル１５１ｂのクリーニングを行う。第１クリーニング機構６０ａと第２クリーニング機構６０ｂの構成は同様である。両者の構成部材を区別する場合、第１クリーニング機構６０ａの構成部材には、符号「ａ」を付し、第２クリーニング機構６０ｂの構成部材には、符号「ｂ」を付して表記する。

【0031】

クリーニング移動部２１０は、クリーニングユニット２２０をテーブル２０に対して相対的に移動させる。クリーニング移動部２１０は、加熱部４０の上面に固定されている。クリーニング移動部２１０は、ガイドフレーム２１１と、駆動ベルト２１２と、第１リール２１３と、第２リール２１４と、ベルト駆動部２１５と、を備える。ガイドフレーム２１１は、Ｙ方向に沿って設けられている。第１リール２１３は、ガイドフレーム２１１の－Ｙ方向側の端部に設けられている。第２リール２１４は、ガイドフレーム２１１の＋Ｙ方向側の端部に設けられている。駆動ベルト２１２は、第１リール２１３および第２リール２１４間に架けられており、その一端が第１リール２１３に巻き回され、その他端が第２リール２１４に巻き回されている。ベルト駆動部２１５は、第１リール２１３および第２リール２１４を回転駆動させることで、駆動ベルト２１２の巻き取りまたは巻き出しを行う。ベルト駆動部２１５は、例えば、モーターである。ベルト駆動部２１５は、制御部７０によって制御される。

【0032】

図６は、クリーニングユニット２２０の斜視図である。クリーニングユニット２２０は、ノズル１５１のテーブル２０に対する相対的な移動と連動して、テーブル２０に対して相対的に移動するように構成されている。クリーニングユニット２２０は、ブラシ部２２１と、回収部２２４と、連結部２２５と、を備える。

【0033】

ブラシ部２２１は、クリーニングボックス２２２と、ブラシ２２３と、を備える。クリーニングボックス２２２の形状は、上部に開口を有する箱形状である。ブラシ２２３は、毛先が＋Ｚ方向を向くようにクリーニングボックス２２２内の底面に固定されている。

【0034】

回収部２２４は、ブラシ部２２１に隣接して設けられている。回収部２２４の形状は、上部に開口を有する箱形状である。回収部２２４は、後述するパージ処理によってノズル１５１から排出された可塑化材料を回収する。回収部２２４の底面は開閉可能に設けられている。

【0035】

連結部２２５は、クリーニングユニット２２０をクリーニング移動部２１０に連結する。具体的には、連結部２２５は、駆動ベルト２１２を挟んで固定することで、クリーニングユニット２２０を駆動ベルト２１２に固定する。また、連結部２２５は、クリーニングユニット２２０がＹ方向に移動可能となるように、ガイドフレーム２１１に取り付けられる。そのため、クリーニングユニット２２０は、駆動ベルト２１２が第１リール２１３および第２リール２１４に巻き取りまたは巻き出しされることによって、ガイドフレーム２１１に沿ってＹ方向に移動する。

【0036】

図５に示す廃棄材料収容部２３０は、ノズル１５１から回収部２２４に排出された可塑化材料を収容する。廃棄材料収容部２３０は、加熱部４０の－Ｙ方向側の端部に着脱可能に取り付けられている。廃棄材料収容部２３０は、上部が開口した箱形状である。回収部２２４から廃棄材料収容部２３０に可塑化材料が回収される場合は、まず、クリーニング移動部２１０によって回収部２２４が廃棄材料収容部２３０の上方の位置まで移動される。そして、制御部７０によって回収部２２４の底面が開かれることで、回収部２２４内の可塑化材料が廃棄材料収容部２３０に落下する。

【0037】

図７は、三次元造形装置１００において三次元造形物が造形されていく様子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、可塑化部１２において、回転しているスクリュー１１０の溝１１３に供給された固体状態の材料が可塑化されて可塑化材料ＭＭが生成される。制御部７０は、テーブル２０上の造形面２１とノズル１５１との距離を保持したまま、位置変更部３０を制御してテーブル２０の造形面２１に沿った方向に、テーブル２０に対するノズル１５１の位置を変えながら、ノズル１５１から可塑化材料ＭＭを吐出させる。ノズル１５１から吐出された可塑化材料ＭＭは、ノズル１５１の移動方向に連続して堆積されていき、層ＭＬが形成される。制御部７０は、１つの層ＭＬを形成した後、テーブル２０を下降させて、テーブル２０に対するノズル１５１の位置を相対的に＋Ｚ方向に移動させる。そして、これまでに形成された層ＭＬの上に、更に層ＭＬを積み重ねることによって三次元造形物を造形していく。

【0038】

制御部７０は、例えば、一層分の層ＭＬを完了した場合のノズル１５１のＺ方向への移動や、各層ＭＬで独立する複数の造形領域がある場合には、ノズル１５１からの可塑化材料ＭＭの吐出を一時的に中断させることがある。この場合、制御部７０は、吐出調整部１５４によって流路１５３を閉塞させて、ノズル開口１５２からの可塑化材料ＭＭの吐出を停止させ、吸引部１５６によってノズル１５１内の可塑化材料ＭＭを一時的に吸引する。制御部７０は、ノズル１５１の位置を変更した後、吸引部１５６内の可塑化材料ＭＭを排出しつつ吐出調整部１５４によって流路１５３を開くことによって、変更後のノズル１５１の位置から可塑化材料ＭＭの堆積を再開させる。

【0039】

三次元造形装置１００が三次元造形物を造形する場合、第１吐出部１３ａと第２吐出部１３ｂのうち一方が可塑化材料を吐出して三次元造形物を造形し、他方は可塑化材料を吐出せず、三次元造形物を造形しない。本明細書では、三次元造形物を造形する吐出部１３が有するノズル１５１を造形ノズル、三次元造形物を造形しない吐出部１３が有するノズル１５１を待機ノズルと呼ぶ。本実施形態では、第１吐出部１３ａが可塑化材料を吐出して三次元造形物を造形し、第２吐出部１３ｂは可塑化材料を吐出せず、三次元造形物を造形しない。すなわち、本実施形態では、第１吐出部１３ａのノズル１５１が造形ノズル、第２吐出部１３ｂのノズル１５１が待機ノズルである。また、造形ノズルを有する第１造形部１０ａの構成部材を造形側の構成部材、待機ノズルを有する第２造形部１０ｂの構成部材を待機側の構成部材とも呼ぶ。

【0040】

図８は、制御部７０が実行する三次元造形物の造形処理の工程図である。この造形処理は、三次元造形物の製造方法を実現するための処理である。

【0041】

まず、ステップＳ１０において、制御部７０は、三次元造形物を造形するための造形データを取得する。造形データは、ノズル１５１のテーブル２０に対する相対的な移動の経路を表す造形パスデータと、造形パスデータに関連付けられた、ノズル１５１からの可塑化材料の吐出量を表す吐出量データと、を含む。制御部７０は、外部のコンピューターや記録媒体などから造形データを取得する。

【0042】

次に、ステップＳ２０において、制御部７０は、可塑化部１２を制御することで、材料供給部１１から可塑化部１２に供給された材料の少なくとも一部を可塑化し、可塑化材料を生成する。ステップＳ２０を第１工程とも呼ぶ。

【0043】

次に、ステップＳ３０において、制御部７０が待機側のスクリュー１１０、すなわち、待機ノズルとなる吐出部１３ｂに可塑化材料を供給する第２可塑化部１２ｂが有するスクリュー１１０ｂの回転を停止する。なお、ステップＳ３０は省略されてもよい。

【0044】

次に、ステップＳ４０において、制御部７０は、次に実行する造形処理が部分造形か否かを判定する。ここで、部分造形とは、三次元造形物を造形する期間内において、第１部分造形物９１または第２部分造形物９２を造形する造形処理である。

【0045】

図９は、第１部分造形物９１の例を示す図である。図１０および図１１は、第２部分造形物９２の例を示す図である。図９から図１１では、白抜きの矢印は、造形が進む方向、すなわちノズル１５１の進行方向を示している。本明細書において、第１部分造形物９１は、ノズル１５１からの可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２つ以上の線状の造形物から構成される造形物である。また、第２部分造形物９２は、ノズル１５１の進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である。第２部分造形物９２は、図１０に示すように、一定の線幅での造形の途中で線幅が狭くなる形状でもよいし、図１１に示すように、造形が進むと共に線幅が徐々に狭くなる形状でもよい。線状の造形物の線幅は、流路１５３の開口面積が狭くなるように吐出調整部１５４を制御することで狭められる。

【0046】

ステップＳ４０で次に実行する造形処理が部分造形であると判定された場合は、ステップＳ５０において、制御部７０が部分造形を実行する。次に、ステップＳ６０において、制御部７０は造形ノズルのパージ処理を実行する。部分造形の造形処理およびパージ処理の詳細については後述する。ステップＳ５０を第３工程、ステップＳ６０を第４工程とも呼ぶ。

【0047】

ステップＳ４０で次に実行する造形が部分造形でないと判定された場合は、ステップＳ７０において、制御部７０は通常の造形を実行する。通常の造形とは、三次元造形物の造形において、第１部分造形物９１または第２部分造形物９２ではない造形物を造形する造形処理である。

【0048】

最後に、ステップＳ８０において、制御部７０は、三次元造形物の造形が完了したか否かを判定する。制御部７０は、三次元造形物の造形が完了していないと判定した場合、ステップＳ４０に処理を戻し、三次元造形物の造形処理を続行する。制御部７０は、三次元造形物の造形が完了したと判定した場合、三次元造形物の造形処理を終了する。ステップＳ４０からステップＳ８０を第２工程とも呼ぶ。

【0049】

図１２は、部分造形処理の工程図である。部分造形では、まず、ステップＳ１１０において、制御部７０が、吐出調整部１５４ａを制御して造形ノズルから可塑化材料を吐出させる。

【0050】

次に、ステップＳ１２０において、待機ノズルのパージ処理が実行される。待機ノズルのパージ処理は、造形ノズルが可塑化材料を吐出して三次元造形物を造形している期間に実行される。

【0051】

次に、ステップＳ１３０において、制御部７０は、造形側の圧力測定部１５５ａで測定された圧力が第１閾値を超えているか否かを判定する。ここで、第１閾値は、予め定められた値であり、造形側の吐出調整部１５４ａより上流側の流路１５３ａの圧力の上限値である。圧力が第１閾値を超えたと判定された場合、ステップＳ１４０において、造形ノズルのパージ処理が実行される。造形ノズルのパージ処理は、造形ノズルから可塑化材料が連続して吐出されることで造形される造形物の造形が終了した直後に実行される。

【0052】

ステップＳ１４０の後、または、ステップＳ１３０で造形側の圧力が第１閾値を超えていないと判定された場合は、ステップＳ１５０が実行される。ステップＳ１５０では、制御部７０は、部分造形において、造形ノズルから可塑化材料が吐出されている期間が、造形ノズルから可塑化材料が吐出されていない期間よりも短いか否かを判定する。造形ノズルから可塑化材料が吐出されている期間の方が短いと判定された場合は、ステップＳ１６０において、造形ノズルのパージ処理が実行される。なお、ステップＳ１５０およびステップＳ１６０は省略されてもよい。

【0053】

ステップＳ１６０の後、または、ステップＳ１５０で造形ノズルから可塑化材料が吐出されていない期間の方が短いと判定された場合は、ステップＳ１７０において、制御部７０は、待機側の圧力測定部１５５ｂで測定された圧力が第２閾値を超えているか否かを判定する。ここで、第２閾値は、予め定められた値であり、待機側の吐出調整部１５４ｂより上流側の流路１５３ｂの圧力の上限値である。圧力が第２閾値を超えていると判定された場合、ステップＳ１８０において、待機ノズルのパージ処理が実行される。なお、ステップＳ１７０およびステップＳ１８０は省略されてもよい。

【0054】

ステップＳ１８０の後、または、ステップＳ１７０において圧力が第２閾値を超えていないと判定された場合は、ステップＳ１９０において、制御部７０は、吐出調整部１５４ａを制御して、造形ノズルからの可塑化材料の吐出を停止させる。

【0055】

次に、ステップＳ２００において、制御部７０は、部分造形が完了したか否かを判定する。制御部７０は、部分造形が完了していないと判定した場合は、ステップＳ１１０に処理を戻し、部分造形を続行する。制御部７０は、部分造形が完了したと判定した場合は、部分造形処理を終了する。

【0056】

図１３は、造形ノズルのパージ処理の工程図である。造形ノズルのパージ処理では、まず、ステップＳ２１０において、制御部７０が、造形側の吐出調整部１５４ａを制御して造形側の流路１５３ａを閉塞させ、造形ノズルからの可塑化材料の吐出を停止させる。

【0057】

次に、ステップＳ２２０において、制御部７０は、造形ノズルおよび第１クリーニングユニット２２０ａを図５に示すクリーニングポジションＰａに移動させる。図５に示すクリーニングポジションＰａは、第１吐出部１３ａのノズル１５１ａのクリーニングが行われる位置である。また、図５に示すクリーニングポジションＰｂは、第２吐出部１３ｂのノズル１５１ｂのクリーニングが行われる位置である。両者を特に区別しない場合、両者を単にクリーニングポジションＰとも呼ぶ。クリーニングポジションＰは、加熱部４０の開口４２の＋Ｚ方向側に位置する。

【0058】

図１４は、パージ処理が実行される際の、造形ノズルと第１クリーニングユニット２２０ａの位置関係を示す側面図である。制御部７０は、ノズル移動部５０を制御して第１吐出部１３ａを＋Ｚ方向に移動させることで、造形ノズルを第１クリーニングユニット２２０ａの下方の位置からクリーニングポジションＰａまで移動させる。また、制御部７０は、第１クリーニング移動部２１０ａを制御することで、回収部２２４ａが造形ノズルの真下に位置するように、第１クリーニングユニット２２０ａを移動させる。

【0059】

次に、図１３のステップＳ２３０において、制御部７０は、造形側の吐出調整部１５４ａを制御して造形側の流路１５３ａを開き、吐出調整部１５４ａよりも上流側の流路１５３ａ内に貯留されている可塑化材料を造形ノズルから回収部２２４ａに排出させる。

【0060】

図１５は、三次元造形物の造形における、造形側の圧力測定部１５５ａで測定された圧力の時間変化の例を示す図である。図１５には、３つの線状の造形物から構成される第１部分造形物９１が造形された際の圧力変化が示されている。図１５に示すグラフの横軸は経過時間を、縦軸は圧力測定部１５５ａで測定された圧力を示している。図１５に示す「開」は造形側の吐出調整部１５４ａのバタフライバルブが開かれて流路１５３ａが開放されたことを、「閉」は吐出調整部１５４ａのバタフライバルブが閉じられて流路１５３ａが閉塞されたことを意味する。図１５に示すように、流路１５３ａが閉塞されている期間は時間経過とともに圧力が上昇し、流路１５３ａが開放されると可塑化材料が吐出されることで圧力が低下する。流路１５３ａが開放されている期間が短い場合、流路１５３ａが開放されている間に圧力が目標値まで低下せず、流路１５３ａの開放と閉塞が繰り返されることで圧力が上昇する。

【0061】

図１５において最後に流路１５３ａが開放された後の期間が、図１３のステップＳ２３０に該当する。ステップＳ２３０では、圧力が目標値を下回るまで流路１５３ａが開放される。制御部７０は、造形側の圧力測定部１５５ａで測定された圧力が目標値を下回った場合、吐出調整部１５４ａを制御して流路１５３ａを閉塞させる。

【0062】

次に、図１３のステップＳ２４０において、制御部７０は、第１クリーニングユニット２２０ａが有するブラシ２２３ａが造形ノズルに擦り付けられるように、第１クリーニングユニット２２０ａを移動させる。これにより、造形ノズルのノズル開口１５２ａに付着した可塑化材料が除去され、造形ノズルのクリーニングが行われる。造形ノズルから取り除かれた可塑化材料は、クリーニングボックス２２２ａに回収される。なお、ステップＳ２４０は省略されてもよい。

【0063】

次に、ステップＳ２５０において、制御部７０は、造形ノズルおよび第１クリーニングユニット２２０ａを元の位置に移動させる。具体的には、制御部７０は、造形ノズルが加熱部４０の開口４２に位置するように第１吐出部１３ａを移動させ、第１クリーニングユニット２２０ａを加熱部４０の開口４２から離れた位置に移動させる。制御部７０は、第１クリーニングユニット２２０ａを第１廃棄材料収容部２３０ａの上方に移動させて、回収部２２４ａに排出された可塑化材料を第１廃棄材料収容部２３０ａに排出させてもよい。

【0064】

最後に、ステップＳ２６０において、制御部７０は、造形側の吐出調整部１５４ａを制御して造形側の流路１５３ａを開放する。

【0065】

図１６は、待機ノズルのパージ処理の工程図である。まず、ステップＳ３１０において、制御部７０は、待機ノズルおよび第２クリーニングユニット２２０ｂを図５に示すクリーニングポジションＰｂに移動させる。具体的には、回収部２２４ｂが待機ノズルの真下に位置するように、第２吐出部１３ｂおよび第２クリーニングユニット２２０ｂを移動させる。なお、待機ノズルおよび第２クリーニングユニット２２０ｂが最初からクリーニングポジションＰｂに位置している場合は、ステップＳ３１０は省略されてもよい。

【0066】

次に、ステップＳ３２０において、制御部７０は、待機側の吐出調整部１５４ｂを制御して待機側の流路１５３ｂを開放し、吐出調整部１５４ｂよりも上流側の流路１５３ｂ内に貯留されている可塑化材料を、待機ノズルから、待機ノズルの下方に位置している回収部２２４ｂに排出させる。制御部７０は、待機側の圧力測定部１５５ｂで測定された圧力が目標値を下回った場合、吐出調整部１５４ｂを制御して流路１５３ｂを閉塞させる。

【0067】

最後に、ステップＳ３３０において、待機ノズルのクリーニングが行われる。待機ノズルのクリーニングは、図１３のステップＳ２４０で行われた造形ノズルのクリーニングと同様である。なお、ステップＳ３３０は省略されてもよい。

【0068】

以上で説明した第１実施形態における三次元造形装置１００によれば、第１部分造形物９１または第２部分造形物９２を造形する部分造形が実行された後に造形ノズルのパージ処理が実行されるため、部分造形によって上昇した造形側の吐出調整部１５４ａより上流の流路１５３ａの圧力を低下させることができる。そのため、部分造形の直後の造形において造形ノズルから可塑化材料を吐出した場合に、可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制できる。したがって、三次元造形物の造形精度が悪化することを抑制できる。

【0069】

また、本実施形態では、造形側の圧力測定部１５５ａで測定された流路１５３ａの圧力が第１閾値を超えた場合に造形ノズルのパージ処理が実行されるため、流路１５３ａの圧力が高い状態で造形ノズルから可塑化材料を吐出することを抑制できる。結果として、造形ノズルからの可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制できる。

【0070】

第１部分造形物９１が２つ以上の短い線状の造形物から構成され、線状の造形物同士の間隔が線状の造形物の長さよりも長い場合は、造形ノズルから可塑化材料が吐出されている期間が、造形ノズルから可塑化材料が吐出されていない期間よりも短くなる。この場合、造形ノズルから可塑化材料が吐出される期間に、造形側の吐出調整部１５４ａより上流の流路１５３ａの圧力が十分に低下せず、第１部分造形物９１の造形が進むと共に流路１５３ａの圧力が上昇する。本実施形態では、第１部分造形物９１の造形において、造形ノズルから可塑化材料が吐出されている期間が、造形ノズルから可塑化材料が吐出されていない期間よりも短い場合に、造形ノズルのパージ処理が実行されるため、造形ノズルから可塑化材料が吐出されていない期間に上昇した流路１５３ａの圧力を低下させることができる。したがって、第１部分造形物９１の造形の直後の造形において、造形ノズルからの可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制できる。

【0071】

また、本実施形態では、待機側の圧力測定部１５５ｂで測定された流路１５３ｂの圧力が第２閾値を超えた場合に待機ノズルのパージ処理が実行されるため、流路１５３ｂ内の可塑化材料の圧力によって、第２吐出部１３ｂから可塑化材料が漏れ出すことを抑制できる。

【0072】

また、本実施形態では、待機ノズルの下方に回収部２２４ｂが位置するため、流路１５３ｂの圧力が上昇することで第２吐出部１３ｂから可塑化材料が漏れ出したとしても、回収部２２４ｂによって回収される。そのため、漏れ出した可塑化材料がテーブル２０に落下して、三次元造形物の造形不良を引き起こすことを抑制できる。

【0073】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ－１）上記実施形態では、吐出調整部１５４は、バタフライバルブである。これに対して、吐出調整部１５４は、流路１５３に交差する方向に移動して流路１５３の開口面積を変化させるシャッターを有するシャッター機構であってもよい。また、吐出調整部１５４は、ピストンが流路１５３に沿って流路１５３内を移動することでノズル開口１５２付近の流路１５３の開口面積を変化させる構成であってもよい。

【0074】

（Ｂ－２）上記実施形態では、クリーニングユニット２２０は、Ｙ方向に移動可能に設けられている。これに対して、クリーニングユニット２２０は、Ｘ方向またはＺ方向に移動可能に設けられていてもよいし、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能に設けられていてもよい。

【0075】

（Ｂ－３）上記実施形態では、クリーニング機構６０は、第１クリーニング機構６０ａと、第２クリーニング機構６０ｂと、を備える。これに対して、クリーニング機構６０は１つでもよい。この場合、クリーニング機構６０は造形ノズルおよび待機ノズルによって共用される。

【0076】

（Ｂ－４）上記実施形態では、三次元造形装置１００が三次元造形物を造形する場合、第１吐出部１３ａが可塑化材料を吐出して三次元造形物を造形し、第２吐出部１３ｂは可塑化材料を吐出せず、三次元造形物を造形しない。これに対して、三次元造形装置１００が三次元造形物を造形する期間において、第１吐出部１３ａが三次元造形物を造形し、第２吐出部１３ｂが三次元造形物を造形しない期間と、第２吐出部１３ｂが三次元造形物を造形し、第１吐出部１３ａが三次元造形物を造形しない期間があってもよい。すなわち、三次元造形装置１００が三次元造形物を造形する期間において、造形ノズルと待機ノズルが切り替えられてもよい。

【0077】

（Ｂ－５）上記実施形態では、パージ処理において、ノズル１５１から回収部２２４に可塑化材料が排出される。これに対して、三次元造形装置１００は、回収部２２４を備えなくてもよい。三次元造形装置１００が回収部２２４を備えない場合、パージ処理では、テーブル２０の造形領域と異なる領域にノズル１５１から可塑化材料が排出されてもよい。

【0078】

（Ｂ－６）上記実施形態では、図１２のステップＳ１２０に示すように、部分造形処理において待機ノズルのパージ処理が実行される。これに対して、部分造形処理ではなく、図８のステップＳ７０に示す通常の造形において待機ノズルのパージ処理が実行されてもよい。

【0079】

（Ｂ－７）上記実施形態では、吐出部１３は、圧力測定部１５５を有する。これに対して、吐出部１３は、圧力測定部１５５を有さなくてもよい。吐出部１３が圧力測定部１５５を有さない場合、図１２に示すステップＳ１３０およびステップＳ１４０と、ステップＳ１７０およびステップＳ１８０は、実行されなくてもよい。

【0080】

（Ｂ－８）上記実施形態では、三次元造形装置１００は、造形部１０として、第１造形部１０ａと、第２造形部１０ｂと、を備える。これに対して、三次元造形装置１００が備える造形部１０は１つでもよい。

【0081】

Ｃ．他の形態：
本開示は、上述した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形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示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。

【0082】

（１）本開示の一形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部、及び、ノズル開口を有し前記可塑化材料を吐出するノズルを有する吐出部と、前記ノズルから吐出された前記可塑化材料が堆積されるテーブルと、前記ノズルと前記テーブルとの相対的な位置を変更する位置変更部と、前記ノズル開口に連通し、前記可塑化材料が流れる流路に設けられ、前記流路の開口面積を調整することで前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出量を調整する吐出調整部と、前記可塑化部、前記位置変更部および前記吐出調整部を制御して、前記テーブルの造形領域に三次元造形物を造形する制御部と、を備え、前記制御部は、前記三次元造形物を造形する期間内において、前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２つ以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、先端よりも後端の方が線幅の狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形した後に、前記流路内の前記可塑化材料を前記造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する。
このような形態によれば、パージ処理を実行することによって、部分造形で上昇した流路の圧力を低下させることができるため、部分造形の直後の造形においてノズルから可塑化材料を吐出した場合に、可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制でき、三次元造形物の造形精度が悪化することを抑制できる。

【0083】

（２）上記形態において、前記制御部は、前記第１部分造形物の造形において、前記ノズルから前記可塑化材料を吐出している期間が前記ノズルから前記可塑化材料を吐出していない期間よりも短い場合に、前記パージ処理を実行してもよい。このような形態によれば、２つ以上の短い線状の造形物から構成され、線状の造形物同士の間隔が線状の造形物の長さよりも長い第１部分造形物の造形の直後の造形において、造形ノズルからの可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制できる。

【0084】

（３）上記形態において、前記吐出調整部よりも上流の前記流路に設けられ、前記流路内の前記可塑化材料の圧力を測定する圧力測定部を備え、前記制御部は、前記第１造形物を造形している期間において、前記圧力測定部で測定された圧力が予め定められた値を超えた場合に、前記第１部分造形物の造形を中断して前記パージ処理を実行してもよい。このような形態によれば、流路の圧力が高い状態でノズルから可塑化材料を吐出することを抑制できるため、ノズルから可塑化材料を吐出した場合に、可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制できる。

【0085】

（４）上記形態において、前記ノズルをクリーニングするクリーニングユニットを備え、前記クリーニングユニットは、前記ノズルから排出された前記可塑化材料を回収する回収部を有し、前記ノズルの前記テーブルに対する相対的な移動と連動して、前記テーブルに対して相対的に移動するように構成されていてもよい。このような形態によれば、ノズルから排出された可塑化材料を回収しやすくできる。

【0086】

（５）上記形態において、前記吐出部は、第１吐出部と、第２吐出部と、を有し、前記制御部は、前記第１吐出部の前記ノズルと前記第２吐出部の前記ノズルのうち一方が、前記三次元造形物を造形する造形ノズルとなり、他方が、前記三次元造形物を造形せず待機している待機ノズルとなるように、切り替えて前記三次元造形物を造形し、前記造形ノズルを前記クリーニングユニットの下方に位置させ、前記待機ノズルを前記回収部の上方に位置させ、前記造形ノズルが前記三次元造形物を造形している期間に、前記待機ノズルから前記回収部に前記可塑化材料を排出させてもよい。このような形態によれば、造形ノズルと待機ノズルを切り替えた場合に、切り替えた後の造形ノズルから可塑化材料を吐出しても、可塑化材料の吐出量が予想値を超えることを抑制できる。また、ノズルの切り替えによる時間ロスを短縮できる。

【0087】

（６）上記形態において、前記吐出部は、前記吐出調整部よりも上流の前記流路に設けられ前記流路内の前記可塑化材料の圧力を測定する圧力測定部を備え、前記制御部は、前記待機ノズルとなる前記吐出部が備える前記圧力測定部によって測定された圧力が予め定められた値を超えた場合に、前記待機ノズルから前記回収部に前記可塑化材料を排出させてもよい。このような形態によれば、待機ノズルを有する吐出部の流路内の可塑化材料の圧力によって、待機ノズルを有する吐出部から可塑化材料が漏れ出すことを抑制できる。

【0088】

（７）上記形態において、前記可塑化部は、スクリューを有し、前記制御部は、前記待機ノズルに前記可塑化材料を供給する前記可塑化部が有する前記スクリューの回転を停止させてもよい。

【0089】

（８）本開示の第２の形態によれば、三次元造形物の製造方法が提供される。この三次元造形物の製造方法は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する第１工程と、ノズルから前記可塑化材料をテーブルに向かって吐出して、三次元造形物を造形する第２工程と、を有し、前記第２工程は、前記ノズルからの前記可塑化材料の吐出の停止および再開を繰り返し行って造形された２以上の線状の造形物から構成される第１部分造形物、または、前記ノズルの進行方向において、先に造形される部分よりも後に造形される部分の線幅が狭い線状の造形物である第２部分造形物を造形する第３工程と、前記第３工程の後に、前記ノズルから前記可塑化材料を前記テーブルの造形領域とは異なる領域に排出するパージ処理を実行する第４工程と、を有する。

【符号の説明】

【0090】

１０…造形部、１０ａ…第１造形部、１０ｂ…第２造形部、１１…材料供給部、１１ａ…第１材料供給部、１１ｂ…第２材料供給部、１２…可塑化部、１２ａ…第１可塑化部、１２ｂ…第２可塑化部、１３…吐出部、１３ａ…第１吐出部、１３ｂ…第２吐出部、１５…連通路、２０…テーブル、２１…造形面、３０…位置変更部、３１…第１電動アクチュエーター、３２…第２電動アクチュエーター、３３…第３電動アクチュエーター、４０…加熱部、４１…可動部、４２…開口、５０…ノズル移動部、６０…クリーニング機構、６０ａ…第１クリーニング機構、６０ｂ…第２クリーニング機構、７０…制御部、９１…第１部分造形物、９２…第２部分造形物、１００…三次元造形装置、１１０…スクリュー、１１１…溝形成面、１１２…中央部、１１３…溝、１１４…材料投入口、１１５…凸条部、１２０…スクリューケース、１３０…駆動モーター、１４０…バレル、１４１…対向面、１４２…連通孔、１４３…案内溝、１４４…可塑化ヒーター、１５１…ノズル、１５２…ノズル開口、１５３…流路、１５４…吐出調整部、１５５…圧力測定部、１５６…吸引部、２１０…クリーニング移動部、２１０ａ…第１クリーニング移動部、２１０ｂ…第２クリーニング移動部、２１１…ガイドフレーム、２１２…駆動ベルト、２１３…第１リール、２１４…第２リール、２１５…ベルト駆動部、２２０…クリーニングユニット、２２０ａ…第１クリーニングユニット、２２０ｂ…第２クリーニングユニット、２２１…ブラシ部、２２２…クリーニングボックス、２２３…ブラシ、２２４…回収部、２２５…連結部、２３０…廃棄材料収容部、２３０ａ…第１廃棄材料収容部、２３０ｂ…第２廃棄材料収容部、ＭＬ…層、ＭＭ…可塑化材料、Ｐ…クリーニングポジション、ＲＸ…回転軸

【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】