特許 7459546 三次元造形物の製造方法、および、三次元造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】三次元造形物の製造方法、および、三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20240326BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20240326BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20240326BHJP

   B29C 64/227 20170101ALI20240326BHJP

   B29C 64/245 20170101ALI20240326BHJP

   B29C 64/386 20170101ALI20240326BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240326BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240326BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20240326BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

B29C64/393

B29C64/118

B29C64/209

B29C64/227

B29C64/245

B29C64/386

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/00

B33Y50/02

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020021404

(22)【出願日】2020-02-12

(65)【公開番号】P2021126786

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【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】山▲崎▼ 郷志

【審査官】神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０２５７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５５７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７６５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２５７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９４７９１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、
前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形する第１工程と、
前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の隙間を表す第１隙間を測定する第２工程と、
前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う第３工程と、を備え、
前記第３工程において、前記調整処理として、前記第１隙間が前記第２隙間よりも小さい場合、前記第３部分経路における前記吐出量を減少させる、三次元造形物の製造方法。

【請求項2】

吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、
前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形する第１工程と、
前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の隙間を表す第１隙間を測定する第２工程と、
前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う第３工程と、を備え、
前記第３工程において、
前記第１隙間が、前記第２隙間と等しい場合、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との少なくともいずれか一方の第１高さを測定し、
前記第１高さが、前記造形データから定まる前記第１高さに対応する第２高さより高い場合、前記第３部分経路における前記吐出量を減少させ、
前記第１高さが前記第２高さより低い場合、前記第３部分経路における前記吐出量を増加させる、三次元造形物の製造方法。

【請求項3】

吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、
前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形する第１工程と、
前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の隙間を表す第１隙間を測定する第２工程と、
前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う第３工程と、を備え、
前記第３部分経路に対応する第３部分造形物は、外殻形状として造形され、
前記第１部分造形物及び前記第２部分造形物は、前記外殻形状の内側部分である内部形状として造形される、三次元造形物の製造方法。

【請求項4】

吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、
前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形する第１工程と、
前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の隙間を表す第１隙間を測定する第２工程と、
前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う第３工程と、を備え、
前記第３部分経路に対応する第３部分造形物は、前記ステージ上の造形領域に造形され、
前記第１部分造形物及び前記第２部分造形物は、前記造形領域と異なる領域に造形される、三次元造形物の製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第１工程に先立って、前記吐出部から前記造形材料を吐出することによって、前記造形領域に、前記三次元造形物の一部である層を造形し、
前記層を構成する前記造形材料が固化するまでの少なくとも一部の期間において、前記第１工程を実行する、三次元造形物の製造方法。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第３工程において、前記調整処理として、前記第１隙間が前記第２隙間よりも大きい場合、前記第３部分経路における前記吐出量を増加させる、三次元造形物の製造方法。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第３工程において、前記第３部分経路に対応する前記吐出量データを変更することによって、前記調整処理を行う、三次元造形物の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第３工程において、前記吐出部から単位時間あたりに吐出される前記造形材料の量と、前記吐出部が前記ステージに対して相対的に移動する移動速度と、の少なくともいずれか一方を変更することによって、前記第３部分経路に対応する前記吐出量データを変更する、三次元造形物の製造方法。

【請求項9】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第３工程において、前記吐出部における前記造形材料の吐出に関する設定値を変更することによって、前記調整処理を行う、三次元造形物の製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記吐出部は、材料を可塑化して前記造形材料を生成する可塑化部と、前記造形材料を吐出するノズルと、を備え、
前記可塑化部は、溝が形成された溝形成面を有するフラットスクリューを備え、
前記第３工程において、前記設定値として、前記フラットスクリューの回転数と、前記可塑化部の温度と、前記ノズルの温度と、の少なくともいずれか１つの値を変更する、三次元造形物の製造方法。

【請求項11】

ステージに向けて造形材料を吐出する吐出部と、
前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させる移動機構と、
吐出された前記造形材料同士の間の隙間を測定する測定部と、
前記吐出部と前記移動機構と前記測定部とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記吐出部と前記移動機構とを制御することによって、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形し、
前記測定部を制御することによって、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の前記隙間を表す第１隙間を測定し、
前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路および前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行い、
前記調整処理として、前記第１隙間が前記第２隙間よりも小さい場合、前記第３部分経路における前記吐出量を減少させる、三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、三次元造形物の製造方法、および、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

三次元造形物の製造方法に関し、例えば、特許文献１には、樹脂材料をインラインスクリューで可塑化し、ノズルから可塑化した樹脂材料を吐出させて層を積層することで、三次元造形物を造形する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１５／１２９７３３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献に記載されているような三次元造形物の製造方法では、造形環境や可塑化状態の変化等によって、意図した吐出量の樹脂材料を吐出できない場合がある。意図した吐出量の樹脂材料を吐出できない場合、例えば、造形物中に空隙が発生し、造形物の造形精度に影響が及ぶ可能性がある。

【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、吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する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、吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形する第１工程と、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の隙間を表す第１隙間を測定する第２工程と、前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う第３工程と、を備える。

【0006】

本開示の第２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、ステージに向けて造形材料を吐出する吐出部と、前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させる移動機構と、吐出された前記造形材料同士の間の隙間を測定する測定部と、前記吐出部と前記移動機構と前記測定部とを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記吐出部と前記移動機構とを制御することによって、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形し、前記測定部を制御することによって、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の前記隙間を表す第１隙間を測定し、前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う。

【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装置の概略構成を示す図である。

【図2】フラットスクリューの溝形成面側の構成を示す概略斜視図である。

【図3】バレルのスクリュー対向面側の構成を示す上面図である。

【図4】三次元造形物が造形される様子を模式的に示す概略図である。

【図5】第１実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。

【図6】第１実施形態において製造される三次元造形物の１つの層の平面形状の一例を示す図である。

【図7】第１実施形態において製造される三次元造形物の一部の断面形状の一例を示す図である。

【図8】第２実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。

【図9】第３実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。

【図10】第３実施形態において製造される三次元造形物の１つの層の平面形状の一例を示す図である。

【図11】第４実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。

【図12】三次元造形物及び補助造形物を造形する様子を示す図である。

【図13】第４実施形態において製造される補助造形物の１つの層の平面形状の一例を示す図である。

【図14】第５実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。

【図15】第６実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。

【図16】高さ判定工程の一例を示す工程図である。

【図17】第６実施形態における三次元造形物の一部の断面形状の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態における三次元造形装置１００の概略構成を示す図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを、両方含む。Ｘ軸およびＹ軸は、水平面に沿った軸であり、Ｚ軸は、鉛直線に沿った軸である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。以下の説明において、向きを特定する場合には、正の方向を「＋」、負の方向を「－」として、方向表記に正負の符号を併用する。

【0009】

本実施形態における三次元造形装置１００は、吐出部２００と、ステージ３００と、移動機構４００と、制御部５００とを、備えている。三次元造形装置１００は、制御部５００の制御下で、吐出部２００からステージ３００に向かって造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を駆動させて吐出部２００とステージ３００との相対的な位置を変化させることによって、ステージ３００の造形面３１１上に所望の形状の三次元造形物を造形する。なお、造形材料のことを溶融材料と呼ぶこともある。吐出部２００の詳細な構成については後述する。

【0010】

移動機構４００は、吐出部２００とステージ３００との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、移動機構４００は、吐出部２００に対してステージ３００を移動させることによって、吐出部２００とステージ３００との相対的な位置を変化させる。なお、ステージ３００に対する吐出部２００の相対的な位置の変化を、単に、吐出部２００の移動と呼ぶこともある。本実施形態では、例えば、ステージ３００を＋Ｘ方向に移動させたことを、吐出部２００を－Ｘ方向に移動させたと言い換えることもできる。

【0011】

本実施形態における移動機構４００は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ３００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。各モーターは、制御部５００の制御下にて駆動する。なお、移動機構４００は、ステージ３００を移動させる構成ではなく、ステージ３００を移動させずに吐出部２００を移動させる構成であってもよい。また、移動機構４００は、ステージ３００と吐出部２００との両方を移動させる構成であってもよい。

【0012】

制御部５００は、１以上のプロセッサーと、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備えるコンピューターによって構成されている。本実施形態では、制御部５００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、吐出部２００と移動機構４００との動作を制御して、三次元造形物を造形するための造形処理を実行する。動作には、吐出部２００とステージ３００との三次元の相対的な位置を変化させることが含まれる。なお、制御部５００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。

【0013】

吐出部２００は、材料の供給源である材料供給部２０と、材料供給部２０から供給された材料を溶融して造形材料にする可塑化部３０と、造形材料を吐出するノズル６１と、可塑化部３０とノズル６１とを連通させる供給流路６２と、ノズル６１から吐出する造形材料の流量を調節する吐出量調節機構７０と、吐出された造形材料同士の間の隙間を測定する測定部８０とを、備えている。

【0014】

材料供給部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容されている。本実施形態では、ペレット状に形成された樹脂が材料として用いられる。本実施形態における材料供給部２０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部２０の下方には、材料供給部２０と可塑化部３０との間を接続する供給路２２が設けられている。材料供給部２０は、供給路２２を介して、可塑化部３０に材料を供給する。なお、材料の詳細については後述する。

【0015】

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とを備えている。可塑化部３０は、材料供給部２０から供給された固体状態の材料の少なくとも一部を溶融させて流動性を有するペースト状の造形材料を生成して、ノズル６１に供給する。なお、「溶融」とは、熱可塑性を有する材料が融点以上の温度に加熱されて液状になることのみならず、熱可塑性を有する材料がガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性が発現する「可塑化」をも意味する。

【0016】

スクリューケース３１は、フラットスクリュー４０を収容するための筐体である。スクリューケース３１の下面には、バレル５０が固定されており、スクリューケース３１とバレル５０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー４０が収容されている。フラットスクリュー４０は、バレル５０に対向する面に、溝４５が形成された溝形成面４２を有している。スクリューケース３１の上面には、駆動モーター３２が固定されている。駆動モーター３２の回転軸は、フラットスクリュー４０の上面４１側に接続されている。駆動モーター３２は、制御部５００の制御下で駆動される。

【0017】

フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸに沿った方向の高さが直径よりも小さい略円柱形状を有している。フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸがＺ方向に平行になるように、スクリューケース３１内に配置されている。フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸに沿った方向における上面４１とは反対側に、溝４５が形成された溝形成面４２を有している。なお、フラットスクリュー４０の溝形成面４２側の具体的な構成については後述する。フラットスクリュー４０は、駆動モーター３２が発生させるトルクによって、スクリューケース３１内にて、中心軸ＲＸを中心に回転する。駆動モーター３２は、制御部５００の制御下で駆動される。

【0018】

バレル５０は、フラットスクリュー４０の下方に配置されている。バレル５０は、フラットスクリュー４０の溝形成面４２に対向するスクリュー対向面５２を有している。バレル５０には、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸ上に、供給流路６２に連通する連通孔５６が設けられている。バレル５０には、フラットスクリュー４０の溝４５に対向する位置にヒーター５８が内蔵されている。ヒーター５８の温度は、制御部５００によって制御される。なお、バレル５０のスクリュー対向面５２側の具体的な構成については後述する。

【0019】

ノズル６１は、バレル５０の下面に固定されている。供給流路６２は、可塑化部３０とノズル６１との間に設けられている。供給流路６２は、可塑化部３０とノズル６１との間を連通し、可塑化部３０からノズル６１に造形材料を供給する。

【0020】

供給流路６２は、第１供給口６５と、交差孔６６と、第２供給口６７とを有している。第１供給口６５および第２供給口６７は、鉛直方向に延びている。交差孔６６は、第１供給口６５および第２供給口６７と交差する水平方向に延びている。第１供給口６５の上端は、バレル５０の連通孔５６に接続されており、第１供給口６５の下端は、交差孔６６に接続されている。第２供給口６７の上端は、交差孔６６に接続されており、第２供給口６７の下端は、ノズル６１に接続されている。交差孔６６には、後述する吐出量調節機構７０が収容されている。バレル５０の連通孔５６から第１供給口６５に供給された造形材料は、交差孔６６、第２供給口６７、ノズル６１の順に流れる。

【0021】

ノズル６１には、ノズル流路６８と、ノズル孔６９とが設けられている。ノズル流路６８は、ノズル６１内に設けられた流路である。ノズル流路６８は、第２供給口６７に接続されている。ノズル孔６９は、ノズル流路６８の大気に連通する側の端部に設けられた流路断面が縮小された部分である。第２供給口６７からノズル流路６８に供給された造形材料は、ノズル孔６９から吐出される。本実施形態では、ノズル孔６９の開口形状は円形である。なお、ノズル孔６９の開口形状は円形に限られず、例えば、四角形や、四角形以外の多角形であってもよい。

【0022】

本実施形態では、ノズル流路６８の周囲には、ノズルヒーター７５が設けられている。ノズルヒーター７５は、制御部５００に制御されることによって、ノズル６１を加熱し、ノズル流路６８内の造形材料を加熱する。制御部５００は、ノズルヒーター７５の出力を制御することによって、ノズル流路６８内の造形材料の流動性を調整する。また、制御部５００は、ノズルヒーター７５の出力を制御してノズル流路６８内の造形材料の流動性を調整することによって、例えば、ノズル孔６９から吐出される造形材料の量を調整することができる。

【0023】

吐出量調節機構７０は、供給流路６２内に設けられており、ノズル６１から吐出される造形材料の量を調節する。単位移動量あたりにノズル６１から吐出される造形材料の量を、吐出量と呼ぶこともある。本実施形態における吐出量調節機構７０は、バタフライバルブによって構成されている。吐出量調節機構７０は、軸状部材である駆動軸７１と、駆動軸７１の回転に伴って回転する板状の弁体７２とを備えている。駆動軸７１は、駆動軸７１の中心軸に沿った方向と、供給流路６２における造形材料の流れ方向とが交差するように、交差孔６６内に挿通されている。

【0024】

吐出量調節機構７０は、供給流路６２内を流れる造形材料の流量を調節する流量調節機構として機能する。具体的には、吐出量調節機構７０は、弁体７２の回転角を変化させて、供給流路６２内を流れる造形材料の流量を調節する。供給流路６２内を流れる造形材料の流量が調節されることによって、吐出量が調節される。吐出量調節機構７０を制御して吐出量を増加させることを、吐出量調節機構７０を開くと呼ぶこともある。また、吐出量調節機構を制御して吐出量を減少させることを、吐出量調節機構７０を閉じると呼ぶこともある。弁体７２の回転度合いを開度と呼ぶこともある。駆動軸７１が回転することによって、弁体７２の板状の面が供給流路６２における造形材料の流れ方向と垂直となった場合、開度は０となり、可塑化部３０とノズル６１とが連通せず、ノズル６１からの造形材料の吐出は停止される。この状態から弁体７２が回転すると、開度は０より大きくなり、可塑化部３０とノズル６１とが連通し、造形材料の吐出が可能となる。なお、弁体７２の板状の面が供給流路６２における造形材料の流れ方向と平行となった場合、開度は１００となる。このように、吐出量調節機構７０は、ノズル６１からの造形材料の吐出開始と吐出停止とをも、制御する。

【0025】

本実施形態の測定部８０は、測定部８０は、レーザー発振部とレーザー受光部とを備える。測定部８０は、ステージ３００に向けてレーザーを照射し、照射したレーザーを受光することによって、造形材料同士の間の隙間を測定する。測定部８０は、制御部５００によって制御される。測定部８０による隙間の測定の詳細については、後述する。

【0026】

図２は、フラットスクリュー４０の溝形成面４２側の構成を示す概略斜視図である。図２には、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸの位置が一点鎖線で示されている。図１を参照して説明したように、溝形成面４２には、溝４５が設けられている。

【0027】

フラットスクリュー４０の溝形成面４２の中央部４７は、溝４５の一端が接続されている窪みとして構成されている。中央部４７は、図１に示されているバレル５０の連通孔５６に対向する。中央部４７は、中心軸ＲＸと交差する。

【0028】

フラットスクリュー４０の溝４５は、いわゆるスクロール溝を構成する。溝４５は、中央部４７から、フラットスクリュー４０の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。溝４５は、インボリュート曲線状や、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面４２には、溝４５の側壁部を構成し、各溝４５に沿って延びている凸条部４６が設けられている。溝４５は、フラットスクリュー４０の側面４３に形成された材料導入口４４まで連続している。この材料導入口４４は、材料供給部２０の供給路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。

【0029】

図２には、３つの溝４５と、３つの凸条部４６と、を有するフラットスクリュー４０の例が示されている。フラットスクリュー４０に設けられる溝４５や凸条部４６の数は、３つには限定されない。フラットスクリュー４０には、１つの溝４５のみが設けられていてもよいし、２以上の複数の溝４５が設けられていてもよい。また、溝４５の数に合わせて任意の数の凸条部４６が設けられてもよい。

【0030】

図２には、材料導入口４４が３箇所に形成されているフラットスクリュー４０の例が図示されている。フラットスクリュー４０に設けられる材料導入口４４の数は、３箇所に限定されない。フラットスクリュー４０には、材料導入口４４が１箇所にのみ設けられていてもよいし、２箇所以上の複数の箇所に設けられていてもよい。

【0031】

図３は、バレル５０のスクリュー対向面５２側の構成を示す上面図である。上述したとおり、スクリュー対向面５２の中央には、ノズル６１に連通する連通孔５６が形成されている。スクリュー対向面５２における連通孔５６の周りには、複数の案内溝５４が形成されている。それぞれの案内溝５４は、一端が連通孔５６に接続され、連通孔５６からスクリュー対向面５２の外周に向かって渦状に延びている。それぞれの案内溝５４は、造形材料を連通孔５６に導く機能を有している。なお、造形材料を効率良く連通孔５６へと到達させるために、バレル５０には案内溝５４が形成されていると好ましいが、案内溝５４が形成されていなくてもよい。

【0032】

図４は、三次元造形装置１００において三次元造形物ＯＡが造形される様子を模式的に示す概略図である。三次元造形装置１００では、上述したように、可塑化部３０は、回転しているフラットスクリュー４０の溝４５に供給された固体状態の材料を溶融させ、造形材料を生成する。制御部５００は、吐出部２００を移動させながら、吐出部２００から造形面３１１に向かって造形材料を吐出させる。具体的には、制御部５００は、造形面３１１とノズル６１との距離を保持したまま、造形面３１１に沿った方向に、ノズル６１を移動させながら、ノズル６１から造形材料を吐出させる。ノズル６１から吐出された造形材料は、ノズル６１の移動方向に連続して堆積されていく。これによって、ノズル６１の移動経路に沿って線状に延びる造形部位が造形される。

【0033】

制御部５００は、上記のノズル６１からの造形材料の吐出を繰り返して、層を形成する。制御部５００は、１つの層を形成した後、ノズル６１を、Ｚ方向に移動させる。その後、先に形成された層の上に、さらに層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。図４では、先に形成された４層分の層の上に、第５層が造形されている途中の様子が示されている。

【0034】

図５は、本実施形態における三次元造形物ＯＡの製造方法の一例を示す工程図である。三次元造形装置１００に設けられた操作パネルや、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターに対して、所定の開始操作がユーザーによって行われた場合に、制御部５００によって造形処理が実行される。造形処理が実行されることによって、三次元造形装置１００による三次元造形物ＯＡの製造が開始される。制御部５００は、造形処理において、後述する造形データに従って吐出部２００と移動機構４００とを適宜制御して、造形面３１１上に造形材料の層を積層することによって、三次元造形物ＯＡを造形する。

【0035】

ステップＳ１１０にて、制御部５００は、造形データを取得する。造形データは、経路データと吐出量データとを有するデータである。経路データとは、吐出部２００が造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有するデータである。経路とは、経路のことを意味する。吐出量データとは、各経路における造形材料の吐出量を表すデータである。なお、上述したように、吐出部２００の移動とは、ステージ３００に対する吐出部２００の相対的な位置の変化を指す。従って、上記の経路は、吐出部２００が造形材料を吐出している際の、ステージ３００に対する吐出部２００の相対的な位置の変化を表すものであればよい。

【0036】

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よって作成される。スライサーソフトは、三次元ＣＡＤソフトや三次元ＣＧソフト等を用いて作成された三次元造形物ＯＡの形状を表す形状データを読み込み、三次元造形物ＯＡの形状を所定の厚みの層に分割して、層ごとの造形データを作成する。スライサーソフトに読み込まれる形状データには、ＳＴＬ形式やＡＭＦ形式等のデータが用いられる。スライサーソフトによって作成された造形データは、ＧコードやＭコード等によって表されている。制御部５００は、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターや、ＵＳＢメモリー等の記録媒体から造形データを取得する。なお、制御部５００は、例えば、自身で、形状データから層ごとの造形データを生成することによって、造形データを取得してもよい。

【0037】

図６は、本実施形態において製造される、三次元造形物ＯＡの１つの層の平面形状の一例を示す図である。図６には、完成した１層分の層を、＋Ｚ方向から見た様子が示されている。図６には、１層分の層を造形するための各経路が破線によって示されている。また、図６では、各経路に沿って吐出された造形材料にハッチングが施されている。図６に示すように、本実施形態の経路データは、第１部分経路Ｒｔ１及び第２部分経路Ｒｔ２を含んでいる。第１部分経路Ｒｔ１及び第２部分経路Ｒｔ２は、互いに隣り合う経路である。なお、「隣り合う」状態とは、２つの互いに平行な経路が、他の経路によって隔てられていない状態を指す。

【0038】

図５に示したステップＳ１２０にて、制御部５００は、三次元造形物ＯＡの１層分を造形する。ステップＳ１２０では、制御部５００は、造形データに従って吐出部２００及び移動機構４００を制御することによって、三次元造形物ＯＡの１層分を造形する。ステップＳ１２０において製造される層は、第１部分経路Ｒｔ１に対応する第１部分造形物ＯＡ１、及び、第２部分経路Ｒｔ２に対応する第２部分造形物ＯＡ２を含む。すなわち、ステップＳ１２０において、第１部分造形物ＯＡ１及び第２部分造形物ＯＡ２も、造形データに従って造形される。また、ステップＳ１２０のように、造形データに従って第１部分造形物ＯＡ１及び第２部分造形物ＯＡ２を造形する工程を、第１工程と呼ぶこともある。

【0039】

ステップＳ１３０にて、制御部５００は、全層が完成したか否かを判定する。ステップＳ１３０において全層が完成したと判定された場合、制御部５００は、三次元造形物ＯＡが完成したと判断し、三次元造形物ＯＡの製造を終了する。

【0040】

ステップＳ１３０において、全層が完成していないと判断された場合、ステップＳ１４０にて、制御部５００は、測定部８０を制御して第１隙間Ｇｐ１を測定する。第１隙間Ｇｐ１とは、第１部分造形物ＯＡ１と第２部分造形物ＯＡ２との間の隙間を指す。ステップＳ１４０のように、第１隙間Ｇｐ１を測定する工程を、第２工程と呼ぶこともある。

【0041】

本実施形態では、第１隙間として、第１部分造形物ＯＡ１と第２部分造形物ＯＡ２との間隔が測定される。「間隔」とは、互いに隣り合う経路に従って吐出された造形材料の間の距離のことを指す。本実施形態では、測定部８０は、ステップＳ１４０において、第１部分経路Ｒｔ１及び第２部分経路Ｒｔ２と交わる方向にレーザーを走査させる。測定部８０は、照射したレーザーを受光するまでの時間に基づいて、第１部分造形物ＯＡ１と第２部分造形物ＯＡ２との間で、第１工程において造形材料が吐出されていない部分を検出し、その寸法を第１隙間Ｇｐ１として測定する。なお、第１部分造形物ＯＡ１と第２部分造形物ＯＡ２が互いに接触している部分では、第１部分造形物ＯＡ１と第２部分造形物ＯＡ２との間隔は０と測定される。

【0042】

第１隙間Ｇｐ１に対して、造形データから定まる隙間を、第２隙間Ｇｐ２と呼ぶ。第２隙間Ｇｐ２は、例えば、第１部分経路Ｒｔ１における吐出量から、第１部分造形物ＯＡ１の仮想的な形状が算出され、第２部分経路Ｒｔ２における吐出量から、第２部分造形物ＯＡ２の仮想的な形状が算出され、両者の間の隙間が算出されることによって、定められる。

【0043】

本実施形態では、第１部分造形物ＯＡ１の仮想的な形状と、第２部分造形物ＯＡ２の仮想的な形状との間隔が、第２隙間Ｇｐ２として算出される。図６には、第２部分造形物ＯＡ２の仮想的な形状が、一点鎖線によって示されている。図６では、第１部分造形物ＯＡ１の実際の形状と、仮想的な形状とは等しい。

【0044】

制御部５００は、以下のステップＳ１５０からステップＳ１８０の工程を実行することによって、調整処理を行う。調整処理は、第１隙間Ｇｐ１と第２隙間Ｇｐ２との差異に基づいて、第３部分経路における吐出量を調整する処理である。第３部分経路とは、第１部分経路Ｒｔ１及び第２部分経路Ｒｔ２よりも後に吐出部２００が移動する経路である。また、三次元造形物ＯＡのうち、第３部分経路に対応する部分を、第３部分造形物と呼ぶこともある。本実施形態では、第３部分経路は、第１部分経路Ｒｔ１や第２部分経路Ｒｔ２に従って造形される層の、次の層を造形するための経路である。他の実施形態では、第３部分経路は、例えば、第１部分経路Ｒｔ１や第２部分経路Ｒｔ２に従って造形される層と、同じ層を造形するための経路であってもよい。また、第３部分経路は、例えば、三次元造形物ＯＡの次に造形される、三次元造形物ＯＡや別の三次元造形物を造形するための経路であってもよい。なお、ステップＳ１５０からステップＳ１８０のように、調整処理を行う工程を第３工程と呼ぶこともある。

【0045】

ステップＳ１５０にて、制御部５００は、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１５０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きいと判定された場合、ステップＳ１６０にて、制御部５００は、第１設定値変更処理を行う。第１設定値変更処理とは、吐出部２００における造形材料の吐出に関する設定値を変更し、第３部分経路における吐出量を増加させる処理を指す。すなわち、制御部５００は、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０を実行することによって、調整処理として、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きい場合に第３部分経路における吐出量を増加させる処理を行う。

【0046】

本実施形態では、制御部５００は、設定値として、フラットスクリュー４０の回転数と、可塑化部３０の温度と、ノズル６１の温度と、の少なくともいずれか１つの値を変更する。ステップＳ１６０では、制御部５００は、第１設置値変更処理として、例えば、フラットスクリュー４０の回転数の増加と、可塑化部３０の温度の上昇と、ノズル６１の温度の上昇と、の少なくともいずれか１つを実行する。ステップＳ１６０において設定値が変更されることによって、設定値が変更された以降の工程において、吐出部２００における造形材料の流動性が向上し、吐出部２００から吐出される造形材料の吐出量が増加する。

【0047】

図６に示した例では、制御部５００は、ステップＳ１５０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きいと判定する。その後、制御部５００は、ステップＳ１６０において、第１設定値変更処理を実行し、第３部分経路における吐出量を増加させる。図６では、第２部分経路Ｒｔ２において吐出された実際の造形材料の量が、吐出量データによって表される吐出量よりも少ない。このように、造形時に実際に吐出された吐出量と吐出量データによって表される吐出量との間に差異がある場合、第１隙間Ｇｐ１と第２隙間Ｇｐ２との差異が生じる場合がある。実際に吐出される吐出量の変化は、例えば、造形環境や可塑化状態の変化によって生じる。

【0048】

ステップＳ１５０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きくないと判定された場合、ステップＳ１７０にて、制御部５００は、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ１７０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さいと判定された場合、ステップＳ１８０にて、制御部５００は、第２設定値変更処理を行う。第２設定値変更処理とは、吐出部２００における造形材料の吐出に関する設定値を変更し、第３部分経路における吐出量を減少させる処理を指す。すなわち、制御部５００は、ステップＳ１７０及びステップＳ１８０を実行することによって、調整処理として、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さい場合に第３部分経路における吐出量を減少させる処理を行う。

【0049】

ステップＳ１８０では、制御部５００は、第２設置値変更処理として、例えば、フラットスクリュー４０の回転数の減少と、可塑化部３０の温度の低下と、ノズル６１の温度の低下と、の少なくともいずれか１つを実行する。ステップＳ１８０において設定値が変更されることによって、設定値が変更された以降の工程において、吐出部２００における造形材料の流動性が低下し、吐出部２００から吐出される造形材料の吐出量が減少する。

【0050】

ステップＳ１７０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さくないと判定された場合、制御部５００は、ステップＳ１２０へと処理を戻し、次の層を造形する。この再度実行されるステップＳ１２０において、第３部分経路に対応する第３部分造形物が造形される。なお、ステップＳ１７０は、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きくないと判定された場合に実行される。従って、ステップＳ１７０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さくないと判定された場合、第１隙間Ｇｐ１と第２隙間Ｇｐ２とは等しい。

【0051】

ステップＳ１６０が実行された後や、ステップＳ１８０が実行された後にも、制御部５００は、ステップＳ１２０へと処理を戻し、次の層を造形する。この場合も、再度実行されるステップＳ１２０において、第３部分経路に対応する第３部分造形物が造形される。ステップＳ１６０やステップＳ１８０において設定値が変更されていた場合、再度実行されるステップＳ１２０において、吐出部２００は変更された設定値に基づいて制御される。例えば、図６に示した例では、第３部分経路における吐出量は、第１設定値変更処理が行われない場合と比べて増加する。

【0052】

以上で説明した本実施形態の三次元造形物ＯＡの製造方法によれば、第３工程において、第１隙間Ｇｐ１と第２隙間Ｇｐ２との差異に基づいて、第３部分経路における吐出量を調整する。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性が向上し、三次元造形物ＯＡの造形精度が向上する。

【0053】

また、本実施形態では、調整処理として、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きい場合、第３部分経路における吐出量を増加させる。これによって、第３部分経路において、実際に吐出される造形材料の吐出量が、意図した吐出量に対して不足する可能性が低減する。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性が向上し、三次元造形物ＯＡの造形精度が向上する。

【0054】

また、本実施形態では、調整処理として、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さい場合、第３部分経路における吐出量を減少させる。これによって、第３部分経路において、実際に吐出される造形材料の吐出量が、意図した吐出量に対して過剰となる可能性が低減する。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性がより向上し、三次元造形物ＯＡの造形精度がより向上する。

【0055】

また、本実施形態では、第３工程において、吐出部２００における造形材料の吐出に関する設定値を変更することによって、調整処理を行う。そのため、設定値を変更することによって吐出部２００における造形材料の流動性を調整し、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0056】

また、本実施形態では、第３工程において、設定値として、フラットスクリュー４０の回転数と、可塑化部３０の温度と、ノズル６１の温度と、の少なくともいずれか１つの値を変更する。そのため、吐出部２００がフラットスクリュー４０を有する可塑化部３０とノズル６１とを備える場合に、簡易な制御によって、吐出部２００における造形材料の流動性を調整し、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0057】

図７は、本実施形態において製造される、三次元造形物ＯＡａの一部の断面形状の一例を示す図である。図７に示すように、第１隙間Ｇｐ１は、第１部分造形物ＯＡ１ａと第２部分造形物ＯＡ２ａとの間に形成された空間の断面積として測定されてもよい。この場合、例えば、測定部８０は、第１部分造形物ＯＡ１ａと第２部分造形物ＯＡ２ａとの間の高さを測定し、第１部分造形物ＯＡ１ａから第２部分造形物ＯＡ２ａへの高さの変化を積算することによって、第１隙間Ｇｐ１を測定する。図７の例では、第１部分造形物ＯＡ１ａと第２部分造形物ＯＡ２ａとの間隔は０であるが、第１部分造形物ＯＡ１ａと第２部分造形物ＯＡ２ａの間に空間が形成されている。従って、第１隙間Ｇｐ１は０を超える値を有する。

【0058】

また、図７に示すように、第１部分造形物ＯＡ１ａと第２部分造形物ＯＡ２ａとの間の第２隙間の大きさが０の場合であっても、上述の図５に示した製造方法を適用することができる。第２隙間の大きさが０の場合とは、例えば、第２隙間が生じない三次元造形物を造形する場合や、制御部５００によって第２隙間が生じないと算出された場合を指す。図７には、第１部分造形物ＯＡ１ａの仮想的な形状と、第２部分造形物ＯＡ２ａの仮想的な形状とが、一点鎖線によって示されている。図７では、第２隙間の大きさが０であるため、第２隙間は図示されていない。図７では、第１隙間Ｇｐ１ａは０を超える値を有するため、第１隙間Ｇｐ１ａは第２隙間よりも大きい。従って、図５に示したステップＳ１５０において、制御部５００は、第１隙間Ｇｐ１ａが第２隙間よりも大きいと判定し、ステップＳ１６０において第１設定値変更処理を行う。これによって、第３部分経路における吐出量は、第１設定値変更処理が行われない場合と比較して増加する。

【0059】

なお、第１隙間は、例えば、第１部分造形物ＯＡ１ａと第２部分造形物ＯＡ２ａとの間に形成された空間の体積として測定されてもよい。この場合、制御部５００は、第１部分造形物と第２部分造形物との間に形成された空間の断面積を、図７に示した例と同様に測定し、測定した断面積を第１部分経路や第２部分経路に沿った方向に積算することによって、第１隙間を測定することができる。

【0060】

ここで、上述した三次元造形装置１００において用いられる三次元造形物ＯＡの材料について説明する。三次元造形装置１００では、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として三次元造形物を造形することができる。ここで、「主材料」とは、三次元造形物ＯＡの形状を形作っている中心となる材料を意味し、三次元造形物ＯＡにおいて５０重量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した造形材料には、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。

【0061】

主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、可塑化部３０において、当該材料が可塑化することによって、造形材料が生成される。

【0062】

熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記の熱可塑性樹脂材料を用いることができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
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）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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などの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのエンジニアリングプラスチック。

【0063】

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３０において、フラットスクリュー４０の回転とヒーター５８の加熱によって可塑化されて溶融した状態に転化される。熱可塑性を有する材料の溶融によって生成された造形材料は、ノズル６１から吐出された後、温度の低下によって硬化する。

【0064】

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６１から射出されることが望ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂を用いる場合、ノズル６１からの吐出時には約２００℃であることが望ましい。

【0065】

三次元造形装置１００では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、以下の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、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、材料ＭＲとして可塑化部３０に投入されることが望ましい。
＜金属材料の例＞
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。
＜前記合金の例＞
マルエージング鋼、ステンレス、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。

【0066】

三次元造形装置１００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スや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックスなどが使用可能である。主材料として、上述したような金属材料やセラミック材料を用いる場合には、ステージ３００上に吐出された造形材料は焼結によって硬化されてもよい。

【0067】

材料供給部２０に材料ＭＲとして投入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、上で例示したような熱可塑性樹脂、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３０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。

【0068】

材料供給部２０に材料ＭＲとして投入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、以下のような溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
＜溶剤の例＞
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。

【0069】

その他に、材料供給部２０に材料ＭＲとして投入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、以下のようなバインダーを添加することもできる。
＜バインダーの例＞
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂あるいはその他の合成樹脂又はＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）あるいはその他の熱可塑性樹脂。

【0070】

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態における三次元造形物ＯＡの製造方法の一例を示す工程図である。第２実施形態の三次元造形装置１００の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第２実施形態の三次元造形物ＯＡの製造方法のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。

【0071】

第２実施形態では、制御部５００は、第１実施形態と異なり、第３工程において、吐出量データを変更することによって、調整処理を行う。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、図４及び図６に示した三次元造形物ＯＡを造形する。

【0072】

図８に示したステップＳ２１０からステップＳ２５０の工程については、図５に示したステップＳ１１０からステップＳ１５０の工程と同様であるため、説明を省略する。本実施形態では、ステップＳ２５０と、以下のステップＳ２６０からステップＳ２８０と、において、第３部分経路に対応する吐出量データを変更することによって、調整処理を行う。

【0073】

ステップＳ２５０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも大きいと判定された場合、ステップＳ２６０にて、制御部５００は、第１吐出量データ変更処理を行うことによって、調整処理を行う。ステップＳ２６０において、制御部５００は、第１吐出量データ変更処理として、第３部分経路に対応する吐出量データを変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整して、第３部分経路における吐出量を増加させる。図６に示した例では、制御部５００は、ステップＳ２６０において、第１吐出量データ変更処理を実行し、第３部分経路における吐出量を増加させる。

【0074】

本実施形態では、制御部５００は、吐出部２００から単位時間あたりに吐出される造形材料の量と、吐出部２００の移動速度と、の少なくともいずれか一方を変更することによって、吐出量データを変更する。これらのうちいずれか一方を変更することによって、吐出部２００の単位移動量あたりに吐出される造形材料の量が変化する。ステップＳ２６０では、制御部５００は、吐出部２００から単位時間あたりに吐出される造形材料の量を増加させてもよいし、吐出部２００の移動速度を減少させてもよいし、これらの両方を実行してもよい。

【0075】

ステップＳ２７０は、図４のステップＳ１７０と同様であるため、説明を省略する。

【0076】

ステップＳ２７０において、第１隙間Ｇｐ１が第２隙間Ｇｐ２よりも小さいと判定された場合、ステップＳ２８０にて、制御部５００は、第２吐出量データ変更処理を行うことによって、調整処理を行う。ステップＳ２８０において、制御部５００は、第２吐出量データ変更処理として、第３部分経路に対応する吐出量データを変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整して、第３部分経路における吐出量を減少させる。ステップＳ２８０では、制御部５００は、吐出部２００から単位時間あたりに吐出される造形材料の量を減少させてもよいし、吐出部２００の移動速度を向上させてもよいし、これらの両方を実行してもよい。

【0077】

以上で説明した第２実施形態の三次元造形物の製造方法によっても、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性が向上し、造形物の造形制度が向上する。特に、本実施形態では、吐出量データを変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0078】

また、本実施形態では、吐出部２００から単位時間あたりに吐出される造形材料の量と、吐出部２００の移動速度と、の少なくともいずれか一方を変更することによって、吐出量データを変更する。そのため、吐出部２００から単位時間あたりに吐出される造形材料の量や、吐出部２００の移動速度が変更されることによって、第３部分経路における吐出量が調整される。

【0079】

Ｃ．第３実施形態：
図９は、第３実施形態における三次元造形物ＯＡｃの製造方法の一例を示す工程図である。第３実施形態の三次元造形装置１００の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第３実施形態の三次元造形物ＯＡｃの製造方法のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。

【0080】

図１０は、第３実施形態において製造される、三次元造形物ＯＡｃの１つの層の平面形状の一例を示す図である。図１０には、三次元造形物ＯＡｃの１つの層において内部形状が完成した状態を、＋Ｚ方向から見た様子が示されている。図１０には、１層分の層を造形するための各経路が破線によって示されている。また、図１０では、各経路に沿って吐出された造形材料にハッチングが施されている。内部形状とは、三次元造形物ＯＡｃの外殻形状の内側部分のことを指す。外殻形状とは、三次元造形物ＯＡｃのうち、三次元造形物ＯＡｃの外殻を構成する部分を指す。外殻形状は、三次元造形物ＯＡｃの外観に影響を与える部分である。内部形状は、具体的には、三次元造形物ＯＡｃの外殻形状を造形するための経路に従って吐出される造形材料や、他の層に囲まれることによって、外部から視認できない部分として造形される。

【0081】

本実施形態では、第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃは、三次元造形物ＯＡｃの内部形状として造形される。これに対して、第３部分造形物は、三次元造形物ＯＡｃの外殻形状として造形される。

【0082】

図９に示したステップＳ３１０は、図５に示したステップＳ１１０と同様であるため、説明を省略する。

【0083】

ステップＳ３２０にて、制御部５００は、内部形状を造形する。本実施形態では、制御部５００は、図１０に示したように、吐出部２００を、地点Ｓ１を始点として、地点Ｇ１へ向かって移動させることによって、内部形状を造形する。上述したように、三次元造形物ＯＡｃの内部形状には、第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃが含まれる。なお、図１０に示した例では、制御部５００は、吐出部２００を、地点Ｓ２を始点として、地点Ｇ２へ向かって移動させることによって、三次元造形物ＯＡｃの外殻形状を造形する。三次元造形物ＯＡｃの外殻形状を造形するための造形データには、第３部分経路Ｒｔ３が含まれる。

【0084】

ステップＳ３３０とステップＳ１４０、ステップＳ３４０とステップＳ１５０、ステップＳ３５０とステップＳ１６０、ステップＳ３６０とステップＳ１７０、及び、ステップＳ３７０とステップＳ１８０は、それぞれ同様であるため、説明を省略する。なお、図１０に示した例では、ステップＳ３４０にて、制御部５００は、第１隙間Ｇｐ１ｃが、第２隙間Ｇｐ２ｃよりも大きいと判定する。その後、ステップＳ３５０にて、制御部５００は、調整処理として第１設定値変更処理を実行し、第３部分経路Ｒｔ３における吐出量を増加させる。

【0085】

ステップＳ３８０にて、制御部５００は、外殻形状を造形する。このとき、上述したように、外殻形状として第３部分造形物が造形される。図１０に示した例では、ステップＳ３８０において、第３部分経路Ｒｔ３における吐出量が、調整処理が行われない場合と比較して増加する。

【0086】

以上で説明した第３実施形態の三次元造形物ＯＡｃの製造方法によっても、第３部分経路Ｒｔ３において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性が向上し、三次元造形物ＯＡｃの造形制度が向上する。特に、本実施形態では、内部形状として造形された第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃの間の隙間に基づいて、第３部分経路Ｒｔ３における吐出量が調整され、三次元造形物ＯＡｃの外殻形状として第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物の外殻形状の造形精度がより向上する。

【0087】

なお、第３実施形態のように、第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃを、三次元造形物ＯＡｃの内部形状として造形し、第３部分造形物を三次元造形物ＯＡｃの外殻形状として造形する場合、第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃと、第３部分造形物とが、同じ層に含まれなくてもよい。従って、第３部分経路Ｒｔ３は、例えば、第１実施形態と同様に、第１部分経路Ｒｔ１や第２部分経路Ｒｔ２に従って造形される層の次の層を造形するための経路であってもよい。この場合、例えば、ある層の外部形状を造形した後に、その層の内部形状として第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃを含む部分を造形した後、調整処理を行い、次の層の外殻形状として第３部分造形物を造形してもよい。この場合であっても、第１部分造形物ＯＡ１ｃ及び第２部分造形物ＯＡ２ｃを含む層の次の層として造形される三次元造形物の外殻形状の造形精度が、より向上する。

【0088】

Ｄ．第４実施形態：
図１１は、第４実施形態における三次元造形物ＯＡｄの製造方法の一例を示す工程図である。図１２は、第４実施形態において、造形材料を積層して三次元造形物ＯＡｄ及び補助造形物ＯＢを造形する様子を示す図である。第４実施形態の三次元造形装置１００の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第４実施形態の三次元造形物ＯＡｄの製造方法のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。

【0089】

第４実施形態では、制御部５００は、三次元造形処理において、図１２に示すように、三次元造形物ＯＡｄ及び補助造形物ＯＢを造形する。制御部５００は、三次元造形物ＯＡｄをステージ３００上の造形領域Ｒｃに造形し、補助造形物ＯＢを造形領域Ｒｃと異なる領域に造形する。造形領域とは、ステージ３００上のうち、三次元造形物ＯＡｄが造形される領域のことを指す。図１２には、三次元造形物ＯＡｄの５層目が完成し、補助造形物ＯＢの５層目が造形されている途中の様子が示されている。

【0090】

図１２に示すように、本実施形態では、補助造形物ＯＢは、ステージ３００上の、造形領域Ｒｃと異なる領域に造形される。他の実施形態では、補助造形物ＯＢは、造形領域Ｒｃと異なる領域として、ステージ３００と異なる領域に造形されてもよい。例えば、三次元造形装置１００が、ステージ３００と異なる他のステージを備える場合、補助造形物ＯＢは他のステージ上に造形されてもよい。

【0091】

図１３は、第４実施形態において製造される、補助造形物ＯＢの１つの層の平面形状の一例を示す図である。図１３には、完成した補助造形物ＯＢの１つの層を、＋Ｚ方向から見た様子が示されている。図１３には、補助造形物ＯＢの１層分の層を造形するための各経路が破線によって示されている。また、図１３では、各経路に沿って吐出された造形材料にハッチングが施されている。図１３に示すように、補助造形物ＯＢには、第１部分造形物ＯＢ１及び第２部分造形物ＯＢ２が含まれる。従って、補助造形物ＯＢが造形される際には、第１工程が実行される。また、第１部分造形物ＯＢ１及び第２部分造形物ＯＢ２は、造形領域Ｒｃと異なる領域に造形される。

【0092】

図１１に示したステップＳ４１０は、図５に示したステップＳ１１０と同様であるため、説明を省略する。

【0093】

ステップＳ４２０にて、制御部５００は、吐出部２００から造形材料を吐出させて、造形領域Ｒｃに、三次元造形物ＯＡｄの１層分を造形する。次に、ステップＳ４３０にて、制御部５００は、三次元造形物ＯＡｄの全層が完成したか判定する。ステップＳ４３０において三次元造形物ＯＡｄの全層が完成していないと判定された場合、ステップＳ４４０にて、制御部５００は、補助造形物ＯＢの１層分を造形する。従って、ステップＳ４２０では、第１工程に先立って、三次元造形物ＯＡｄの一部である層が造形される。なお、ステップＳ４３０において三次元造形物ＯＡｄの全層が完成したと判定された場合、制御部５００は、三次元造形物ＯＡｄの製造を終了する。

【0094】

ステップＳ４４０では、制御部５００は、ステップＳ４２０で造形した層が固化するまでの少なくとも一部の期間において、補助造形物ＯＢの１層分を造形する。なお、「固化」とは、吐出部２００から吐出された造形材料が流動性を失うことを指す。本実施形態では、造形材料は、冷えることによって可塑性を失って固化する。

【0095】

図１２に示した例では、三次元造形物ＯＡｄの５層目が固化している間に、制御部５００が、補助造形物ＯＢの５層目を造形している。これによって、例えば、制御部５００は、三次元造形物ＯＡｄの５層目の上に後続の６層目を積層する場合、５層目が固化した後に、６層目を積層することができる。そのため、三次元造形物ＯＡｄの固化していない層の上に造形材料が吐出されることが抑制され、三次元造形物ＯＡｄの造形精度が高まる。さらに、三次元造形物ＯＡｄが固化するまでの間も、吐出部２００から造形材料が吐出されるため、吐出部２００内での造形材料の滞留が抑制される。

【0096】

本実施形態では、補助造形物ＯＢは、造形中の三次元造形物ＯＡｄと略等しい高さを有する略四角柱形状に形成される。造形材料を積層して略柱状に形成された補助造形物ＯＢのことを、プライムピラーと呼ぶこともある。なお、補助造形物ＯＢは他の形状であってもよい。例えば、略円柱状のプライムピラーであってもよいし、略柱状でなくてもよい。

【0097】

ステップＳ４５０にて、制御部５００は、補助造形物ＯＢの一部として造形された、第１部分造形物ＯＢ１と第２部分造形物ＯＢ２との間の隙間を測定する。

【0098】

ステップＳ４６０とステップＳ１５０、ステップＳ４７０とステップＳ１６０、ステップＳ４８０とステップＳ１７０、及び、ステップＳ４９０とステップＳ１８０は、それぞれ同様であるため、説明を省略する。なお、図１３に示した例では、ステップＳ４６０にて、制御部５００は、第１隙間Ｇｐ１ｄが、第２隙間Ｇｐ２ｄよりも大きいと判定する。その後、ステップＳ４７０にて、制御部５００は、第１設定値変更処理を実行することによって調整処理を行い、第３部分経路における吐出量を増加させる。

【0099】

ステップＳ４８０において、第１隙間Ｇｐ１ｄが第２隙間Ｇｐ２ｄよりも小さくないと判定された場合、制御部５００は、ステップＳ４２０へと処理を戻し、三次元造形物ＯＡｄの次の層を造形する。ステップＳ４７０が実行された後や、ステップＳ４９０が実行された後にも、制御部５００は、ステップＳ４２０へと処理を戻し、次の層を造形する。この再度実行されるステップＳ４２０において、第３部分経路に対応する第３部分造形物が、造形領域Ｒｃに造形される。例えば、図１３で造形された補助造形物ＯＢの層が５層目であった場合、再度実行されるステップＳ４２０において、三次元造形物ＯＡｄの６層目として、第３部分造形物が造形される。ステップＳ４６０からステップＳ４９０において設定値変更処理が実行されていた場合、再度実行されるステップＳ４２０において、吐出部２００は変更された設定値に基づいて制御される。図１３に示した例では、第３部分経路における吐出量は、調整処理が行われない場合と比べて増加する。

【0100】

以上で説明した第４実施形態の三次元造形物ＯＡｄの製造方法によっても、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性が向上し、三次元造形物ＯＡｄの造形制度が向上する。特に、本実施形態では、造形領域と異なる領域に造形された第１部分造形物ＯＢ１及び第２部分造形物ＯＢ２の間の隙間に基づいて、第３部分経路における吐出量が調整され、造形領域Ｒｃに第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物ＯＡｄの造形精度が、より向上する。

【0101】

また、本実施形態では、第１工程に先立って、造形領域Ｒｃに三次元造形物ＯＡｄの少なくとも一部である層が造形され、層を構成する造形材料が固化するまでの少なくとも一部の期間において、第１工程が実行される。そのため、造形領域Ｒｃの三次元造形物ＯＡｄの層を構成する造形材料を固化させている間に造形領域Ｒｃと異なる領域に造形される、第１部分造形物ＯＢ１と第２部分造形物ＯＢ２との間の隙間に基づいて、第３部分経路における吐出量が調整され、造形領域Ｒｃに第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物ＯＡｄの造形精度が、より向上する。

【0102】

Ｅ．第５実施形態：
図１４は、第５実施形態における三次元造形物の製造方法の一例を示す工程図である。第５実施形態の三次元造形装置１００の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第５実施形態の三次元造形物の製造方法のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。

【0103】

第５実施形態では、上述した第４実施形態の場合と同様に、第３部分造形物がステージ３００の造形領域に造形され、かつ、第１部分造形物及び第２部分造形物が造形領域と異なる領域に造形される。一方で、第５実施形態では、制御部５００は、第４実施形態と異なり、補助造形物ＯＢを造形しない。

【0104】

図１４のステップＳ５１０は、図５のステップＳ１１０と同様であるため、説明を省略する。

【0105】

ステップＳ５２０にて、制御部５００は、第１部分造形物及び第２部分造形物を含む調整用の層を造形する。このとき、第１工程が実行される。なお、調整用の層は、第４工程における補助造形物ＯＢと同様に、ステージ３００上の造形領域と異なる領域に造形されてもよいし、ステージ３００と異なる領域に造形されてもよい。

【0106】

ステップＳ５４０とステップＳ１５０、ステップＳ５５０とステップＳ１６０、ステップＳ５６０とステップＳ１７０、及び、ステップＳ５７０とステップＳ１８０は、それぞれ同様であるため、説明を省略する。

【0107】

ステップＳ５５０又はステップＳ５７０が実行された後、若しくは、ステップＳ５６０において第１隙間が第２隙間よりも小さいと判定された場合、ステップＳ５８０にて、制御部５００は、三次元造形物の一部として、造形領域に第３部分造形物を造形する。

【0108】

以上で説明した第５実施形態の三次元造形物の製造方法によっても、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性が向上し、三次元造形物の造形制度が向上する。特に、本実施形態では、造形領域と異なる領域に造形された第１部分造形物及び第２部分造形物の間の隙間に基づいて、第３部分経路における吐出量が調整され、造形領域に第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物の造形精度が、より向上する。

【0109】

Ｆ．第６実施形態：
図１５は、第６実施形態における三次元造形物ＯＡｅの製造方法の一例を示す工程図である。図１６は、第６実施形態の造形処理に含まれる高さ判定工程の一例を示す工程図である。図１７は、第６実施形態における三次元造形物ＯＡｅの一部の断面形状の一例を示す図である。第６実施形態の三次元造形装置１００の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第６実施形態の三次元造形物ＯＡｅの製造方法のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。第６実施形態の三次元造形物ＯＡｅの製造方法は、第１実施形態と異なり、第３工程において、後述する高さ判定処理を行う。

【0110】

図１５に示したステップＳ６１０からステップＳ６８０は、図５に示したステップＳ１１０からステップＳ１８０と同様であるため、説明を省略する。

【0111】

ステップＳ６７０において、図１７に示した第１隙間Ｇｐ１ｅが第２隙間Ｇｐ２ｅよりも小さくないと判定された場合、制御部５００は、ステップＳ７００にて、第３工程として、高さ判定工程を実行する。なお、ステップＳ６７０は、ステップＳ６５０において第１隙間Ｇｐ１ｅが第２隙間Ｇｐ２ｅよりも大きくないと判定された場合に実行される。従って、第１隙間Ｇｐ１ｅが第２隙間と等しい場合に、ステップＳ７００が実行される。図１７に示した例では、第１隙間Ｇｐ１ｅは第２隙間Ｇｐ２ｅと等しい。

【0112】

図１５に示したステップＳ７００の高さ判定工程では、図１６に示した高さ判定処理が実行される。図１６に示した高さ判定処理では、まず、ステップＳ７０２にて、制御部５００は、測定部８０を制御して、図１７に示した第１高さｈ１を測定する。第１高さｈ１とは、第１部分造形物ＯＡ１ｅと第２部分造形物ＯＡ２ｅとの少なくともいずれか一方の高さを表す。造形物の高さとは、三次元造形物ＯＡｅの層の積層方向における、第１部分造形物ＯＡ１ｅや第２部分造形物ＯＡ２ｅの寸法を表す。本実施形態では、第１高さｈ１として、第２部分造形物ＯＡ２ｅの高さを測定する。

【0113】

本実施形態の測定部８０は、第１実施形態と同様に、レーザー発振部とレーザー受光部とを備える。測定部８０は、ステップＳ７０２において、第１部分造形物ＯＡ１や第２部分造形物ＯＡ２に向かってレーザーを照射し、照射したレーザーを受光するまでの時間に基づいて第１部分造形物ＯＡ１や第２部分造形物ＯＡ２の高さを測定し、測定した高さから第１部分造形物ＯＡ１及び第２部分造形物ＯＡ２を含む層に先立って造形された層の高さを差し引くことによって、第１高さを測定する。なお、測定部８０は、先立って造形された層の高さも、先立って造形された層に照射したレーザーを受光するまでの時間に基づいて測定できる。

【0114】

第１高さｈ１に対して、造形データから定まる第１高さｈ１に対応する高さを、第２高さｈ２と呼ぶ。第２高さｈ２は、例えば、第１部分経路Ｒｔ１や第２部分経路Ｒｔ２における吐出量から、第１部分造形物ＯＡ１ｅの仮想的な形状や、第２部分造形物ＯＡ２ｅの仮想的な形状が算出されることによって、定められる。

【0115】

ステップＳ７０４にて、制御部５００は、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも高いか否かを判定する。

【0116】

ステップＳ７０４において、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも高いと判定された場合、ステップＳ７０６にて、制御部５００は、第３設定値変更処理を行う。本実施形態では、制御部５００は、ステップＳ７０６において、第３設定値変更処理として、図１５に示したステップＳ６８０と同様に、吐出部２００の吐出に関する設定値を変更する。すなわち、制御部５００は、ステップＳ７０６において、設定値を変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整して、第３部分経路における吐出量を減少させる。

【0117】

ステップＳ７０４において、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも高くないと判定された場合、ステップＳ７０８にて、制御部５００は、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも低いか否かを判定する。図１６に示した例では、ステップＳ７０８において、制御部５００は、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも低いと判定する。

【0118】

ステップＳ７０８において、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも低いと判定された場合、ステップＳ７１０にて、制御部５００は、第４設定値変更処理を行う。ステップＳ７１０において、制御部５００は、第４設定値変更処理として、図１５に示したステップＳ６６０と同様に、設定値を変更する。すなわち、制御部５００は、ステップＳ７１０において、設定値を変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整して、第３部分経路における吐出量を増加させる。図１７に示した例では、ステップＳ７１０において、制御部５００は、第４設定値変更を実行し、第３部分経路における吐出量を増加させる。

【0119】

なお、ステップＳ７０８は、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも高くないと判定された場合に実行される。従って、ステップＳ７０８において、第１高さｈ１が第２高さｈ２よりも低くないと判定された場合、第１隙間高さｈ１と第２高さｈ２とは等しい。

【0120】

図１５に示したステップＳ７００の高さ判定工程が実行された後、制御部５００は、ステップＳ６６０が実行された場合や、ステップＳ６８０が実行された場合と同様に、ステップＳ６２０へと処理を戻し、次の層を造形する。この再度実行されるステップＳ６２０において、第３部分経路に対応する第３部分造形物が造形される。ステップＳ７００の高さ判定工程において、設定値が変更されていた場合、再度実行されるステップＳ６２０において、吐出部２００は変更された設定値に基づいて制御される。図１７に示した例では、第３部分経路における吐出量は、高さ判定工程において設定値が変更されなかった場合と比べて増加する。

【0121】

以上で説明した第５実施形態の三次元造形物ＯＡｅの製造方法によっても、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性が向上し、三次元造形物ＯＡｅの造形制度が向上する。特に、本実施形態では、第１部分造形物ＯＡ１ｅ及び第２部分造形物ＯＡ２ｅの間の隙間だけでなく、第１部分造形物ＯＡ１ｅや第２部分造形物ＯＡ２ｅの高さに基づいても、第３部分経路における吐出量が調整される。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性がより向上し、三次元造形物ＯＡｅの造形精度がより高まる。

【0122】

Ｇ．他の実施形態：
（Ｇ－１）上記実施形態において、制御部５００は、第３工程において、調整処理として、第１隙間が第２隙間よりも大きい場合、第３部分経路における吐出量を増加させ、第１隙間が第２隙間よりも小さい場合、第３部分経路における吐出量を減少させている。これに対して、制御部５００は、調整処理として、上記の吐出量の増加と吐出量の減少とのうち、いずれか一方のみを実行してもよい。

【0123】

（Ｇ－２）上記実施形態において、制御部５００は、吐出量データを変更する場合、吐出部２００から単位時間あたりに吐出される造形材料の量と、吐出部２００がステージ３００に対して相対的に移動する移動速度と、の少なくともいずれか一方を変更している。これに対して、例えば、吐出量データが各経路における吐出量そのものを規定するデータである場合、制御部５００は、吐出量データに含まれる吐出量そのものを変更することによって、吐出量データを変更してもよい。

【0124】

（Ｇ－３）上記実施形態において、制御部５００は、設定値として、フラットスクリューの４０の回転数と、可塑化部３０の温度と、ノズル６１の温度と、の少なくともいずれか１つを制御する値を変更している。これに対して、制御部５００は、設定値として、他の値を変更してもよい。例えば、上記実施形態のように、吐出部２００が吐出量調節機構７０を有している場合、制御部５００は、吐出量調節機構７０の開度を制御する値を変更してもよい。また、制御部５００は、例えば、フラットスクリュー４０の回転数や、可塑化部３０の温度や、ノズル６１の温度を制御する値を変更してもよい。この場合、制御部５００は、設定値の変更として、駆動モーター３２の出力や、ヒーター５８の出力や、ノズルヒーター７５の出力を変更してもよい。

【0125】

（Ｇ－４）上記実施形態において、制御部５００は、第２工程において、測定部８０を制御することによって測定される第１部分造形物と第２部分造形物との間の隙間を、第１隙間として測定している。これに対して、例えば、制御部５００は、第１隙間を、測定部８０によって測定される複数の隙間を統計処理することによって測定してもよい。また、制御部５００は、例えば、第１工程において、複数の第１部分造形物及び第２部分造形物を造形し、第２工程において、測定部８０によって測定される複数の第１部分造形物及び第２部分造形物の間の隙間の和を、第１隙間としてもよい。この場合、制御部５００は、例えば、造形データから定まる複数の隙間の和を第２隙間とし、第３工程において、第１隙間と第２隙間とを比較してもよい。

【0126】

（Ｇ－５）上記実施形態において、制御部５００は、三次元造形物の１層分を造形するごとに、第２工程を実行し、第１隙間を測定している。これに対して、制御部５００は、例えば、三次元造形物の２層分や３層分以上を造形するごとに第２工程を実行してもよいし、三次元造形物の１層分を造形している途中で、第２工程を実行してもよい。

【0127】

（Ｇ－６）上記の第３実施形態から第６実施形態では、制御部５００は、第３工程において、吐出部２００における造形材料の吐出に関する設定値を変更することによって、調整処理を行っている。これに対して、制御部５００は、第３実施形態から第６実施形態において、第２実施形態と同様に、第３部分経路に対応する吐出量データを変更することによって、調整処理を行ってもよい。

【0128】

（Ｇ－７）上記実施形態では、測定部８０は、レーザー発信部とレーザー受光部とを備え、レーザーを用いて造形材料同士の間の隙間や、造形材料の高さを測定している。これに対して、測定部８０は、レーザー発信部とレーザー受光部とを備える測定器でなくてもよい。例えば、カメラと制御部５００とによって、測定部８０の機能が実現されてもよい。この場合、制御部５００は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等によって取得された画像データを解析することによって、隙間や高さを測定することができる。また、制御部５００は、例えば、カメラによって取得された複数の画像データを用いることによって、隙間や高さの測定精度を高めてもよい。他にも、例えば、赤外線受光部を備える温度センサーと制御部５００とによって、測定部８０の機能が実現されてもよい。この場合、制御部５００は、温度センサーによって測定された温度分布を解析することによって、隙間や高さを測定することができる。また、隙間を測定する測定器と、第１部分造形物や第２部分造形物の高さを測定する測定器とが、それぞれ別体で設けられていてもよい。

【0129】

Ｈ．他の形態：
本開示は、上述の各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によって実現することができる。例えば、本開示は以下の形態として実現可能である。以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する上記の各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おいて必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0130】

（１）本開示の第１の形態によれば、吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する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、吐出部からステージに向けて造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形する第１工程と、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の隙間を表す第１隙間を測定する第２工程と、前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う第３工程と、を備える。
このような形態によれば、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性が向上し、三次元造形物の造形精度が向上する。

【0131】

（２）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３工程において、前記調整処理として、前記第１隙間が前記第２隙間よりも大きい場合、前記第３部分経路における前記吐出量を増加させてもよい。このような形態によれば、第３部分経路において、実際に吐出される造形材料の吐出量が、意図した吐出量に対して不足する可能性が低減する。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性が向上し、三次元造形物の造形精度が向上する。

【0132】

（３）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３工程において、前記調整処理として、前記第１隙間が前記第２隙間よりも小さい場合、前記第３部分経路における前記吐出量を減少させてもよい。このような形態によれば、第３部分経路において、実際に吐出される造形材料の吐出量が、意図した吐出量に対して過剰となる可能性が低減する。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性がより向上し、三次元造形物の造形精度がより向上する。

【0133】

（４）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３工程において、前記第１隙間が、前記第２隙間と等しい場合、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との少なくともいずれか一方の第１高さを測定し、前記第１高さが、前記造形データから定まる前記第１高さに対応する第２高さより高い場合、前記第３部分経路における前記吐出量を減少させ、前記第１高さが前記第２高さより低い場合、前記第３部分経路における前記吐出量を増加させてもよい。このような形態によれば、第１部分造形物及び第２部分造形物の間の隙間だけでなく、第１部分造形物や第２部分造形物の高さに基づいても、第３部分経路における吐出量が調整される。そのため、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料を吐出できる可能性がより向上し、三次元造形物の造形精度がより高まる。

【0134】

（５）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３工程において、前記第３部分経路に対応する前記吐出量データを変更することによって、前記調整処理を行ってもよい。このような形態によれば、吐出量データを変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0135】

（６）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３工程において、前記吐出部から単位時間あたりに吐出される前記造形材料の量と、前記吐出部が前記ステージに対して相対的に移動する移動速度と、の少なくともいずれか一方を変更することによって、前記第３部分経路に対応する前記吐出量データを変更してもよい。このような形態によれば、吐出量データの変更として、吐出部から単位時間あたりに吐出される造形材料の量や、吐出部の移動速度を変更することによって、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0136】

（７）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３工程において、前記吐出部における前記造形材料の吐出に関する設定値を変更することによって、前記調整処理を行ってもよい。このような形態によれば、設定値を変更することによって吐出部における造形材料の流動性を調整し、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0137】

（８）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記吐出部は、材料を可塑化して前記造形材料を生成する可塑化部と、前記造形材料を吐出するノズルと、を備え、前記可塑化部は、溝が形成された溝形成面を有するフラットスクリューを備え、前記第３工程において、前記設定値として、前記フラットスクリューの回転数と、前記可塑化部の温度と、前記ノズルの温度と、の少なくともいずれか１つの値を変更してもよい。このような形態によれば、吐出部がフラットスクリューを有する可塑化部とノズルとを備える場合に、簡易な制御によって、吐出部における造形材料の流動性を調整し、第３部分経路における吐出量を調整できる。

【0138】

（９）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３部分経路に対応する第３部分造形物は、外殻形状として造形され、前記第１部分造形物及び前記第２部分造形物は、前記外殻形状の内側部分である内部形状として造形されてもよい。このような形態によれば、内部形状として造形された第１部分造形物及び第２部分造形物の間の隙間に基づいて、第３部分経路における吐出量が調整され、三次元造形物の外殻形状として第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物の外殻形状の造形精度がより向上する。

【0139】

（１０）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第３部分造形物は、前記ステージ上の造形領域に造形され、前記第１部分造形物及び前記第２部分造形物は、前記造形領域と異なる領域に造形されてもよい。このような形態によれば、造形領域と異なる領域に造形された第１部分造形物及び第２部分造形物の間の隙間に基づいて、第３部分経路における吐出量が調整され、造形領域に第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物の造形精度が、より向上する。

【0140】

（１１）上記形態の三次元造形物の製造方法において、前記第１工程に先立って、前記吐出部から前記造形材料を吐出することによって、前記造形領域に、前記三次元造形物の一部である層を造形し、前記層を構成する前記造形材料が固化するまでの少なくとも一部の期間において、前記第１工程を実行してもよい。このような形態によれば、造形領域の三次元造形物の層を構成する造形材料を固化させている間に造形領域と異なる領域に造形される、第１部分造形物と第２部分造形物との間の隙間に基づいて、第３部分経路における吐出量が調整され、造形領域に第３部分造形物が造形される。そのため、三次元造形物の造形精度が、より向上する。

【0141】

（１２）本開示の第２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、ステージに向けて造形材料を吐出する吐出部と、前記吐出部と前記ステージとの相対的な位置を変化させる移動機構と、吐出された前記造形材料同士の間の隙間を測定する測定部と、前記吐出部と前記移動機構と前記測定部とを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記吐出部が前記造形材料を吐出しながら移動する経路を複数有し、互いに隣り合う前記経路である第１部分経路及び第２部分経路を含む経路データ、及び、各前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量データを有する造形データに従って、前記吐出部と前記移動機構とを制御することによって、前記第１部分経路に対応する第１部分造形物、及び、前記第２部分経路に対応する第２部分造形物を造形し、前記測定部を制御することによって、前記第１部分造形物と前記第２部分造形物との間の前記隙間を表す第１隙間を測定し、前記第１隙間と、前記造形データから定まる前記第１隙間に対応する第２隙間と、の差異に基づいて、前記第１部分経路及び前記第２部分経路よりも後に前記吐出部が移動する前記経路である第３部分経路における前記吐出量を調整する調整処理を行う。
このような形態によれば、第３部分経路において、意図した吐出量の造形材料が吐出される可能性が向上し、三次元造形物の造形精度が向上する。

【0142】

本開示は、上述した三次元造形物の製造方法や、三次元造形装置に限らず、種々の態様で実現可能である。例えば、三次元造形装置の制御方法、三次元造形物を造形するためのコンピュータープログラム、コンピュータープログラムを記録した一時的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。

【符号の説明】

【0143】

２０…材料供給部、２２…供給路、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、４１…上面、４２…溝形成面、４３…側面、４４…材料導入口、４５…溝、４６…凸条部、４７…中央部、５０…バレル、５２…スクリュー対向面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６１…ノズル、６２…供給流路、６５…第１供給口、６６…交差孔、６７…第２供給口、６８…ノズル流路、６９…ノズル孔、７０…吐出量調節機構、７１…駆動軸、７２…弁体、７５…ノズルヒーター、８０…測定部、１００…三次元造形装置、２００…吐出部、３００…ステージ、３１１…造形面、４００…移動機構、５００…制御部

【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】