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公開番号2025177617
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024084622
出願日2024-05-24
発明の名称三次元造形物の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B29C 64/393 20170101AFI20251128BHJP(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】層を積層することで造形される三次元造形物の品質を向上できる技術を提供する。
【解決手段】三次元造形物の製造方法は、第n番目の層を積層する第1積層工程と、第n番目の層の温度分布を測定する温度測定工程と、第n番目の層の温度分布を予測する温度予測工程の、少なくともいずれか1つの工程と、第n番目の層の温度分布に基づいて、第n+1番目の層の造形データを生成または修正するデータ生成工程と、生成または修正された第n+1番目の層の造形データに基づいて第n+1番目の層を積層する第2積層工程と、を備え、第n番目の層は、第1領域および第2領域を有し、第1領域は、第2領域よりも温度の低い領域であり、データ生成工程において、第2領域の上方よりも第1領域の上方に先に造形材料が積層されるように、第n+1番目の層の造形データを生成または修正する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
三次元造形物の形状を表す形状データに基づいて生成された、前記三次元造形物を層ごとに造形するための造形データに従って、三次元造形装置に備えられた吐出部から造形材料を吐出させて複数の層を積層することで前記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、
ｎを１以上の任意の整数としたとき、
前記吐出部から前記造形材料を吐出させて第ｎ番目の層を積層する第１積層工程と、
前記第ｎ番目の層の温度分布を測定する温度測定工程と、前記第ｎ番目の層の温度分布を予測する温度予測工程の、少なくともいずれか１つの工程と、
前記第ｎ番目の層の前記温度分布に基づいて、第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正するデータ生成工程と、
生成または修正された前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データに基づいて、前記吐出部から前記造形材料を吐出させて前記第ｎ＋１番目の層を積層する第２積層工程と、を備え、
前記第ｎ番目の層は、第１領域および第２領域を有し、
前記第１領域は、前記第２領域よりも温度の低い領域であり、
前記データ生成工程において、前記第２領域の上方よりも前記第１領域の上方に先に前記造形材料が積層されるように、前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正する、
三次元造形物の製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第ｎ番目の層は、複数の前記第１領域と、前記複数の第１領域に接する前記第２領域と、を有し、
前記データ生成工程において、前記第２領域の上方に前記造形材料が積層されることを許容しつつ、前記造形材料の吐出を停止させることなく前記複数の第１領域の上方に前記造形材料が積層されるように、前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第ｎ番目の層は、複数の前記第１領域を有し、
前記データ生成工程において、前記複数の第１領域の上方に前記造形材料が積層された後に、前記第２領域の上方に前記造形材料が積層されるように、前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記温度測定工程において、前記第ｎ番目の層の温度分布の時間変化を測定し、
前記温度予測工程において、前記第ｎ番目の層の温度分布の時間変化を予測し、
前記第１領域または前記第２領域は、第３領域および第４領域を有し、
前記第３領域は、前記第４領域よりも温度が速く低下する領域であり、
前記データ生成工程において、前記第ｎ番目の層の前記温度分布の時間変化に基づいて、前記第４領域の上方よりも前記第３領域の上方に先に前記造形材料が積層されるように、前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記データ生成工程において、前記第１領域の上方に前記造形材料を積層するときの前記吐出部の移動速度である第１速度と、前記第２領域の上方に前記造形材料を積層するときの前記吐出部の移動速度である第２速度と、を設定し、
前記第１速度は、前記第２速度よりも速い、
三次元造形物の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記温度測定工程および前記温度予測工程を有し、
前記データ生成工程は、
前記温度予測工程における前記第ｎ番目の層の前記温度分布の予測結果に基づいて、前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成する第１データ生成工程と、
前記温度測定工程における前記第ｎ番目の層の前記温度分布の測定結果に基づいて、前記第１データ生成工程で生成された前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを修正する第２データ生成工程と、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、三次元造形物の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、溶融した熱可塑性の材料を、予め設定された形状データにしたがって走査する押出ノズルから基台上に押し出し、その基台上で硬化した材料の上にさらに溶融した材料を積層して３次元物体を作成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－１９２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
層を積層することで造形される三次元造形物の品質を向上できる技術が望まれている。
【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、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、三次元造形物の形状を表す形状データに基づいて生成された、前記三次元造形物を層ごとに造形するための造形データに従って、三次元造形装置に備えられた吐出部から造形材料を吐出させて複数の層を積層することで前記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、ｎを１以上の任意の整数としたとき、前記吐出部から前記造形材料を吐出させて第ｎ番目の層を積層する第１積層工程と、前記第ｎ番目の層の温度分布を測定する温度測定工程と、前記第ｎ番目の層の温度分布を予測する温度予測工程の、少なくともいずれか１つの工程と、前記第ｎ番目の層の前記温度分布に基づいて、第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正するデータ生成工程と、生成または修正された前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データに基づいて、前記吐出部から前記造形材料を吐出させて前記第ｎ＋１番目の層を積層する第２積層工程と、を備え、前記第ｎ番目の層は、第１領域および第２領域を有し、前記第１領域は、前記第２領域よりも温度の低い領域であり、前記データ生成工程において、前記第２領域の上方よりも前記第１領域の上方に先に前記造形材料が積層されるように、前記第ｎ＋１番目の層の前記造形データを生成または修正する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
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。
スクリューの概略構成を示す斜視図。
バレルの概略平面図。
三次元造形装置が三次元造形物を造形する様子を模式的に示す説明図。
情報処理装置の概略構成を示す説明図。
造形処理のフローチャート。
ステップＳ４０で生成される第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズルの移動経路の例を示す図。
ステップＳ４０で生成される第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズルの移動経路の他の例を示す図。
ステップＳ９０で修正された第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズルの移動経路の例を示す図。
ステップＳ９０で修正された第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズルの移動経路の他の例を示す図。
第２実施形態における、造形処理のステップＳ４０で生成される第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズルの移動経路の例を示す図。
第２実施形態における、造形処理のステップＳ９０で修正された第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズルの移動経路の例を示す図。
第３実施形態における造形処理のフローチャート。
ステップＳ４１で生成される第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズル６１の移動経路の例を示す図。
ステップＳ９１で修正された第ｎ＋１層の造形データに含まれる、ノズル６１の移動経路の例を示す図。
第４実施形態における造形処理のフローチャート。
第５実施形態における造形処理のフローチャート。
第６実施形態における造形処理のフローチャート。
第７実施形態における造形処理のフローチャート。
第８実施形態における造形処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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三次元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。
【０００９】
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、三次元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、ステージ２１０上に吐出された造形材料の温度分布を測定する温度測定部２５０と、を備える。
【００１０】
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上に吐出する。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。
（【００１１】以降は省略されています）

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