特許ウォッチ

公開番号2025015343
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023118698
出願日2023-07-20
発明の名称造形装置、および造形方法
出願人個人,地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所
代理人個人,個人
主分類B29C 64/118 20170101AFI20250123BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】造形精度を高くすることができる造形装置および造形方法を提供する。
【解決手段】造形装置は、造形材料を用いて造形を行う造形装置であって、前記造形材料を吐出するノズルと、前記ノズルから吐出される前記造形材料を載置する載置面を含む造形台と、前記ノズルから吐出される前記造形材料に、前記造形台に向かう方向への加速度を付与する付与機構と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
造形材料を用いて造形を行う造形装置であって、
前記造形材料を吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出される前記造形材料を載置する載置面を含む造形台と、
前記ノズルから吐出される前記造形材料に、前記造形台に向かう方向への加速度を付与する付与機構と、を有する、造形装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記ノズルから吐出された前記造形材料により形成した造形材料層を、前記載置面上に積層することにより前記造形を行い、
前記付与機構は、前記造形材料層に前記加速度を付与する、請求項１に記載の造形装置。
【請求項３】
前記付与機構は、所定の回転軸回りに前記ノズルおよび前記造形台を回転させることで、前記ノズルから吐出される前記造形材料に、前記造形台に向かう方向への遠心加速度を付与する、請求項１または請求項２に記載の造形装置。
【請求項４】
前記回転軸を挟んで前記造形台とは反対側に配置される荷重部材を有する、請求項３に記載の造形装置。
【請求項５】
前記荷重部材は、前記回転軸を中心に、前記載置面上に載置される前記造形材料と対称な位置に配置される、請求項４に記載の造形装置。
【請求項６】
前記ノズルよりも前記回転軸に近い位置に配置されるアクチュエータ機構を含む、請求項３に記載の造形装置。
【請求項７】
前記回転軸は、重力方向に直交する、請求項３に記載の造形装置。
【請求項８】
前記付与機構により前記加速度が付与された状態において、前記ノズルから吐出される前記造形材料は、前記付与機構により前記加速度が付与されていない状態において、前記ノズルから吐出される前記造形材料よりも多い、請求項１または請求項２に記載の造形装置。
【請求項９】
重力場が１Ｇのときに吐出可能な前記ノズルの直径をＬとすると、
加速度場がｎ×Ｇのときの前記ノズルの直径はＬ／√ｎである、請求項１または請求項２に記載の造形装置。
【請求項１０】
造形材料を用いて造形を行う造形装置による造形方法であって、
前記造形装置が、
ノズルにより、前記造形材料を吐出し、
造形台の載置面により、前記ノズルから吐出される前記造形材料を載置し、
付与機構により、前記ノズルから吐出される前記造形材料に、前記造形台に向かう方向への加速度を付与する、造形方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、造形装置、および造形方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、生産工学やものづくり産業において、三次元物体の造形装置および造形方法が知られている。
【０００３】
造形装置および造形方法として、熱可塑性樹脂を造形材料として、ノズルから吐出した造形材料により形成される造形材料層を積層するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１６４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
造形材料を用いて造形を行う造形装置および造形方法では、造形材料を吐出するノズルの出口穴のサイズが小さいほど、ノズルから吐出される造形材料が少なくなるため、高分解能な造形が可能になり、造形精度が高くなる。しかしながら、ノズルの出口穴のサイズを小さくすると、ノズルから造形材料を吐出するための力よりも造形材料の表面張力が大きくなってノズルから造形材料を吐出できなくなる場合がある。このため、造形材料を吐出可能な程度にノズルの出口穴のサイズを大きくする必要があり、造形精度を高くする点で改善の余地があった。
【０００６】
本開示に係る実施形態は、造形精度を高くすることができる造形装置および造形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施形態に係る造形装置は、造形材料を用いて造形を行う造形装置であって、前記造形材料を吐出するノズルと、前記ノズルから吐出される前記造形材料を載置する載置面を含む造形台と、前記ノズルから吐出される前記造形材料に、前記造形台に向かう方向への加速度を付与する付与機構と、を有する。
【０００８】
本開示の実施形態に係る造形方法は、造形材料を用いて造形を行う造形装置による造形方法であって、前記造形装置が、ノズルにより、前記造形材料を吐出し、造形台の載置面により、前記ノズルから吐出される前記造形材料を載置し、付与機構により、前記ノズルから吐出される前記造形材料に、前記造形台に向かう方向への加速度を付与する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の実施形態によれば、造形精度を高くすることができる造形装置および造形方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る造形装置を模式的に示す正面図である。
実施形態に係る造形装置を模式的に示す側面図である。
実施形態に係る付与機構を説明する斜視図である。
実施形態に係るノズルを模式的に示す断面図である。
ノズル出口穴近傍での吐出圧力と遠心力と表面張力の関係を示す図である。
重力場における造形結果を模式的に示す図である。
無重力場における造形結果を模式的に示す図である。
遠心力場における造形結果を模式的に示す図である。
実施形態に係る造形装置による造形結果を示す図である。
ノズル温度と加速度と造形物の重量の関係を示す図である。
ノズルから吐出後のフィラメント状造形材料の直径を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許