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公開番号2025016847
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2023119590
出願日2023-07-24
発明の名称工作機械装置
出願人株式会社ExtraBold
代理人弁理士法人白坂
主分類B29C 64/393 20170101AFI20250129BHJP(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】造形物の変形を防止するとともに、造形物の強度を高めることができる、工作機械装置を提供する。
【解決手段】工作機械装置は、吐出口から材料を吐出する吐出ノズルと、吐出ノズルを3次元の空間において移動させる移動装置と、吐出ノズルの周囲に配置された局所冷却部と、局所冷却部による冷却位置を吐出ノズルの移動方向に応じて制御する冷却位置制御部と、吐出ノズルの周囲に配置された局所加熱部と、局所加熱部による加熱位置を吐出ノズルの移動方向に応じて制御する加熱位置制御部と、を備える、
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
吐出口から材料を吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルを３次元の空間において移動させる移動装置と、
前記吐出ノズルの周囲に配置された局所冷却部と、
前記局所冷却部による冷却位置を前記吐出ノズルの移動方向に応じて制御する冷却位置制御部と、
前記吐出ノズルの周囲に配置された局所加熱部と、
前記局所加熱部による加熱位置を前記吐出ノズルの移動方向に応じて制御する加熱位置制御部と
を備える、工作機械装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記冷却位置制御部は、前記冷却位置が前記移動方向において前記吐出ノズルから吐出される材料の吐出位置の後方となるように前記冷却位置を制御し、
前記加熱位置制御部は、前記加熱位置が前記移動方向において前記吐出ノズルから吐出される材料の吐出位置の前方となるように前記加熱位置を制御する、請求項１に記載の工作機械装置。
【請求項３】
前記局所冷却部は、前記吐出ノズルの周囲に配置された複数の冷却孔を有し、
前記冷却位置制御部は、前記吐出ノズルの移動方向に応じて、前記冷却孔のいずれかを動作させるかにより前記冷却位置を制御する、請求項１または２に記載の工作機械装置。
【請求項４】
前記局所冷却部は、前記吐出ノズルの周囲に配置された冷却孔を前記吐出ノズルを中心に回動させる冷却孔回動機構を有し、
前記冷却位置制御部は、前記吐出ノズルの移動方向に応じて、前記冷却孔回転機構の回動位置を位置決めすることにより前記冷却孔による前記冷却位置を制御する、請求項１または２に記載の工作機械装置。
【請求項５】
前記局所加熱部は、前記吐出ノズルの周囲に配置された複数の加熱孔を有し、
前記加熱位置制御部は、前記吐出ノズルの移動方向に応じて、前記加熱孔のいずれかを動作させるかにより前記加熱位置を制御する、請求項１または２に記載の工作機械装置。
【請求項６】
前記局所加熱部は、前記吐出ノズルの周囲に配置された加熱孔を前記吐出ノズルを中心に回動させる加熱孔回動機構を有し、
前記冷却位置制御部は、前記吐出ノズルの移動方向に応じて、前記加熱孔回動機構の回動位置を位置決めすることにより前記加熱孔による前記加熱位置を制御する、請求項１または２に記載の工作機械装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）－ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）、または３ＤＣＧ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｇｒａｐｈｉｃｓ）等において作成された３Ｄデータに基づき、材料を一層一層積層していき造形物（ワーク）を造形する３Ｄプリンタが知られている。３Ｄプリンタには様々な造形方式が用いられる。例えば、熱で融解した材料を積層していきワークを造形するＦＤＭ（ＦｕｓｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇ）方式の３Ｄプリンタがある。ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタは、溶融した樹脂等の材料を吐出する吐出部を三次元（または二次元）で移動させる主軸を有し、主軸を制御する制御部が主軸を三次元に移動させることによりワークを造形する。
【０００３】
また、造形材料の積層時に造形材料を局所的に加熱し、およびを局所的に冷却することにより、立体造形物の反り等の変形を抑制する３Ｄプリンタが知られている。例えば、特許文献１には、造形材料を積層して三次元造形物を造形する造形装置であって、造形材料の積層時に造形材料を局所的に加熱する局所加熱部と、積層時に造形材料を局所的に冷却する局所冷却部とを備えた造形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１５１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、造形装置において造形される造形物の形状は様々である。このため、造形物の形状によっては、材料を吐出する吐出ノズルと局所冷却部または局所加熱部との位置関係が異なり、所望の冷却または加熱ができないことから造形物の変形を抑制できない場合があった。
【０００６】
また、造形した部分の材料とその部分に積層する材料の温度差が大きい場合、積層間の密着強度が不十分となり、造形物の強度不足が生じる場合があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、造形物の変形を防止するとともに、造形物の強度を高めることができる、工作機械装置を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、実施形態の工作機械装置は、吐出口から材料を吐出する吐出ノズルと、吐出ノズルを３次元の空間において移動させる移動装置と、吐出ノズルの周囲に配置された局所冷却部と、局所冷却部による冷却位置を吐出ノズルの移動方向に応じて制御する冷却位置制御部と、吐出ノズルの周囲に配置された局所加熱部と、局所加熱部による加熱位置を吐出ノズルの移動方向に応じて制御する加熱位置制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの実施形態によれば、工作機械装置は、吐出口から材料を吐出する吐出ノズルを３次元の空間において移動させ、吐出ノズルの周囲に配置された局所冷却部による冷却位置を吐出ノズルの移動方向に応じて制御し、吐出ノズルの周囲に配置された局所加熱部による加熱位置を吐出ノズルの移動方向に応じて制御することにより、造形物の変形を防止するとともに、造形物の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態における工作機械装置の外観の一例を示す図である。
実施形態における、（Ａ）主軸に対する工具装着時の一例、（Ｂ）主軸に対する造形装置装着時の一例を示す図である。
実施形態における工作機械装置の構造の一例を示す図である。
実施形態における局所冷却加熱部の一例を示す図である。
実施形態における局所冷却および局所加熱の一例を示す図である。
実施形態における冷却位置および加熱位置の変更方法の一例を示す図である。
実施形態における冷却位置および加熱位置の変更方法の他の一例を示す図である。
実施形態における工作機械装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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