[go: up one dir, main page]

JP5100585B2 - 3D modeling machine - Google Patents

3D modeling machine Download PDF

Info

Publication number
JP5100585B2
JP5100585B2 JP2008239421A JP2008239421A JP5100585B2 JP 5100585 B2 JP5100585 B2 JP 5100585B2 JP 2008239421 A JP2008239421 A JP 2008239421A JP 2008239421 A JP2008239421 A JP 2008239421A JP 5100585 B2 JP5100585 B2 JP 5100585B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
modeling
housing
moving mechanism
dimensional modeling
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008239421A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010069714A (en
Inventor
毅 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagano Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Nagano Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagano Japan Radio Co Ltd filed Critical Nagano Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2008239421A priority Critical patent/JP5100585B2/en
Publication of JP2010069714A publication Critical patent/JP2010069714A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5100585B2 publication Critical patent/JP5100585B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、設置面に載置するハウジング部及びこのハウジング部の内部に配した三次元造形機構部を備える三次元造形機に関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling machine including a housing unit placed on an installation surface and a three-dimensional modeling mechanism unit arranged inside the housing unit.

従来、設置面に載置するハウジング部及びこのハウジング部の内部に配した三次元造形機構部を備える三次元造形機としては、特許文献1で開示される3次元造形機が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a 3D modeling machine disclosed in Patent Document 1 is known as a 3D modeling machine including a housing part placed on an installation surface and a 3D modeling mechanism part arranged inside the housing part.

同文献1で開示される3次元造形機は、設置面に載置するフレーム(ハウジング部)と、このフレームの内部に配した三次元造形機構部を備えており、この三次元造形機構部は当該フレームを利用して組付けられる。なお、三次元造形機構部は、加熱することにより溶融して接着力を生じる接着剤を塗布した素材シートを積層中の積層体上面に送り込む素材シート供給手段と、素材シートを加熱し積層体の上面に押圧して接着する加熱手段と、素材シートを3次元形状データに基づいて所定の形状にレーザビームによって切断して3次元立体形状のモデル等を造形する切断手段とよりなる3次元造形機において、機械本体の一方側に素材シートロールを装架する供給シャフトと加工済の素材シートを巻き取る巻取シャフトを上下に水平軸線方向で平行して設けた構成を備えている。
特開2001−287275号公報
The 3D modeling machine disclosed in the literature 1 includes a frame (housing) placed on the installation surface and a 3D modeling mechanism arranged inside the frame. It is assembled using the frame. The three-dimensional modeling mechanism unit includes a material sheet supply means that feeds a material sheet coated with an adhesive that melts by heating to generate an adhesive force, and a material sheet supply unit that heats the material sheet. A three-dimensional modeling machine comprising heating means for pressing and adhering to the upper surface, and cutting means for cutting a material sheet into a predetermined shape by a laser beam based on the three-dimensional shape data to form a three-dimensional model or the like 1 has a configuration in which a supply shaft for mounting the material sheet roll and a winding shaft for winding the processed material sheet are provided in parallel in the horizontal axis direction on one side of the machine body.
JP 2001-287275 A

しかし、上述した3次元造形機をはじめ、従来の三次元造形機は一般に次のような解決すべき課題が存在した。   However, the conventional three-dimensional modeling machine including the above-described three-dimensional modeling machine generally has the following problems to be solved.

第一に、この種の三次元造形機は三次元造形を行うため、造形時におけるX方向,Y方向及びZ方向の絶対位置のみならず各方向間における相対位置や相対角度(座標直交性)を正確に維持することが高精度かつ高品質の三次元造形物を得る上で重要な要素となるが、従来の三次元造形機、例えば、特許文献1の場合には、フレーム(ハウジング部)を利用して三次元造形機構部を組付けるため、造形機を設置する設置面に凹凸等がある場合、フレームの歪(撓み)がフレーム内部の三次元造形機構部に影響しやすい。したがって、通常、フレームの底面四隅に設けた高さ調整可能なハウジング脚部により高さ調整(アライメント調整)を行うことにより、平坦性を確保しているが、調整作業が大変になるとともに、人為的作業のため調整にバラツキを生じやすく、また、初期調整を正確に行っても長期使用により狂いを生じやすい。   First, since this type of 3D modeling machine performs 3D modeling, not only absolute positions in the X, Y, and Z directions during modeling, but also relative positions and relative angles (coordinate orthogonality) between each direction. However, in the case of the conventional 3D modeling machine, for example, in Patent Document 1, a frame (housing part) In order to assemble the 3D modeling mechanism part, if there is unevenness on the installation surface on which the modeling machine is installed, the distortion (deflection) of the frame tends to affect the 3D modeling mechanism part inside the frame. Therefore, the flatness is usually secured by adjusting the height (alignment adjustment) with the height adjustable housing legs provided at the four corners of the bottom of the frame, but the adjustment work becomes difficult and artificial. The adjustment is likely to cause variations in the adjustment work, and even if the initial adjustment is made accurately, the adjustment tends to be distorted due to long-term use.

第二に、大型の三次元造形機の場合には、設置場所を決めて設置するため、一度設置すれば、頻繁に設置場所を変更することがないとともに、仮に、変更する場合であっても専門業者等により行われるため、再設置時においても再調整が行われるが、小型の三次元造形機、例えば、机の上に載置可能な卓上型のような小型の三次元造形機の場合には、ユーザがレイアウト変更等により頻繁に移動することも考えられる。この場合、ユーザは、十分な調整を行わない場合も少なくなく、結局、精度の高い最適な状態を維持しにくい。なお、高い剛性を有する構造を採用すればよいが、小型の三次元造形機の場合には、大型化や重量アップ及びコストアップを招くため、高剛性化には限界がある。   Second, in the case of a large 3D modeling machine, the installation location is determined and installed, so once installed, the installation location will not change frequently and even if it is changed Since it is performed by a specialist, etc., readjustment is performed even when re-installing, but in the case of a small 3D modeling machine, for example, a small 3D modeling machine such as a desktop model that can be placed on a desk It is also conceivable that the user frequently moves due to a layout change or the like. In this case, there are many cases where the user does not perform sufficient adjustment, and eventually it is difficult to maintain an optimal state with high accuracy. Note that a structure having high rigidity may be employed, but in the case of a small three-dimensional modeling machine, there is a limit to increasing rigidity because it increases the size, weight, and cost.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した三次元造形機の提供を目的とするものである。   The object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling machine that solves the problems in the background art.

本発明は、上述した課題を解決するため、設置面Sに載置するハウジング部Hと、このハウジング部Hの内部に配した、造形テーブル2に対して造形用材料Rを射出する射出ヘッド3をX方向に相対移動させるX方向移動機構Mx,造形テーブル2に対して射出ヘッド3をY方向に相対移動させるY方向移動機構My及び射出ヘッド3に対して造形テーブル2をZ方向に相対移動させるZ方向移動機構Mzを有する三次元造形機構部Moとを備える三次元造形機1を構成するに際して、少なくとも、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzを含む三次元造形機構部Moの全体を支持するインナシャーシ部Cを設け、このインナシャーシ部Cをハウジング部Hの底面を構成する矩形状に形成したハウジング底面部Hdの上面Hdu上に配するとともに、インナシャーシ部Cの下面Cdに、当該ハウジング底面部Hdの上面Hduに接触して結合する複数のシャーシ結合部4a,4b,4c,4dを、当該ハウジング底面部Hdの下面Hddにおける四隅付近にそれぞれ配設した複数のハウジング脚部5a,5b,5c,5dに対して異なる位置となる相隣る二つの当該ハウジング脚部5aと5b,5bと5c…間の中間位置に配設してなることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a housing part H to be placed on the installation surface S, and an injection head 3 for injecting the modeling material R to the modeling table 2 disposed inside the housing part H. The X-direction moving mechanism Mx for moving the X-direction relative to the X-direction, the Y-direction moving mechanism My for relatively moving the injection head 3 in the Y-direction relative to the modeling table 2, and the Z-direction relative to the modeling table 2 relative to the injection head 3 When configuring the three-dimensional modeling machine 1 including the three-dimensional modeling mechanism unit Mo having the Z-direction moving mechanism Mz to be performed, the three-dimensional including at least the X-direction moving mechanism Mx, the Y-direction moving mechanism My, and the Z-direction moving mechanism Mz. An inner chassis portion C that supports the entire modeling mechanism portion Mo is provided, and the inner chassis portion C is formed in a rectangular shape that constitutes the bottom surface of the housing portion H. A plurality of chassis coupling portions 4a, 4b, 4c, and 4d that are arranged on the upper surface Hdu and are coupled to the lower surface Cd of the inner chassis portion C in contact with the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd. Between the two adjacent housing legs 5a and 5b, 5b and 5c, which are located at different positions with respect to the plurality of housing legs 5a, 5b, 5c and 5d respectively disposed in the vicinity of the four corners of the lower surface Hdd. It is characterized by being arranged at a position.

この場合、発明の好適な態様により、シャーシ結合部4a…は、ハウジング底面部Hdとインナシャーシ部C間に介在させる支持部材4as…を用いることができ、この際、支持部材4as…には、剛性部材12又は弾性部材13を用いることができる。なお、造形用材料Rには、三次元造形物Aを造形する造形材Ra及び三次元造形物A以外の空間を埋めるサポート材Rsが含まれる。   In this case, according to a preferred aspect of the invention, the chassis coupling portions 4a can use the supporting members 4as interposed between the housing bottom surface portion Hd and the inner chassis portion C. In this case, the supporting members 4as ... The rigid member 12 or the elastic member 13 can be used. The modeling material R includes a modeling material Ra that models the three-dimensional model A and a support material Rs that fills a space other than the three-dimensional model A.

このような構成を有する本発明に係る三次元造形機1によれば、次のような顕著な効果を奏する。   According to the three-dimensional modeling machine 1 according to the present invention having such a configuration, the following remarkable effects can be obtained.

(1) 少なくとも、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzを含む三次元造形機構部Moの全体を支持するインナシャーシ部Cを設け、このインナシャーシ部Cをハウジング部Hの底面を構成するハウジング底面部Hdの上面Hdu上に配するとともに、インナシャーシ部Cの下面Cdに、当該ハウジング底面部Hdの上面Hduに接触して結合する複数のシャーシ結合部4a…を、ハウジング底面部Hdの下面Hddに配設した複数のハウジング脚部5a…に対して異なる位置に配設してなるため、凹凸を有する設置面Sに設置し、ハウジング部Hに歪(撓み)が生じた場合であっても、インナシャーシ部C、更にはX方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzに付加される歪は平均して半分程度に低減される。したがって、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzの相対位置や相対角度(座標直交性)のズレが大幅に低減され、三次元造形物Aの高精度化及び高品質化に寄与できる。   (1) An inner chassis portion C that supports at least the entire three-dimensional modeling mechanism portion Mo including the X direction moving mechanism Mx, the Y direction moving mechanism My, and the Z direction moving mechanism Mz is provided, and the inner chassis portion C is provided as a housing portion. A plurality of chassis coupling portions 4a that are arranged on the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd that constitutes the bottom surface of H and that are in contact with and coupled to the lower surface Cd of the inner chassis portion C in contact with the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd. Since the plurality of housing leg portions 5a disposed on the lower surface Hdd of the housing bottom surface portion Hd are disposed at different positions, they are disposed on the uneven installation surface S, and the housing portion H is distorted (flexed). Even if this occurs, the distortion applied to the inner chassis C, and further to the X direction moving mechanism Mx, the Y direction moving mechanism My, and the Z direction moving mechanism Mz is averaged. It is reduced to a minute degree. Therefore, the deviation of the relative position and relative angle (coordinate orthogonality) of the X direction moving mechanism Mx, the Y direction moving mechanism My, and the Z direction moving mechanism Mz is greatly reduced, and the three-dimensional structure A has high accuracy and high quality. Can contribute to

(2) 三次元造形機1を設置面Sに設置した際に発生するハウジング部Hの歪を平均して半分程度に低減できるため、平坦性を確保するための調整(アライメント調整)を不要或いは簡易化することができ、設置の容易化に寄与できるとともに、インナシャーシ部C等の剛性構造も簡略化することができ、全体の小型化,軽量化及び低コスト化にも寄与できる。   (2) Since the distortion of the housing portion H that occurs when the 3D modeling machine 1 is installed on the installation surface S can be reduced to about a half, the adjustment (alignment adjustment) for ensuring flatness is unnecessary or It can be simplified and can contribute to the ease of installation, and the rigid structure of the inner chassis portion C and the like can also be simplified, thereby contributing to the overall size reduction, weight reduction, and cost reduction.

(3) ハウジング底面部Hdを、矩形状に形成し、ハウジング脚部5a…を当該ハウジング底面部Hdの四隅付近にそれぞれ配設するとともに、シャーシ結合部4a…を相隣る二つのハウジング脚部5aと5b,5bと5c…間の中間位置にそれぞれ配設するため、インナシャーシ部Cに付加される歪の低減度合が平均化され、全体にバランスのとれた最適な態様として構成できる。   (3) The housing bottom surface portion Hd is formed in a rectangular shape, the housing leg portions 5a... Are arranged in the vicinity of the four corners of the housing bottom surface portion Hd, and the chassis coupling portions 4a. .. Are arranged at intermediate positions between 5a and 5b, 5b and 5c..., The degree of distortion reduction applied to the inner chassis C is averaged, and an optimal aspect can be configured that is balanced overall.

(4) 好適な態様により、シャーシ結合部4a…として、ハウジング底面部Hdとインナシャーシ部C間に介在させる支持部材4as…を用いれば、インナシャーシ部Cをハウジング底面部Hdに対して離間させることができる。したがって、インナシャーシ部Cの形状が制限されることがなく、インナシャーシ部Cの形状に対する設計自由度を高めることができる。   (4) According to a preferred embodiment, if the support member 4as ... interposed between the housing bottom surface portion Hd and the inner chassis portion C is used as the chassis coupling portion 4a ..., the inner chassis portion C is separated from the housing bottom surface portion Hd. be able to. Therefore, the shape of the inner chassis portion C is not limited, and the degree of design freedom for the shape of the inner chassis portion C can be increased.

(5) 好適な態様により、支持部材4as…として、剛性部材12を用いれば、インナシャーシ部Cを支持する際の安定性を高めることができるとともに、支持部材4as…として、弾性部材13を用いれば、ハウジング部Hに生じた歪(撓み)を吸収できるため、三次元造形物Aの高精度化及び高品質化、更には設置の容易化及び剛性構造の簡略化を、より推進させることができる。   (5) If the rigid member 12 is used as the support member 4as... According to a preferred embodiment, the stability at the time of supporting the inner chassis C can be improved, and the elastic member 13 is used as the support member 4as. For example, since the distortion (deflection) generated in the housing part H can be absorbed, it is possible to further promote higher accuracy and higher quality of the three-dimensional structure A, further ease of installation, and simplification of the rigid structure. it can.

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る三次元造形機1の構成について、図1〜図9を参照して具体的に説明する。   First, the configuration of the three-dimensional modeling machine 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS.

図9に、本実施形態に係る三次元造形機1の外観構成を示す。三次元造形機1は、全体がハウジング部Hにより覆われており、大きさは机等の上面に載置できるように卓上型として構成する。このハウジング部Hの内部には、図5に示す三次元造形機構部Moを配する。この三次元造形機構部Moは、造形テーブル2に対して造形用材料Rを射出する射出ヘッド3をX方向に相対移動させるX方向移動機構Mx,造形テーブル2に対して射出ヘッド3をY方向に相対移動させるY方向移動機構My及び射出ヘッド3に対して造形テーブル2をZ方向に相対移動させるZ方向移動機構Mzを備える。   In FIG. 9, the external appearance structure of the three-dimensional modeling machine 1 which concerns on this embodiment is shown. The three-dimensional modeling machine 1 is entirely covered with a housing portion H, and the size is configured as a desktop type so that it can be placed on the upper surface of a desk or the like. Inside the housing part H, a three-dimensional modeling mechanism part Mo shown in FIG. The three-dimensional modeling mechanism Mo is an X-direction moving mechanism Mx that relatively moves the injection head 3 for injecting the modeling material R with respect to the modeling table 2 in the X direction, and the injection head 3 with respect to the modeling table 2 in the Y direction. And a Z-direction moving mechanism Mz that relatively moves the modeling table 2 in the Z direction with respect to the injection head 3.

ハウジング部Hは、図1及び図2に示すように、ハウジング底面部Hdとハウジング本体部Hmからなり、設置面S(机等の上面)に直接載置することができる。ハウジング底面部Hdは、全体を平板により矩形状(例示は長方形)に形成し、ハウジング部Hの底面を構成する。ハウジング底面部Hdの下面Hddにおける四隅付近には、それぞれ下方に突出したハウジング脚部5a,5b,5c,5dを配設する。このハウジング脚部5a…は、剛性であるか弾性であるかは問わないとともに、キャスタ等であってもよい。一方、ハウジング本体部Hmは、ハウジング底面部Hdの上方を覆うボックス状に構成し、図9に示すように、開閉扉71及び電源スイッチ72等を備える。また、ハウジング部Hの内部には造形機制御部75を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the housing portion H includes a housing bottom surface portion Hd and a housing main body portion Hm, and can be directly placed on an installation surface S (an upper surface of a desk or the like). The bottom surface portion Hd of the housing is entirely formed in a rectangular shape (illustration is rectangular) by a flat plate, and constitutes the bottom surface of the housing portion H. Housing leg portions 5a, 5b, 5c, and 5d that protrude downward are disposed near the four corners of the bottom surface Hdd of the housing bottom surface portion Hd. The housing legs 5a... May be rigid or elastic, and may be casters or the like. On the other hand, the housing body Hm is formed in a box shape that covers the top of the housing bottom surface Hd, and includes an opening / closing door 71, a power switch 72, and the like as shown in FIG. In addition, a molding machine control unit 75 is provided inside the housing unit H.

さらに、ハウジング部Hの内部には、図1及び図2に示すように、当該ハウジング部Hとは別体に形成したインナシャーシ部Cを配し、このインナシャーシ部Cにより、少なくとも、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzを含む三次元造形機構部Moの全体を支持する。この場合、インナシャーシ部Cは、ハウジング底面部Hdの上面Hdu上に配するとともに、インナシャーシ部Cの下面Cdには、当該ハウジング底面部Hdの上面Hduに接触して結合する複数のシャーシ結合部4a,4b,4c,4dを、ハウジング底面部Hdの下面Hddに配設したハウジング脚部5a,5b,5c,5dに対して異なる位置に配設する。例示する各シャーシ結合部4a…は相隣る二つのハウジング脚部5aと5b…間の中間位置、望ましくは中央位置にそれぞれ配設する。具体的には、図1に示すように、ハウジング脚部5aと5b間の中央位置にシャーシ結合部4aを、ハウジング脚部5bと5c間の中央位置にシャーシ結合部4bを、ハウジング脚部5cと5d間の中央位置にシャーシ結合部4cを、ハウジング脚部5dと5a間の中央位置にシャーシ結合部4dを、それぞれ配設する。このように、ハウジング底面部Hdを、矩形状に形成し、ハウジング脚部5a…を当該ハウジング底面部Hdの四隅付近にそれぞれ配設するとともに、シャーシ結合部4a…を相隣る二つのハウジング脚部5aと5b…間の中間位置にそれぞれ配設するようにすれば、インナシャーシ部Cに付加される歪の低減度合が平均化されるため、全体にバランスのとれた最適な態様として構成できる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, an inner chassis portion C formed separately from the housing portion H is disposed inside the housing portion H, and at least the X direction is provided by the inner chassis portion C. The entire three-dimensional modeling mechanism Mo including the moving mechanism Mx, the Y-direction moving mechanism My, and the Z-direction moving mechanism Mz is supported. In this case, the inner chassis portion C is arranged on the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd, and a plurality of chassis couplings that are coupled to the lower surface Cd of the inner chassis portion C in contact with the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd. The portions 4a, 4b, 4c, and 4d are disposed at different positions with respect to the housing legs 5a, 5b, 5c, and 5d disposed on the lower surface Hdd of the housing bottom surface portion Hd. Each of the illustrated chassis coupling portions 4a is disposed at an intermediate position between two adjacent housing legs 5a and 5b, preferably at a central position. Specifically, as shown in FIG. 1, the chassis coupling portion 4a is located at the central position between the housing legs 5a and 5b, the chassis coupling portion 4b is located at the central position between the housing legs 5b and 5c, and the housing leg 5c. The chassis coupling portion 4c is disposed at the central position between the housing legs 5d, and the chassis coupling portion 4d is disposed at the central position between the housing legs 5d and 5a. In this way, the housing bottom surface portion Hd is formed in a rectangular shape, the housing leg portions 5a... Are disposed in the vicinity of the four corners of the housing bottom surface portion Hd, and the chassis coupling portions 4a. If they are arranged at intermediate positions between the portions 5a and 5b, respectively, the degree of reduction in distortion applied to the inner chassis portion C is averaged, so that it can be configured as an optimal aspect balanced throughout. .

また、シャーシ結合部4a…は、図1及び図2に示すように設けてもよいし、図3に示すように、ハウジング底面部Hdとインナシャーシ部C間に介在させる支持部材4as…を用いてもよい。   Further, the chassis coupling portions 4a may be provided as shown in FIGS. 1 and 2, or as shown in FIG. 3, support members 4as that are interposed between the housing bottom surface portion Hd and the inner chassis portion C are used. May be.

図1及び図2に示すようにシャーシ結合部4a…を設ける場合には、インナシャーシ部Cの形状を、図1に示すように、平面視を十字形に形成する。これにより、十字形をなすインナシャーシ部Cにおける四つの先端付近の部位をボルト・ナット等の固定部11a,11b,11c,11dによりハウジング底面部Hdの上面Hdu上にそれぞれ固定すれば、ハウジング底面部Hdの上面Hduに接触して結合するシャーシ結合部4a,4b,4c,4dを構成できる。このように、シャーシ結合部4a…として、図2に示すように設ければ、インナシャーシ部Cをハウジング底面部Hdの上面Hduに直接重ねることができ、シャーシ結合部4a…の簡略化を図ることができる。   When the chassis coupling portions 4a are provided as shown in FIGS. 1 and 2, the shape of the inner chassis portion C is formed in a cross shape in plan view as shown in FIG. As a result, if the portions near the four tips of the cross-shaped inner chassis portion C are fixed on the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd by the fixing portions 11a, 11b, 11c, and 11d such as bolts and nuts, respectively, Chassis coupling portions 4a, 4b, 4c, and 4d that are coupled in contact with the upper surface Hdu of the portion Hd can be configured. 2 is provided as shown in FIG. 2, the inner chassis portion C can be directly superimposed on the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd, thereby simplifying the chassis coupling portions 4a. be able to.

他方、図3に示すように、ハウジング底面部Hdとインナシャーシ部C間に介在させる支持部材4as…を用いる場合には、ボルト・ナット等の固定部11a,11b,11c,11dにより固定する際に、ボルト等が挿通するリング形(偏平筒形)の支持部材4as,4bs,4cs,4dsをハウジング底面部Hdの上面Hduとインナシャーシ部Cの下面Cd間に介在させればよい。このように、シャーシ結合部4a…として、ハウジング底面部Hdとインナシャーシ部C間に介在させる支持部材4as…を用いれば、インナシャーシ部Cをハウジング底面部Hdに対して離間させることができる。したがって、インナシャーシ部Cの形状が制限されることがなく、例えば、矩形状に形成できるなど、インナシャーシ部Cの形状に対する設計自由度を高めることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, when the support member 4as... Interposed between the housing bottom surface portion Hd and the inner chassis portion C is used, it is fixed by fixing portions 11a, 11b, 11c, 11d such as bolts and nuts. In addition, ring-shaped (flat cylindrical) support members 4as, 4bs, 4cs, and 4ds through which bolts and the like are inserted may be interposed between the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd and the lower surface Cd of the inner chassis portion C. As described above, if the support members 4as interposed between the housing bottom surface portion Hd and the inner chassis portion C are used as the chassis coupling portions 4a, the inner chassis portion C can be separated from the housing bottom surface portion Hd. Therefore, the shape of the inner chassis part C is not limited, and the degree of freedom in designing the shape of the inner chassis part C can be increased, for example, it can be formed in a rectangular shape.

また、この支持部材4as…は、金属素材等の剛性部材12により形成してもよいし、ゴム素材等の弾性部材13により形成してもよい。剛性部材12を用いれば、インナシャーシ部Cを支持する際における安定性を高めることができるとともに、弾性部材13を用いれば、ハウジング部Hに生じた歪(撓み)を吸収できるため、三次元造形物Aの高精度化及び高品質化、更には設置の容易化及び剛性構造の簡略化を、より推進させることができる。さらに、剛性部材12を用いた支持部材4as…と弾性部材13を用いた支持部材4as…を組合わせてもよい。図3に例示する形態は、剛性部材12を用いた一つの支持部材4dsと弾性部材13を用いた三つの支持部材4as,4b,4cを組合わせたものであり、これにより、剛性部材12と弾性部材13の双方の利点を享受できる。   The support members 4as may be formed of a rigid member 12 such as a metal material, or may be formed of an elastic member 13 such as a rubber material. If the rigid member 12 is used, stability in supporting the inner chassis portion C can be improved, and if the elastic member 13 is used, distortion (deflection) generated in the housing portion H can be absorbed. The high accuracy and high quality of the object A, further facilitating installation and simplification of the rigid structure can be further promoted. Further, the support member 4as using the rigid member 12 and the support member 4as using the elastic member 13 may be combined. The form illustrated in FIG. 3 is a combination of one support member 4ds using the rigid member 12 and three support members 4as, 4b, and 4c using the elastic member 13, whereby the rigid member 12 and Both advantages of the elastic member 13 can be enjoyed.

次に、このインナシャーシ部Cにより支持して好適な三次元造形機構部Moについて、図5〜図9を参照して説明する。   Next, a suitable three-dimensional modeling mechanism part Mo supported by the inner chassis part C will be described with reference to FIGS.

図5において、Mcはキャリッジ機構、MxはX方向移動機構、MyはY方向移動機構、MzはZ方向移動機構をそれぞれ示す。キャリッジ機構Mcは、キャリッジフレーム21を備え、このキャリッジフレーム21は、Y方向に沿って配した一対のY方向ガイドレール22p,22qによりスライド自在に支持される。なお、Y方向ガイドレール22p,22qは、インナシャーシ部Cにより支持され、位置が固定されている。キャリッジ機構Mcは、造形用材料Rを造形テーブル2に射出する射出ヘッド3及び造形テーブル2に射出された造形用材料Rをクリーニングするクリーニングローラ23を有するとともに、X方向移動機構Mxの一部を支持する。射出ヘッド3は、インクジェット方式によりノズルから液体の造形用材料Rを射出する機能を備えており、イエロー,マジェンタ,シアンを含む色別の造形材Raを射出するノズル群及びサポート材Rsを射出するノズルを有する。また、クリーニングローラ23は、図6に示すように、キャリッジフレーム21の背面側、即ち、射出ヘッド3を配した側に対して反対側に配し、キャリッジフレーム21に対して固定した位置に回動自在に支持される。さらに、図示を省略したが、キャリッジフレーム21の底面には、造形用材料Rを硬化させるための紫外線(UV)ランプを備える。   In FIG. 5, Mc is a carriage mechanism, Mx is an X direction moving mechanism, My is a Y direction moving mechanism, and Mz is a Z direction moving mechanism. The carriage mechanism Mc includes a carriage frame 21, and the carriage frame 21 is slidably supported by a pair of Y direction guide rails 22p and 22q arranged along the Y direction. The Y-direction guide rails 22p and 22q are supported by the inner chassis portion C and fixed in position. The carriage mechanism Mc includes an injection head 3 that injects the modeling material R onto the modeling table 2 and a cleaning roller 23 that cleans the modeling material R injected onto the modeling table 2, and a part of the X-direction moving mechanism Mx. To support. The injection head 3 has a function of injecting a liquid modeling material R from a nozzle by an inkjet method, and injects a nozzle group and a support material Rs for injecting a modeling material Ra of different colors including yellow, magenta, and cyan. Has a nozzle. Further, as shown in FIG. 6, the cleaning roller 23 is arranged on the back side of the carriage frame 21, that is, on the opposite side to the side where the injection head 3 is arranged, and is rotated to a position fixed to the carriage frame 21. It is supported movably. Further, although not shown, an ultraviolet (UV) lamp for curing the modeling material R is provided on the bottom surface of the carriage frame 21.

キャリッジ機構Mcに配するX方向移動機構Mxの一部には、キャリッジフレーム21の両側に回動自在に配した一対のプーリ24,25及びこのプーリ24,25間に架け渡したタイミングベルト26からなるヘッド移動機構Mhと、プーリ24に対して同軸上に配し、かつプーリ24と一体に回転する第二伝達ギア28と、この第二伝達ギア28に噛合する第一伝達ギア27が含まれる。射出ヘッド3は連結部材29を介してタイミングベルト26の所定位置に固定されるとともに、タイミングベルト26の移動方向に沿って配したX方向ガイドレール30によりスライド自在に支持される。なお、プーリ24には回転数を検出するロータリエンコーダ31を付設する。   A part of the X-direction moving mechanism Mx disposed on the carriage mechanism Mc includes a pair of pulleys 24 and 25 rotatably disposed on both sides of the carriage frame 21 and a timing belt 26 spanned between the pulleys 24 and 25. A head moving mechanism Mh, a second transmission gear 28 arranged coaxially with the pulley 24 and rotating integrally with the pulley 24, and a first transmission gear 27 meshing with the second transmission gear 28 are included. . The injection head 3 is fixed to a predetermined position of the timing belt 26 via a connecting member 29 and is slidably supported by an X-direction guide rail 30 disposed along the moving direction of the timing belt 26. The pulley 24 is provided with a rotary encoder 31 for detecting the rotational speed.

X方向移動機構Mxは、さらに、キャリッジ機構Mcに対して別体に設けたX方向駆動部32を備える。このX方向駆動部32は、X方向回転駆動部33と、このX方向回転駆動部33により回転するY方向に沿ったガイドシャフト34を備える。X方向回転駆動部33には、ステッピングモータ又はサーボモータ等の駆動モータを内蔵する。また、ガイドシャフト34は、キャリッジフレーム21に貫通し、上述した第一伝達ギア27に挿通する。さらに、ガイドシャフト34の周面には一又は二以上の軸方向(Y方向)に沿った凹溝による周方向規制部34cを有し、ドーナツ形に形成した第一伝達ギア27の内周面に形成した凸部が当該凹溝(周方向規制部34c)に係合する。これにより、第一伝達ギア27はガイドシャフト34に対して軸方向にスライド自在となり、かつ周方向規制部34cにより周方向への回動変位が規制される。このような構成を採用すれば、制御時の応答性及び制御性の向上を図れるX方向移動機構Mxを容易かつ確実に実現できるとともに、特に、第二伝達ギア28を介在させることにより射出ヘッド3の移動方向及び移動速度を容易に設定できる。   The X-direction moving mechanism Mx further includes an X-direction driving unit 32 provided separately from the carriage mechanism Mc. The X direction drive unit 32 includes an X direction rotation drive unit 33 and a guide shaft 34 along the Y direction that is rotated by the X direction rotation drive unit 33. The X direction rotation drive unit 33 incorporates a drive motor such as a stepping motor or a servo motor. The guide shaft 34 penetrates the carriage frame 21 and is inserted into the first transmission gear 27 described above. Furthermore, the circumferential surface of the guide shaft 34 has a circumferential direction restricting portion 34c formed by a concave groove along one or more axial directions (Y direction), and the inner circumferential surface of the first transmission gear 27 formed in a donut shape. The convex part formed in the is engaged with the concave groove (circumferential regulating part 34c). Thus, the first transmission gear 27 is slidable in the axial direction with respect to the guide shaft 34, and the rotational displacement in the circumferential direction is restricted by the circumferential direction restricting portion 34c. By adopting such a configuration, the X-direction moving mechanism Mx that can improve the responsiveness and controllability at the time of control can be realized easily and reliably, and in particular, the injection head 3 can be provided by interposing the second transmission gear 28. The moving direction and moving speed can be easily set.

Y方向移動機構Myは、キャリッジ機構Mcを上述した一対のY方向ガイドレール22p,22qに沿ってY方向に移動させる一対のプーリ36,37間に架け渡したタイミングベルト38からなるキャリッジ移動機構Mgを備える。このため、キャリッジフレーム21はタイミングベルト38、特に、上側に位置するタイミングベルト38の所定位置に固定する。また、Y方向移動機構Myは、Y方向回転駆動部41を備え、このY方向回転駆動部41の回転軸は伝達シャフト42を介して一方のプーリ36の軸心に結合する。Y方向回転駆動部41には、ステッピングモータ又はサーボモータ等の駆動モータを内蔵する。なお、プーリ37には回転数を検出するロータリエンコーダ39を付設する。   The Y-direction moving mechanism My is a carriage moving mechanism Mg including a timing belt 38 that spans a pair of pulleys 36 and 37 that move the carriage mechanism Mc in the Y direction along the pair of Y-direction guide rails 22p and 22q. Is provided. For this reason, the carriage frame 21 is fixed to a predetermined position of the timing belt 38, particularly the timing belt 38 located on the upper side. The Y-direction moving mechanism My includes a Y-direction rotation drive unit 41, and the rotation axis of the Y-direction rotation drive unit 41 is coupled to the axis of one pulley 36 via the transmission shaft 42. The Y direction rotation drive unit 41 incorporates a drive motor such as a stepping motor or a servo motor. The pulley 37 is provided with a rotary encoder 39 for detecting the rotational speed.

一方、キャリッジフレーム21には、Y方向移動機構MyのY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部43及び回転移動量をクリーニングローラ23に伝達して当該クリーニングローラ23を回転させる移動量伝達部44を有するクリーニングローラ駆動機構Mrを付設する。クリーニングローラ駆動機構Mrは、図6〜図8に示すように、キャリッジフレーム21に固定したサブフレーム45を備え、このサブフレーム45に、第一変換ギア46及びこの第一変換ギア46に噛合する第二変換ギア47をそれぞれ回動自在に取付ける。この場合、第一変換ギア46は、タイミングベルト38、特に、下側のタイミングベルト38の歯部に噛合38cする。また、第二変換ギア47は、歯部38cに対しては浮いた位置に配され、この第二変換ギア47により回転方向が変換される。したがって、第一変換ギア47が移動量変換部43を構成するとともに、第二変換ギア47が移動量伝達部44を構成する。さらに、第二変換ギア47とクリーニングローラ23は同軸上に配し、第二変換ギア47の伝達シャフト48は電磁クラッチ49を介してクリーニングローラ23に結合する。このような構成を採用すれば、クリーニングローラ23を回転させる独立した駆動系を不要とするクリーニングローラ駆動機構Mrを容易かつ確実に実現できるとともに、特に、第二変換ギア47を介在させることによりクリーニングローラ23の回転方向及び回転速度を容易に設定できる。   On the other hand, the carriage frame 21 has a movement amount conversion unit 43 that converts the Y-direction movement amount My of the Y-direction movement mechanism My into a rotation movement amount and a movement that transmits the rotation movement amount to the cleaning roller 23 to rotate the cleaning roller 23. A cleaning roller drive mechanism Mr having a quantity transmission unit 44 is additionally provided. As shown in FIGS. 6 to 8, the cleaning roller driving mechanism Mr includes a sub frame 45 fixed to the carriage frame 21, and meshes with the first conversion gear 46 and the first conversion gear 46 in the sub frame 45. The second conversion gears 47 are attached so as to be rotatable. In this case, the first conversion gear 46 meshes with the timing belt 38, particularly the tooth portion of the lower timing belt 38. Further, the second conversion gear 47 is arranged at a floating position with respect to the tooth portion 38 c, and the rotation direction is converted by the second conversion gear 47. Therefore, the first conversion gear 47 constitutes the movement amount conversion unit 43 and the second conversion gear 47 constitutes the movement amount transmission unit 44. Further, the second conversion gear 47 and the cleaning roller 23 are arranged on the same axis, and the transmission shaft 48 of the second conversion gear 47 is coupled to the cleaning roller 23 via an electromagnetic clutch 49. By adopting such a configuration, the cleaning roller drive mechanism Mr that eliminates the need for an independent drive system that rotates the cleaning roller 23 can be easily and reliably realized, and in particular, the cleaning can be performed by interposing the second conversion gear 47. The rotation direction and rotation speed of the roller 23 can be easily set.

Z方向移動機構Mzは、射出ヘッド3に対して造形テーブル2をZ方向に移動させる機能を備える。造形テーブル2は射出ヘッド3の下方に配し、この造形テーブル2がZ方向移動機構Mzにより昇降する。Z方向移動機構Mzは、Z方向駆動部51を備え、このZ方向駆動部51は、Z方向回転駆動部52と、このZ方向回転駆動部52の回転を昇降変位(Z方向変位)に変換するボールねじ機構等を用いた運動変換部53を備える。そして、運動変換部53の昇降変位する出力軸53eを造形テーブル2のテーブル脚部に結合する。Z方向回転駆動部52には、ステッピングモータ又はサーボモータ等の駆動モータを内蔵する。なお、55は造形テーブル2の上面に載置した当該造形テーブル2に付属する造形物基台を示す。   The Z direction moving mechanism Mz has a function of moving the modeling table 2 in the Z direction with respect to the injection head 3. The modeling table 2 is arranged below the injection head 3, and the modeling table 2 is moved up and down by the Z-direction moving mechanism Mz. The Z-direction moving mechanism Mz includes a Z-direction drive unit 51. The Z-direction drive unit 51 converts the Z-direction rotation drive unit 52 and the rotation of the Z-direction rotation drive unit 52 into a vertical displacement (Z-direction displacement). A motion conversion unit 53 using a ball screw mechanism or the like is provided. Then, the output shaft 53 e that moves up and down in the motion conversion unit 53 is coupled to the table leg of the modeling table 2. The Z-direction rotation drive unit 52 incorporates a drive motor such as a stepping motor or a servo motor. Reference numeral 55 denotes a modeling object base attached to the modeling table 2 placed on the upper surface of the modeling table 2.

他方、本実施形態に係る三次元造形機1は、図9に示すように、使用時には、他のコンピュータ80に接続して三次元造形システムを構成する。この場合、三次元造形機1における造形機制御部75とコンピュータ80を有線手段(USBケーブル等)81又は無線手段(無線LAN等)により接続する。コンピュータ80には、汎用的なパソコン(パーソナルコンピュータ)等の各種コンピューティング装置を利用できる。したがって、コンピュータ80には、三次元造形機1を総合的に制御するためのアプリケーションソフトウェア及び各種データ(データベース)が格納又は登録されている。図8において、61は、造形機制御部75とコンピュータ80を含む制御系を示している。造形機制御部75には、少なくとも、前述したロータリエンコーダ31及び39,X方向回転駆動部33,Y方向回転駆動部41及びZ方向回転駆動部52をそれぞれ接続するとともに、射出ヘッド3及び電磁クラッチ49を接続する。   On the other hand, as shown in FIG. 9, the 3D modeling machine 1 according to the present embodiment is connected to another computer 80 to constitute a 3D modeling system when used. In this case, the modeling machine control unit 75 and the computer 80 in the three-dimensional modeling machine 1 are connected by wired means (USB cable or the like) 81 or wireless means (wireless LAN or the like). As the computer 80, various computing devices such as a general-purpose personal computer (personal computer) can be used. Therefore, the computer 80 stores or registers application software and various data (database) for comprehensively controlling the 3D modeling machine 1. In FIG. 8, reference numeral 61 denotes a control system including the modeling machine control unit 75 and the computer 80. At least the rotary encoders 31 and 39, the X direction rotation drive unit 33, the Y direction rotation drive unit 41, and the Z direction rotation drive unit 52 described above are connected to the modeling machine control unit 75, respectively, and the injection head 3 and the electromagnetic clutch. 49 is connected.

このように構成する三次元造形機構部Moは、次のように動作する。まず、X方向移動機構Mxは、X方向回転駆動部33の回転動作によりガイドシャフト34が回転するとともに、第一伝達ギア27が回転する。また、第一伝達ギア27の回転により、第二伝達ギア28及びプーリ24が回転する。これにより、タイミングベルト26が移動し、射出ヘッド3がX方向ガイドレール30に沿ってX方向に移動する。この際、X方向回転駆動部33の回転方向を制御することにより、射出ヘッド3をX方向の正逆方向に移動させることができる。一方、プーリ24の回転数は、ロータリエンコーダ31により検出され、造形機制御部75に付与される。これにより、射出ヘッド3のX方向位置に対するフィードバック制御が行われる。   The three-dimensional modeling mechanism unit Mo configured in this way operates as follows. First, in the X-direction moving mechanism Mx, the guide shaft 34 is rotated by the rotation operation of the X-direction rotation driving unit 33 and the first transmission gear 27 is rotated. Further, the second transmission gear 28 and the pulley 24 are rotated by the rotation of the first transmission gear 27. As a result, the timing belt 26 moves, and the ejection head 3 moves along the X direction guide rail 30 in the X direction. At this time, the ejection head 3 can be moved in the forward and reverse directions of the X direction by controlling the rotational direction of the X direction rotational drive unit 33. On the other hand, the rotational speed of the pulley 24 is detected by the rotary encoder 31 and is given to the modeling machine control unit 75. Thereby, feedback control with respect to the X direction position of the injection head 3 is performed.

Y方向移動機構Myは、Y方向回転駆動部41の回転動作により伝達シャフト42が回転するとともに、プーリ36が回転する。これにより、キャリッジ移動機構Mgにおけるタイミングベルト38が移動するとともに、キャリッジフレーム21(キャリッジ機構Mc)がY方向ガイドレール22p,22qに沿って移動し、射出ヘッド3がY方向に移動する。この際、Y方向回転駆動部41の回転方向を制御することにより、射出ヘッド3をY方向の正逆方向に移動させることができる。一方、プーリ37の回転数は、ロータリエンコーダ39により検出され、造形機制御部75に付与される。これにより、射出ヘッド3のY方向位置に対するフィードバック制御が行われる。   In the Y-direction moving mechanism My, the transmission shaft 42 is rotated by the rotation operation of the Y-direction rotation driving unit 41, and the pulley 36 is rotated. As a result, the timing belt 38 in the carriage moving mechanism Mg moves, the carriage frame 21 (carriage mechanism Mc) moves along the Y-direction guide rails 22p and 22q, and the ejection head 3 moves in the Y direction. At this time, by controlling the rotation direction of the Y-direction rotation drive unit 41, the ejection head 3 can be moved in the forward and reverse directions of the Y direction. On the other hand, the rotational speed of the pulley 37 is detected by the rotary encoder 39 and is given to the modeling machine control unit 75. Thereby, feedback control with respect to the Y direction position of the ejection head 3 is performed.

ところで、上述した第一伝達ギア27は、ガイドシャフト34上に軸方向へ変位自在に支持されるため、キャリッジ機構McがY方向に移動した場合であってもキャリッジ機構Mcの移動には何ら影響を及ぼさない。また、X方向移動機構Mxの一部を構成するX方向回転駆動部33及びガイドシャフト34は、キャリッジ機構Mcに搭載しない。したがって、キャリッジ機構Mcの小型軽量化を実現することができ、Y方向移動機構Myを制御する際における応答性(制御性)の向上,重量の二乗で増加する振動(M/C振動)の低減,制御の高精度化及び消費電力の低減などを図ることができる。   By the way, the first transmission gear 27 described above is supported on the guide shaft 34 so as to be displaceable in the axial direction. Therefore, even if the carriage mechanism Mc moves in the Y direction, there is no influence on the movement of the carriage mechanism Mc. Does not affect. Further, the X-direction rotation drive unit 33 and the guide shaft 34 that constitute a part of the X-direction moving mechanism Mx are not mounted on the carriage mechanism Mc. Accordingly, the carriage mechanism Mc can be reduced in size and weight, improved in response (controllability) when controlling the Y-direction moving mechanism My, and reduced in vibration (M / C vibration) that increases with the square of the weight. Therefore, it is possible to improve control accuracy and reduce power consumption.

さらに、Y方向移動機構Myの作動時には、タイミングベルト38が移動するとともに、クリーニングローラ駆動機構Mrにおける第一変換ギア46が下側のタイミングベルト38における歯部38cに噛合しているため、第一変換ギア46が回転し、この第一変換ギア46の回転は第二変換ギア47に伝達される。これにより、第二変換ギア47の同軸上に一体に設けた伝達シャフト48も回転する。したがって、電磁クラッチ49を接続モード又は切離モードに切換えれば、クリーニングローラ23を回転又は停止させることができる。   Further, when the Y-direction moving mechanism My operates, the timing belt 38 moves, and the first conversion gear 46 in the cleaning roller driving mechanism Mr meshes with the tooth portion 38c in the lower timing belt 38. The conversion gear 46 rotates, and the rotation of the first conversion gear 46 is transmitted to the second conversion gear 47. Thereby, the transmission shaft 48 provided integrally on the same axis as the second conversion gear 47 also rotates. Therefore, the cleaning roller 23 can be rotated or stopped by switching the electromagnetic clutch 49 to the connection mode or the disconnection mode.

Z方向移動機構Mzでは、Z方向回転駆動部52が回転動作すれば、この回転はボールねじ機構等を用いた運動変換部53により出力軸53eの昇降変位(Z方向変位)に変換される。これにより、出力軸53eに支持される造形テーブル2も昇降変位(Z方向変位)する。この際、Z方向回転駆動部52の回転方向を制御することにより、造形テーブル2をZ方向の正逆方向に移動させることができる。これにより、造形テーブル2の昇降変位は、この上方に位置する射出ヘッド3のZ方向の相対変位となる。   In the Z-direction moving mechanism Mz, if the Z-direction rotation driving unit 52 rotates, this rotation is converted into a vertical displacement (Z-direction displacement) of the output shaft 53e by the motion conversion unit 53 using a ball screw mechanism or the like. Thereby, the modeling table 2 supported by the output shaft 53e is also moved up and down (displaced in the Z direction). At this time, the modeling table 2 can be moved in the forward and reverse directions of the Z direction by controlling the rotation direction of the Z direction rotation driving unit 52. Thereby, the raising / lowering displacement of the modeling table 2 becomes a relative displacement in the Z direction of the injection head 3 located above.

一方、実際の造形動作は次のように行われる。まず、コンピュータ80には、造形を行う三次元造形物Aに対する造形用データが設定されるため、この造形用データに基づいて造形処理が行われる。図7は、造形時の動作(作用)を示している。造形原理は、インクジェットプリンタと同じ原理により造形テーブル2(造形物基台55)上に薄い造形層が順次プリントされることにより積層されていく。即ち、射出ヘッド3をX方向及びY方向に制御することにより、Z方向における第一層目における造形用データに対応した造形材Raを射出する。また、造形材Raが射出される三次元造形物Aに対応する部分以外の部分にはサポート材Rsが射出される。第一層目の厚さは0.1〔mm〕程度となり、造形材Raとサポート材Rsにより第一層目の層面が全て埋められることになる。   On the other hand, the actual modeling operation is performed as follows. First, since modeling data for the three-dimensional model A to be modeled is set in the computer 80, modeling processing is performed based on the modeling data. FIG. 7 shows the operation (action) during modeling. The modeling principle is laminated by sequentially printing a thin modeling layer on the modeling table 2 (modeled object base 55) according to the same principle as an ink jet printer. That is, by controlling the injection head 3 in the X direction and the Y direction, the modeling material Ra corresponding to the modeling data in the first layer in the Z direction is injected. Further, the support material Rs is injected into a portion other than the portion corresponding to the three-dimensional structure A from which the modeling material Ra is injected. The thickness of the first layer is about 0.1 [mm], and the layer surface of the first layer is entirely filled with the modeling material Ra and the support material Rs.

さらに、紫外線ランプによる紫外線の照射により第一層目が硬化するとともに、完全に硬化する前に、クリーニングローラ23により上面が平坦面となるように整えられる(クリーニングされる)。この後、造形テーブル2を第二層目に対応する変位量だけZ方向へ下降させる。そして、同様の手順により第二層目の造形処理を行うとともに、第三層目から第n層目(最終層)まで同様の手順により順次造形処理を行う。最終層まで造形処理が終了したなら、造形体を薬液に漬けるなどによりサポート材Rsを除去すれば、目的の三次元造形物Aを得ることができる。   Further, the first layer is cured by the irradiation of ultraviolet rays from the ultraviolet lamp, and the upper surface is adjusted (cleaned) by the cleaning roller 23 before being completely cured. Thereafter, the modeling table 2 is lowered in the Z direction by a displacement corresponding to the second layer. Then, the modeling process of the second layer is performed by the same procedure, and the modeling process is sequentially performed by the same procedure from the third layer to the n-th layer (final layer). When the modeling process is completed up to the final layer, the target three-dimensional model A can be obtained by removing the support material Rs by, for example, immersing the modeled body in a chemical solution.

よって、このような本実施形態に係る三次元造形機1によれば、少なくとも、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzを含む三次元造形機構部Moの全体を支持するインナシャーシ部Cを設け、このインナシャーシ部Cをハウジング部Hの底面を構成するハウジング底面部Hdの上面Hdu上に配するとともに、インナシャーシ部Cの下面Cdに、当該ハウジング底面部Hdの上面Hduに接触して結合する複数のシャーシ結合部4a…を、ハウジング底面部Hdの下面Hddに配設した複数のハウジング脚部5a…に対して異なる位置に配設してなるため、凹凸を有する設置面Sに設置し、ハウジング部Hに歪(撓み)が生じた場合であっても、インナシャーシ部C、更にはX方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzに付加される歪は平均して半分程度に低減される。図4は、三次元造形機1を凹凸を有する設置面Sに設置した際に、ハウジング底面部Hdの一つの隅部Hdpが上方に撓み、ハウジング底面部Hdが仮想線で示すハウジング底面部Hdsの位置まで変位した状態を示す。この場合、一つの隅部Hdpは上方へ高さ(相対高さ)Loだけ相対変位するが、隅部Hdpの近傍に配設したハウジング脚部5aと他のハウジング脚部5d間の中間位置に配設したシャーシ結合部4dの位置では、変位する高さ(相対高さ)はLsとなり、この高さLsは高さLoに対して半分程度となる。   Therefore, according to the 3D modeling machine 1 according to the present embodiment, the entire 3D modeling mechanism Mo including at least the X direction moving mechanism Mx, the Y direction moving mechanism My, and the Z direction moving mechanism Mz is supported. An inner chassis portion C is provided, and the inner chassis portion C is disposed on the upper surface Hdu of the housing bottom surface portion Hd constituting the bottom surface of the housing portion H, and the lower surface Cd of the inner chassis portion C is provided with the housing bottom surface portion Hd. The plurality of chassis coupling portions 4a... That contact and couple with the upper surface Hdu are disposed at different positions with respect to the plurality of housing leg portions 5a disposed on the lower surface Hdd of the housing bottom surface portion Hd. Even if the housing part H is installed on the installation surface S and the housing part H is distorted (bent), the inner chassis part C, and further the X-direction moving mechanism Mx, Y-direction moving mechanism Strain is added to y and the Z-direction moving mechanism Mz is reduced to about half on average. FIG. 4 shows that when the 3D modeling machine 1 is installed on an uneven installation surface S, one corner Hdp of the housing bottom surface portion Hd bends upward, and the housing bottom surface portion Hd is indicated by a virtual line. The state displaced to the position of is shown. In this case, one corner Hdp is relatively displaced upward by a height (relative height) Lo, but at an intermediate position between the housing leg 5a disposed in the vicinity of the corner Hdp and the other housing leg 5d. At the position of the disposed chassis coupling portion 4d, the displaced height (relative height) is Ls, and this height Ls is about half of the height Lo.

したがって、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My及びZ方向移動機構Mzの相対位置や相対角度(座標直交性)のズレが大幅に低減され、三次元造形物Aの高精度化及び高品質化に寄与できる。しかも、平坦性を確保するための調整(アライメント調整)を不要或いは簡易化することができ、設置の容易化に寄与できるとともに、インナシャーシ部C等の剛性構造も簡略化することができ、全体の小型化,軽量化及び低コスト化にも寄与できる。   Therefore, the deviation of the relative position and relative angle (coordinate orthogonality) of the X direction moving mechanism Mx, the Y direction moving mechanism My, and the Z direction moving mechanism Mz is greatly reduced, and the three-dimensional structure A has high accuracy and high quality. Can contribute to Moreover, adjustment (alignment adjustment) for ensuring flatness can be unnecessary or simplified, and can contribute to ease of installation, and can simplify the rigid structure such as the inner chassis portion C. This can contribute to reduction in size, weight and cost.

また、本実施形態に係る三次元造形機1によれば、キャリッジ機構Mcに造形テーブル2に射出された造形用材料Rをクリーニングするクリーニングローラ23を設けるとともに、Y方向移動機構MyのY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部43及び回転移動量をクリーニングローラ23に伝達して当該クリーニングローラ23を回転させる移動量伝達部44を有するクリーニングローラ駆動機構Mrを設けたため、クリーニングローラ23を回転させる独立した駆動系が不要となり、駆動系の大幅なコストダウンを図れるとともに、当該駆動系全体の小型コンパクト化(占有スペースの縮小)を図れる。したがって、机等の上に載置できる卓上型の三次元造形機1を容易に実現できる。   Further, according to the three-dimensional modeling machine 1 according to the present embodiment, the carriage mechanism Mc is provided with the cleaning roller 23 for cleaning the modeling material R injected onto the modeling table 2, and the Y-direction moving mechanism My moves in the Y direction. Since the cleaning roller driving mechanism Mr having the movement amount conversion unit 43 that converts the amount into the rotation movement amount and the movement amount transmission unit 44 that transmits the rotation movement amount to the cleaning roller 23 and rotates the cleaning roller 23 is provided. An independent drive system for rotating the drive unit 23 is not required, so that the cost of the drive system can be greatly reduced and the entire drive system can be reduced in size and size (occupied space can be reduced). Therefore, the desktop three-dimensional modeling machine 1 that can be placed on a desk or the like can be easily realized.

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。   Although the best embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and departs from the gist of the present invention in the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like. It can be changed, added, or deleted as long as it is not.

例えば、ゴム素材等の弾性部材13を挙げたが、ゴム素材には天然ゴム及び合成ゴムが含まれるとともに、弾性部材13には、その他、弾性を有する合成樹脂素材、更にはコイルスプリングや板バネ等の弾性部材を用いることもできる。また、シャーシ結合部4a…は、相隣る二つのハウジング脚部5aと5b…間の中央位置に配設することが最も望ましいが、必ずしも中央位置に限定されるものではなく、ある程度片側に片寄った位置であっても所定の効果を得ることができる。なお、本発明に係る三次元造形機1は、小型コンパクト化を図れるため、特に、卓上型に構成して最適であるが、フロア設置型など各種タイプの三次元造形機にも同様に利用できる。   For example, the elastic member 13 such as a rubber material is mentioned. The rubber material includes natural rubber and synthetic rubber, and the elastic member 13 includes other synthetic resin materials having elasticity, coil springs and leaf springs. An elastic member such as can also be used. Further, it is most preferable that the chassis coupling portion 4a is disposed at a central position between the two adjacent housing legs 5a and 5b, but the chassis coupling portion 4a is not necessarily limited to the central position, and is somewhat deviated to one side. A predetermined effect can be obtained even at a different position. Note that the 3D modeling machine 1 according to the present invention can be downsized and compact, and is particularly optimally configured as a desktop type, but can also be used for various types of 3D modeling machines such as a floor-mounted type. .

本発明の最良の実施形態に係る三次元造形機の要部構成を模式的に示す斜視構成図、The perspective block diagram which shows typically the principal part structure of the three-dimensional modeling machine which concerns on the best embodiment of this invention, 同三次元造形機の要部構成を模式的に示す断面正面図、Sectional front view schematically showing the main part configuration of the 3D modeling machine, 同三次元造形機の変更例に係る要部構成を模式的に示す断面正面図、Sectional front view schematically showing a main part configuration according to a modified example of the 3D modeling machine, 同三次元造形機の要部構成の原理説明図、Principle explanatory diagram of the main part configuration of the 3D modeling machine, 同三次元造形機における三次元造形機構部の構成を示す斜視図、The perspective view which shows the structure of the three-dimensional modeling mechanism part in the same three-dimensional modeling machine, 同三次元造形機における三次元造形機構部のクリーニングローラ駆動機構を明示する斜視図、A perspective view clearly showing the cleaning roller drive mechanism of the 3D modeling mechanism in the 3D modeling machine, 同三次元造形機の動作(作用)説明図、Operation (action) explanatory diagram of the 3D modeling machine, 同三次元造形機における制御系を含む三次元造形機構部を模式的に示す平面構成図、Planar configuration diagram schematically showing a 3D modeling mechanism including a control system in the 3D modeling machine, 同三次元造形機の外観図を含むシステム構成図、System configuration diagram including external view of the 3D modeling machine,

1:三次元造形機,2:造形テーブル,3:射出ヘッド,4a:シャーシ結合部,4b:シャーシ結合部,4c:シャーシ結合部,4d:シャーシ結合部,4as…:支持部材,5a:ハウジング脚部,5b:ハウジング脚部,5c:ハウジング脚部,5d:ハウジング脚部,12:剛性部材,13:弾性部材,S:設置面,H:ハウジング部,Hd:ハウジング底面部,Hdu:ハウジング底面部の上面,Hdd:ハウジング底面部の下面,Mo:三次元造形機構部,Mx:X方向移動機構,My:Y方向移動機構,Mz:Z方向移動機構,C:インナシャーシ部,Cd:インナシャーシ部の下面,A:三次元造形物,R:造形用材料,Ra:造形材,Rs:サポート材   1: three-dimensional modeling machine, 2: modeling table, 3: injection head, 4a: chassis coupling unit, 4b: chassis coupling unit, 4c: chassis coupling unit, 4d: chassis coupling unit, 4as ...: support member, 5a: housing Leg part, 5b: Housing leg part, 5c: Housing leg part, 5d: Housing leg part, 12: Rigid member, 13: Elastic member, S: Installation surface, H: Housing part, Hd: Housing bottom part, Hdu: Housing Upper surface of bottom surface portion, Hdd: Lower surface of bottom surface portion of housing, Mo: Three-dimensional modeling mechanism portion, Mx: X direction moving mechanism, My: Y direction moving mechanism, Mz: Z direction moving mechanism, C: Inner chassis portion, Cd: Lower surface of the inner chassis part, A: three-dimensional structure, R: material for modeling, Ra: modeling material, Rs: support material

Claims (4)

設置面に載置するハウジング部と、このハウジング部の内部に配した、造形テーブルに対して造形用材料を射出する射出ヘッドをX方向に相対移動させるX方向移動機構,前記造形テーブルに対して前記射出ヘッドをY方向に相対移動させるY方向移動機構及び前記射出ヘッドに対して前記造形テーブルをZ方向に相対移動させるZ方向移動機構を有する三次元造形機構部とを備える三次元造形機であって、少なくとも、前記X方向移動機構,前記Y方向移動機構及び前記Z方向移動機構を含む前記三次元造形機構部の全体を支持するインナシャーシ部を設け、このインナシャーシ部を前記ハウジング部の底面を構成する矩形状に形成したハウジング底面部の上面上に配するとともに、前記インナシャーシ部の下面に、当該ハウジング底面部の上面に接触して結合する複数のシャーシ結合部を、当該ハウジング底面部の下面における四隅付近にそれぞれ配設した複数のハウジング脚部に対して異なる位置となる相隣る二つの当該ハウジング脚部間の中間位置に配設してなることを特徴とする三次元造形機。   An X-direction moving mechanism for moving the injection head for injecting the modeling material relative to the modeling table, which is placed on the installation surface, and relative to the modeling table in the X direction, with respect to the modeling table A three-dimensional modeling machine comprising: a Y-direction moving mechanism that relatively moves the injection head in the Y direction; and a three-dimensional modeling mechanism unit that has a Z-direction movement mechanism that moves the modeling table relative to the injection head in the Z direction. An inner chassis portion that supports the entire three-dimensional modeling mechanism including at least the X-direction movement mechanism, the Y-direction movement mechanism, and the Z-direction movement mechanism is provided, and the inner chassis portion is provided on the housing portion. The bottom surface of the housing is arranged on the upper surface of the bottom surface of the housing formed in a rectangular shape that constitutes the bottom surface. A plurality of chassis coupling portions that are in contact with the top surface and coupled to each other are located at four corners on the bottom surface of the bottom surface of the housing, and are adjacent to the plurality of housing legs. A three-dimensional modeling machine characterized by being arranged at an intermediate position. 前記シャーシ結合部は、前記ハウジング底面部と前記インナシャーシ部間に介在させる支持部材を用いることを特徴とする請求項1記載の三次元造形機。   The three-dimensional modeling machine according to claim 1, wherein the chassis coupling portion uses a support member interposed between the housing bottom surface portion and the inner chassis portion. 前記支持部材には、剛性部材又は弾性部材を用いることを特徴とする請求項2記載の三次元造形機。   The three-dimensional modeling machine according to claim 2, wherein a rigid member or an elastic member is used as the support member. 前記造形用材料には、三次元造形物を造形する造形材及びこの三次元造形物以外の空間を埋めるサポート材を含むことを特徴とする請求項1,2又は3記載の三次元造形機。   The three-dimensional modeling machine according to claim 1, wherein the modeling material includes a modeling material for modeling a three-dimensional modeling object and a support material for filling a space other than the three-dimensional modeling object.
JP2008239421A 2008-09-18 2008-09-18 3D modeling machine Expired - Fee Related JP5100585B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008239421A JP5100585B2 (en) 2008-09-18 2008-09-18 3D modeling machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008239421A JP5100585B2 (en) 2008-09-18 2008-09-18 3D modeling machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010069714A JP2010069714A (en) 2010-04-02
JP5100585B2 true JP5100585B2 (en) 2012-12-19

Family

ID=42201958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008239421A Expired - Fee Related JP5100585B2 (en) 2008-09-18 2008-09-18 3D modeling machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5100585B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3015922A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-03 Heller Joustra THREE DIMENSIONAL PRINTING DEVICE

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1204517B1 (en) * 1999-06-23 2009-04-29 Stratasys, Inc. High temperature modeling apparatus
US7357629B2 (en) * 2005-03-23 2008-04-15 3D Systems, Inc. Apparatus and method for aligning a removable build chamber within a process chamber

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010069714A (en) 2010-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5108685B2 (en) 3D modeling machine
TWI555647B (en) Supporting module of printing platform and three-dimensional printer using same
JP6285093B2 (en) Inkjet printer and printing method
CN103921443B (en) Three-dimensional (3D) printing method and 3D printing system
JP2010137482A (en) Three-dimensional molding machine
JP5033117B2 (en) 3D modeling machine
JP5096265B2 (en) 3D modeling machine
US9266288B2 (en) Three-dimensional printing apparatus
CN110901064A (en) A new type of 3D printer
JP5100585B2 (en) 3D modeling machine
CN107932904A (en) A kind of 3D printer for being suitable for the printing of five axis
JP5166182B2 (en) 3D modeling machine
CN106696294A (en) Printing platform support module and three-dimensional printer suitable for same
WO2013111514A1 (en) Printing device
CN206154726U (en) Double hinge 3D print platform
CN215473136U (en) Mechanical device for four-screw limiting and leveling and 3D printer
CN108327273A (en) It is a kind of that anti-alice 3D printer is had the function of based on Internet of Things
CN204235897U (en) A kind of flexible connecting device for three-dimensional printer and three-dimensional printer
CN108262967A (en) The trans- and movable 3D printer of connecting rod workbench
JP7694113B2 (en) Movement mechanism and printing device
CN214354215U (en) A three-nozzle five-degree-of-freedom 3D printer
CN213861329U (en) Printing machine guide roller convenient to tension intelligent control
JP2005037740A (en) Rubbing device, and liquid crystal display element manufactured by using the same
JP2023103589A (en) recording device
CN1297408C (en) Multi-axial fault-tolerant two-dimensional automatic compensation system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110812

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120620

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120912

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120925

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees