JPH09323361A

JPH09323361A - 立体物成形装置

Info

Publication number: JPH09323361A
Application number: JP8179748A
Authority: JP
Inventors: Shiyougo Abiru; 生吾阿比留
Original assignee: Fuji Sogyo Kk
Current assignee: Fuji Sogyo Kk
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】立体物の成形速度の短縮化を可能にすると共
に立体物におけるつなぎ目ができず、従って、その後処
理としての整形作業を不要とし、且つ、構造が簡素で、
誰にでも簡単に操作することができると共に、装置全体
及びランニングコストの低廉化並びに装置の大型化をも
可能とするような新規な立体物成形装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】回転しながら上下方向に連続的に移動可
能な加工台５と、溶解された成形材料１２を加工台５上
に供給する１つの軸線１７方向に移動可能なノズル１９
と、成形しようとする立体物の３次元図形データに基づ
いて加工台５及びノズル１９の作動を制御するコンピュ
ータ２８とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形材料をコンピュー
タ制御により加工台上に供給して積層し立体物を成形す
る立体物成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】立体物成形装置は、例えば、商品のデザ
イン、設計、実験、金型製作等のための又は商品の試作
品としての立体的なモデル即ち立体物を製作するために
様々な分野で使用されている。このような立体物成形装
置として、従来、特公平５−１１７５１によって開示さ
れている立体成形装置がある。この装置においては、各
部の機械的動作はコンピュータによって制御されるよう
になっており、平面範囲内を任意に移動できる移動台に
対して、成形材料を移動台側に供給するノズルを、コン
ピュータが記憶するデータに従ってＸ，Ｙ，Ｚ方向に移
動させて、ノズルから供給した成形材料を１層ずつ段階
的に積層してゆくようになっている。また、従来、いわ
ゆる光造形装置なるものも提案されている。この装置に
おいては、上下方向に移動可能な移動台上に置かれた光
硬化性樹脂の表面をＸ，Ｙ方向に移動可能なレーザスキ
ャナが走査露光して硬化させた固化層を１層ずつ段階的
に積層するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来の立体物
成形装置においては、前述のように成形材料の積層が１
層ずつ段階的に行われるから、目的とする立体物を成形
する速度が遅く成形時間が長くなり、且つ、積層した各
層毎に成形材料のつなぎ目ができるので、これを研削除
去する後処理作業が必要となること、また、積層する際
に、既に固化した層及び新たに供給される成形材料から
成る層の温度を精密に管理しなければ、両方の層の溶着
が不完全になり、そのため、装置全体を保温室内に置か
なければならないこと、成形材料を加工するノズル等が
２軸又は３軸方向に移動制御されるから、装置全体の構
成部品の点数が多くなって機構及び操作が複雑となり、
３次元の設計知識及び経験を有し且つ１〜３年の習熟期
間を経た専門技術者でなければ、所定の精度・形状の立
体物を成形することができないこと、特に後者の装置に
ついては、装置全体が極めて高価であること、成形材料
自体も特殊且つ高価なうえ、成形方法の関係で成形材料
を立体物の成形に必要な量以上に多量に使用するためラ
ンニングコストが高いこと、このように装置自体及び成
形材料が高価であるために、大きな立体物を成形する大
型の装置は存在せず、その結果、成形する立体物が小型
のものに制約されること、等の様々な問題があった。

【０００４】本発明は、前述の問題を解決し、更に、特
有の有用な効果をもたらすべくなされたものである。即
ち、第１に、本発明は、立体物の成形時間の大幅な短縮
化を可能にすると共に立体物における前述のようなつな
ぎ目ができず、従って、その後処理としての整形作業が
不要となり、且つ、構造が簡素で、誰にでも簡単に操作
することができると共に、装置全体及びランニングコス
トの低廉化並びに大きな立体物を成形できる大型の装置
の実現をも可能とするような新規な立体物成形装置を提
供することを目的とする。

【０００５】第２に、本発明は、前記第１の目的を達成
すると共に、立体物の輪郭部の厚さ、強度及び精度を均
一にできる立体物成形装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】第３に、本発明は、前記第２の目的を達成
すると共に、角度変化が急激な輪郭部の成形にも対応で
きる立体物成形装置を提供することを目的とする。

【０００７】第４に、本発明は、前記第１の目的を達成
すると共に、精密な温度管理をしなくても、ノズルから
供給された成形材料の重なり部分を確実に溶着でき、従
って保温室を不要とするような立体物成形装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】第５に、本発明は、前記第２の目的を達成
すると共に、積層強度の高い立体物が保温室等による精
密な温度管理をせずに成形できるような立体物成形装置
を提供することを目的とする。

【０００９】第６に、本発明は、これらの第１ないし第
５の目的を全て同時に達成することのできるような立体
物成形装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明に係る立体物成形装置は次に述べるような
構成を備えたことを特徴とするものである。即ち、本発
明は、第１に、回転しながら上下方向に連続的に移動可
能な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供
給する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよ
うとする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工
台及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから
構成したことを特徴とするものである。

【００１１】第２に、本発明は、回転しながら上下方向
に連続的に移動可能な加工台と、溶解された成形材料を
前記加工台上に供給する１つの軸線方向に移動可能なノ
ズルと、成形しようとする立体物の３次元図形データに
基づいて前記加工台及び前記ノズルの作動を制御するコ
ンピュータとから成り、且つ、前記ノズルは、前記コン
ピュータからの指令に基づいて常時前記立体物の輪郭線
の接線と平行な方向に前記成形材料を供給するように角
度が自動的に調整されることを特徴とするものである。

【００１２】第３に、本発明は、回転しながら上下方向
に連続的に移動可能な加工台と、溶解された成形材料を
前記加工台上に供給する１つの軸線方向に移動可能なノ
ズルと、成形しようとする立体物の３次元図形データに
基づいて前記加工台及び前記ノズルの作動を制御するコ
ンピュータとから成り、且つ、前記ノズルは、前記コン
ピュータからの指令に基づいて常時前記立体物の輪郭線
の接線と平行な方向に前記成形材料を供給するように角
度が自動的に調整されると共に、前記ノズルにおける材
料供給口は長方形であって、その長辺が前記接線に対し
て直角をなすことを特徴とするものである。

【００１３】第４に、本発明は、回転しながら上下方向
に連続的に移動可能な加工台と、溶解された成形材料を
前記加工台上に供給する１つの軸線方向に移動可能なノ
ズルと、成形しようとする立体物の３次元図形データに
基づいて前記加工台及び前記ノズルの作動を制御するコ
ンピュータとから成り、且つ、前記ノズルの前方に、既
に前記ノズルより供給されて硬化している前記成形材料
を加熱溶解するコテを配設したことを特徴とするもので
ある。

【００１４】第５に、本発明は、回転しながら上下方向
に連続的に移動可能な加工台と、溶解された成形材料を
前記加工台上に供給する１つの軸線方向に移動可能なノ
ズルと、成形しようとする立体物の３次元図形データに
基づいて前記加工台及び前記ノズルの作動を制御するコ
ンピュータとから成り、且つ、前記ノズルは、前記コン
ピュータからの指令に基づいて常時前記立体物の輪郭線
の接線と平行な方向に前記成形材料を供給するように角
度が自動的に調整される共に、前記ノズルの前方に、既
に前記ノズルより供給されて硬化している前記成形材料
を加熱溶解するコテを配設したことを特徴とするもので
ある。

【００１５】第６に、本発明は、回転しながら上下方向
に連続的に移動可能な加工台と、溶解された成形材料を
前記加工台上に供給する１つの軸線方向に移動可能なノ
ズルと、成形しようとする立体物の３次元図形データに
基づいて前記加工台及び前記ノズルの作動を制御するコ
ンピュータとから成り、前記ノズルは、前記コンピュー
タからの指令に基づいて常時前記立体物の輪郭線の接線
と平行な方向に前記成形材料を供給するように角度が自
動的に調整されると共に、前記ノズルにおける材料供給
口は長方形であって、その長辺が前記接線に対して直角
をなし、且つ、前記ノズルの前方に、既に前記ノズルよ
り供給されて硬化している前記成形材料を加熱溶解する
コテを配設したことを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して説明する。記載の便宜上、以下の説
明においては、前記第１ないし第６の発明が包含された
装置が示されている。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明すると、図１において、符号１は基台で、その上部に
はベアリング２を介して、底壁３Ａ及び円筒状の側壁３
Ｂを有する加工台支持体３が回転自在に載置されてい
る。加工台支持体３の底部３Ａの中心部には螺旋溝３Ｃ
が形成されており、この螺旋溝３Ｃに、垂直方向に延び
る螺旋軸４の螺旋突条４Ａが係合している。螺旋軸４の
上部には例えば円盤状に形成された加工台５が固着され
ており、従って、加工台５は加工台支持体３に対して回
転しながら連続的に上下方向に即ち螺旋運動をしながら
移動することができる。

【００１８】この加工台支持体３には図示しないモータ
駆動の回転体によって回転駆動される加工台駆動ローラ
７が回転自在に支持されている。加工台駆動ローラ７の
周面には、例えばゴム被覆７Ａが形成されている。加工
台駆動ローラ７は図示しないスライド機構によって前記
加工台５の周面５Ａと接離可能になっているので、加工
台駆動ローラ７が加工台５と接触しているときには、加
工台駆動ローラ７の回転が加工台５に伝達されて、加工
台５は螺旋軸４と共に回転しながら連続的に上方向又は
下方向に移動可能になっている。加工台駆動ローラ７従
って加工台５の回転速度は、成形しようとする立体物の
形状に合わせて適宜変更されるようになっている。

【００１９】また、加工台支持体３の側壁３Ｂに対し
て、これと接離可能でモータ（図示せず）によって駆動
されるローラ９が設けられている。このローラ９は、加
工台駆動ローラ７が加工台５の周面５Ａから離れている
時に前記側壁３Ｂと接するようになっており、その状態
でローラ９が回転すると、加工台支持体３の全体従って
加工台５が前述のような昇降運動を伴わずにそのままの
高さで水平位置を保って回転するようになっている。

【００２０】これらの機械的要素の動作即ち加工台駆動
ローラ７の加工台５との接離、回転駆動及び回転速度、
加工台支持体３に対するローラ９の接離及び回転駆動等
の動作は、後述するコンピュータの作動と連動して制御
されるようになっている。

【００２１】一方、前記加工台５の上方には、加工台５
上に成形しようとする立体物を構成するための成形材料
を供給するための材料供給機構１０が配設されている。
この材料供給機構１０は、タンク、ノズル、ノズル角度
調整モータ及びコテ等から成っている。より詳しく述べ
ると、タンク１１は、図２に拡大して示すように、成形
材料１２の収容部分１１Ａを取り囲む側壁１１Ｂないし
底壁１１Ｃにわたって空所１１Ｄが形成され、その内部
に充填された液体例えば油１３がこれを取り囲むヒータ
１４によって加熱されることにより成形材料１２が溶解
されて所要の温度に保たれるようになっている。また、
収容部分１１Ａには成形材料１２に対する押圧部材とし
ての加圧板１６が設けられており、これの下降により、
収容された材料１２に所要の圧力が加えられて、後述す
るノズルから所要量の溶解された材料１２が加工台５に
供給されるようになっている。そして、タンク１１は図
示しないガイドルールに沿って、タンク駆動モータ（図
示せず）の回転によって加工台５と平行に（図１中紙面
と垂直の方向に）、且つ、図３に示すように、加工台５
の回転中心点Ｏ１を通り加工台５の周縁部方向に向かう
１つの軸線１７上を前後進して移動できるようになって
いる。

【００２２】このタンク１１に収容される成形材料１２
としては、加熱により溶解し温度の低下によって硬化す
る熱可塑性の材料で、例えば、ワックス（ろう）、パラ
フィン、ＡＢＳ樹脂、プラスチック、陶芸用の土、ガラ
ス、チョコレート、アイスクリーム、あめ等が使用され
る。

【００２３】タンク１１の下部には、水平面を回転自在
で且つタンク１１からの材料流通路１８Ａが形成された
回転ブロック１８が設けられており、その下部に、前記
収容部分１１Ａから材料流通路１８Ａを経て成形材料１
２を加工台５上に供給するノズル１９が取り付けられて
いる。ノズル１９における材料供給口としての開口部１
９Ａは、図４に示すように、例えば短辺Ｌ１が１ｍｍ、
長辺Ｌ２が３ｍｍの長方形の断面となるように形成され
ている。ノズル１９は、その中心Ｏ２をタンク１１の垂
直方向の中心線と合致させてあるため、タンク１１と共
に前述した１つの軸線１７上の方向を前後進して移動可
能である。また、図５においても示すように、前記回転
ブロック１８は、タンク１１に取り付けられ例えば図示
しないモータによって回転駆動されるノズル角度制御ロ
ーラ２０によって０度〜３６０度の範囲で回転して角度
の調整が行われるので、これと同時にノズル１９もその
範囲で回転して水平面における角度を変化できるように
なっている。

【００２４】具体的に言えば、ノズル１９は、立体物の
成形工程が開始されたときは、開口部１９Ａの長辺Ｌ２
が常時立体物の水平断面における輪郭の接線に対して直
角をなす状態で成形材料を供給するように、ノズル角度
制御ローラ２０の回転によって角度を制御されるように
なっている。即ち、図６に示すような例えば成形しよう
とする立体物の水平断面が楕円形であるときに、加工台
５が図中時計方向に回転して楕円形の位置が実線２２で
示す位置から鎖線２２Ａで示す位置次いで鎖線２２Ｂで
示す位置に移動したとき、即ち、例えばその輪郭上のＡ
点（楕円の短軸を通る点）及びＢ点（楕円の長軸及び短
軸以外を通る点）が加工台５の回転によってノズル１９
の位置にそれぞれ到達したときに、Ａ点については、図
７（Ａ）に示すように、その接線２３が前記軸線１７と
直角であるから、ノズル１９は回転せず即ち角度が変化
せず且つ開口部１９Ａの長辺Ｌ２が接線２３に対して直
角をなして原位置を保っているが、Ｂ点については、同
図（Ｂ）に示すように、その接線２４は軸線１７に対し
て直角をなさないから、その傾きに対応する角度だけノ
ズル１９はノズル角度制御ローラ２０によって回転させ
られて角度が変化して開口部１９Ａの長辺Ｌ２が接線２
４に対して直角をなすようになっている。

【００２５】そして、ノズル１９の前方（「前方」なる
表現は、ノズル１９の位置が加工台５から見れば、その
回転方向と反対方向に相対的に即ち見かけ上前進するよ
うに見えるところから、用いたものである）にはヒータ
（図示せず）によって加熱されるコテ２６が設けられて
いる。このコテ２６は、図８に示すように、ノズル１９
より供給されて既に硬化している成形材料１２の下側の
層即ち固化層１２Ａの表面を加熱し、ノズル１９から新
たに送出される成形材料１２Ｂとの溶着を確実にするた
めのものである。コテ２６は、ノズル１９の前述の角度
変化に追従するように、回転ブロック１８を介してノズ
ル１９と近接して一体的に設けられている。

【００２６】そして、成形しようとする立体物の形状に
合わせて前述の各機械的及び電気的諸要素の動作を制御
するのがコンピュータ２８（図１）である。即ち、コン
ピュータ２８には、これらの動作と関連させたプログラ
ムとして、ＣＡＤにより設計した所望の３次元形状即ち
成形しようとする立体物の形状に関する３次元図形デー
タに基づいて立体物の水平面における輪郭線が下部から
上部まで螺旋状に連続するように作成された、加工情報
としての螺旋データ群から成るプログラム、前記螺旋デ
ータに基づく加工台駆動ローラ７を介しての加工台５の
回転、上昇及び下降の量及び速度、タンク１１従ってノ
ズル１９の前記軸線１７上の移動及び角度調整を制御す
るプログラム、成形材料１２の加熱温度及びノズル１９
からの送出量を調整するための成形材料に対する圧力調
節に関するプログラム、コテ２６の温度調整に関するプ
ログラム、並びにこれらのプログラムを互いに関連づけ
るプログラム等の所要のプログラムが搭載されている。
また、後述するように、立体物の基底部分及び頭頂部分
の形成に関するプログラムも搭載されている。

【００２７】このような構成の装置によって、例えば原
形モデルとして第９図に示すような壷状の立体物３０を
成形しようとする場合は次のようにして行われる。ま
ず、コンピュータ２８には、このモデルについての所要
の３次元図形データが記憶される。成形材料１２はワッ
クスが使用されるものとする。即ち、まず、例えば成形
材料１２の収容量が１，０００ｃｃのタンク１１にワッ
クスが充填されると、このワックスはヒータ１４への通
電によって温度上昇した油１３によって摂氏７０〜８０
度位に保温されて溶解した状態になっている。また、加
圧板１６には、開口部１９Ａを１×３ｍｍとしたノズル
１９の場合に最大３００ｍｍ／ｓｅｃ程度でワックスが
押し出されるような圧力が加えられている。更に、コテ
２６は摂氏２００度程度に加熱されている。

【００２８】この状態で最初加工台駆動ローラ７は加工
台５から離れており、ローラ９によって加工台支持体３
全体が回転させられ、従って、加工台５は上昇又は下降
せずにそのままの高さで回転し、同時に、コンピュータ
２８に記憶されているデータに基づき、溶解されたワッ
クスがノズル１９から加工台５上に供給され始める。こ
のとき、加工台支持体３従って加工台５はそのまま１回
転させることにより、加工台５にワックスがこの回転の
１周分固着して最初の水平な層が形成される。この最初
の層は、成形しようとする立体物の基底部分３１Ａとな
る（図１０）。この基底部分３１Ａは、立体物の成形工
程が終了して加工台５から取り外す時に、目的とする立
体形状の最下部に欠損が生じたりすることを防止するた
めに形成するもので、必要に応じ切除される。この基底
部分３１Ａの形成に関するプログラムももちろんコンピ
ュータ２８に入力されている。

【００２９】そして、この最初の基底部分３１Ａとして
の層が形成されると、次に、ローラ９は加工台支持体３
より離れ、加工台駆動ローラ７が移動して加工台５に接
した状態となる。そうすると、加工台駆動ローラ７によ
って加工台５は回転しながら連続的に下降してゆき、そ
の間ノズル１９から引き続きワックスが連続的に供給さ
れて、ワックスは加工台５上で連続的に即ち螺旋を描き
ながら前の層に重ねられてゆく。即ち、前記基底部分３
１Ａの形成の後に形成される本体部分３１Ｂ（図１０）
は、一層毎の積層ではなく、螺旋データによって一筆書
きのように切れ目なく連続的につながって積層している
状態となる。

【００３０】このようにしてワックスの連続供給が行わ
れる間タンク１１従ってノズル１９は、モデル３０の３
次元データに従って前述の軸線１７上を所要量移動す
る。また、ノズル１９は、その開口部１９Ａの長辺Ｌ２
が常時立体物３０の輪郭線の接線１７と直角をなすよう
に、ノズル角度制御ローラ２０によって角度調節されて
いるので、これにより、ワックスの供給量が輪郭部のど
の位置でも均一になり、従って、形成される輪郭部の厚
さ、強度及び精度が一定に保たれる。

【００３１】また、ノズル１９の開口部１９Ａが前述の
ように長方形となっているので、ワックスの供給量が従
来装置の５〜１０倍になり、その分成形速度が極めて早
くなる。また、ノズル１９の長辺Ｌ２によってワックス
の供給幅が大きくなっているため、図１０中Ｄ部分を拡
大して示す図１１から理解されるように垂直線Ｖに対す
る輪郭部の角度Ｅが大きな即ち急激な部位でも、供給さ
れた成形材料から成る層３１Ｄ同士の重なり合う面積が
大きくなって強度の確実な積層が行われる。

【００３２】このようにしてノズル１９からのワックス
は連続的に前の層の上に供給されてゆくわけであるが、
その際に、コテ１９は、加工台５が回転していることに
よって、相対的に常にノズル１９の前方に位置している
から、前述したように（図８）ノズル１９は、コテ２６
によって表面を水平に溶かされて溶解状態になったワッ
クスの層の上に新たな溶解されたワックスを重ねてつな
げていくことになる。従って、コテ２６で溶かされたワ
ックスが接着剤の役割をして、直後にノズル１９から供
給されてくる溶解されたワックスと容易に且つ確実に接
合する。

【００３３】そして、ノズル１９からのワックスの供給
が最終段階にまで至ると、加工台駆動ローラ７が加工台
５より離れると共に、ローラ９が移動して加工台支持体
３に接してこれを回転させる。これによって、加工台５
が下降運動をせずにそのままの高さで１回転する間ノズ
ル１９からワックスが供給されて水平に盛られた頭頂部
分３１Ｃ（図１０）が形成される。この頭頂部分３１Ｃ
は、成形された立体物３１の最上部分の整形のためのも
ので、適宜切除される。この頭頂部分３１Ｃの形成につ
いても前述の基底部分３１Ａと同じようにコンピュータ
２８に所要のプログラムが収容されている。

【００３４】以上の各部の動作は前述したようなプログ
ラムを内蔵させたコンピュータ２８によって制御されて
おり、かくして、ワックスは、従来のように一層毎に水
平面を作って段階的に積層されるのではなく、加工台５
の螺旋移動によって最下部から最上部まで連続した動き
の中で即ち螺旋を描いて積層されて、目的とする立体物
３１が短時間に成形されるのである。そして、そのよう
な加工台５の移動によって、この立体物３１には、従来
の装置による段階的な積層成形の場合に各層毎に生じる
つなぎ目が形成されない。

【００３５】なお、以上のように、特定の実施例を参照
して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、当該技術分野における熟練者等により、特
許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び修
正が可能であることはいうまでもない。即ち、例えば、
前記タンク１１における成形材料１２の加熱方法とし
て、油の使用に代えて、水を充填してこれを加熱するよ
うにすることもできる。また、ノズル１９はタンク１１
と共に移動させるのではなく、例えばタンク１１は加工
台支持体３に固定して、タンク１１とは材料供給チュー
ブを介して接続したノズル１９のみを前述したような軸
線１７上に移動可能な構造とすることもできる。更に、
加工台５の昇降及び回転は、その周面に対して加工台駆
動用の棒状体を対向させ、両者にギアを設けてかみ合わ
せる構造によって行うようにすることもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたところから、本発明によれ
ば、次のような効果が得られるものである。即ち、第１
の発明によれば、目的とする立体物の完成までの時間が
大幅に短縮されると共に、ノズルの駆動機構が簡単にな
り装置の簡素化が図れるので、専門家でなくても簡単に
操作することができるうえ、装置全体の低価格化も可能
となるという効果が得られる。第２の発明によれば、前
記第１の発明の奏する効果に加えて、輪郭部の厚さ、強
度及び精度が均一な立体物を作ることができるという効
果が得られる。第３の発明によれば、前記第２の発明の
奏する効果に加えて、輪郭部の角度変化が急激な場合に
も対応できるためより多様な形状の立体物の成形が可能
となるという効果が得られる。第４の発明によれば、前
記第１の発明の奏する効果に加えて、積層強度の高い立
体物が成形でき、且つ、保温室等による精密な温度管理
が不要となるという効果が得られる。第５の発明によれ
ば、前記第２の発明の奏する効果に加えて、積層強度の
高い立体物が保温室等による精密な温度管理をせずに成
形できるという効果が得られる。第６の発明によれば、
前記第１ないし第５の発明の奏する全ての効果を総合し
た更に優れた効果が同時に得られる。

【００３７】そして、本発明においては、これらの諸効
果に加えて、一般に利用されているワックス・プラスチ
ック、ビニール、ナイロン等の安価な材料を、立体物の
成形に必要な量のみ無駄なく使用することができるの
で、材料コストを含むランニング・コストが低くなると
いう大きな効果ももたらされる。従って、前記の装置全
体の低廉化との相乗効果によって、大きな立体物を成形
できるような大型の装置の実現が可能となる。また、成
形された立体物は、ロストワックスの型としても使うこ
とができるという利点がある。

【００３８】従って、このように優れた特質を有する本
発明装置は、例えば、製造業における実用、設計検討
用、実験解析用及び加工サンプル等の製作、医学の分野
における手術方法の検討用生体臓器及び人工骨設計用骨
格モデル等の製作、化学の分野における分子模型、化学
プラントの模型等の製作、生物学の分野における微生物
の拡大実体模型、器官模型等の製作、宝飾及び芸術の分
野における貴金属宝飾品の鋳造、胸像の作成、彫刻の複
製の製作等、菓子等の販売の分野における例えば店頭に
おけるチョコレート等による成形販売、デザイン事務所
等におけるデザインツールとしてのいわば立体コピー機
の如き使用等、広い分野で利用することができるもので
ある。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る立体物成形装置の一実施例を概念
的に示す一部破断正面図

【図２】材料供給機構を概念的に示す一部破断拡大正面
図

【図３】加工台とタンクとの位置関係を概念的に示す平
面図

【図４】ノズルの水平拡大断面図

【図５】ノズル及びノズル角度制御ローラ等を概念的に
示す底面図

【図６】立体物の輪郭線の移動を概念的に示す平面図

【図７】立体物の輪郭線の移動とノズルの角度との関係
を概念的に示す拡大平面図

【図８】コテによる材料の溶着を概念的に説明する斜視
図

【図９】成形しようとする立体物の原形モデルの一例を
示す斜視図

【図１０】成形した立体物を概念的に示す正面図

【図１１】図１０中Ｄ部分の拡大断面図

【符号の説明】

３・・・・・・・・・・・・加工台支持体４・・・・・・・・・．・・螺旋軸５・・・・・・・・・・・・加工台７・・・・・・・・・・・・加工台駆動ローラ１２・・・・・・・・・・・成形材料１７・・・・・・・・・・・軸線１８・・・・・・・・・・・回転ブロック１９・・・・・・・・・・・ノズル１９Ａ・・・・・・・・・・開口部２０・・・・・・・・・・・ノズル角度制御ローラ２２，２２Ａ，２２Ｂ・・・輪郭線２３，２４・・・・・・・・接線２６・・・・・・・・・・・コテ２８・・・・・・・・・・・コンピュータＬ２・・・・・・・・・・・長辺

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しながら上下方向に連続的に移動可能
な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供給
する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよう
とする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工台
及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから構
成したことを特徴とする立体物成形装置。
【請求項２】回転しながら上下方向に連続的に移動可能
な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供給
する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよう
とする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工台
及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから成
り、且つ、前記ノズルは、前記コンピュータからの指令
に基づいて常時前記立体物の輪郭線の接線と平行な方向
に前記成形材料を供給するように角度が自動的に調整さ
れることを特徴とする立体物成形装置。
【請求項３】回転しながら上下方向に連続的に移動可能
な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供給
する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよう
とする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工台
及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから成
り、且つ、前記ノズルは、前記コンピュータからの指令
に基づいて常時前記立体物の輪郭線の接線と平行な方向
に前記成形材料を供給するように角度が自動的に調整さ
れると共に、前記ノズルにおける材料供給口は長方形で
あって、その長辺が前記接線に対して直角をなすことを
特徴とする立体物成形装置。
【請求項４】回転しながら上下方向に連続的に移動可能
な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供給
する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよう
とする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工台
及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから成
り、且つ、前記ノズルの前方に、既に前記ノズルより供
給されて硬化している前記成形材料を加熱溶解するコテ
を配設したことを特徴とする立体物成形装置。
【請求項５】回転しながら上下方向に連続的に移動可能
な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供給
する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよう
とする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工台
及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから成
り、且つ、前記ノズルは、前記コンピュータからの指令
に基づいて常時前記立体物の輪郭線の接線と平行な方向
に前記成形材料を供給するように角度が自動的に調整さ
れる共に、前記ノズルの前方に、既に前記ノズルより供
給されて硬化している前記成形材料を加熱溶解するコテ
を配設したことを特徴とする立体物成形装置。
【請求項６】回転しながら上下方向に連続的に移動可能
な加工台と、溶解された成形材料を前記加工台上に供給
する１つの軸線方向に移動可能なノズルと、成形しよう
とする立体物の３次元図形データに基づいて前記加工台
及び前記ノズルの作動を制御するコンピュータとから成
り、前記ノズルは、前記コンピュータからの指令に基づ
いて常時前記立体物の輪郭線の接線と平行な方向に前記
成形材料を供給するように角度が自動的に調整されると
共に、前記ノズルにおける材料供給口は長方形であっ
て、その長辺が前記接線に対して直角をなし、且つ、前
記ノズルの前方に、既に前記ノズルより供給されて硬化
している前記成形材料を加熱溶解するコテを配設したこ
とを特徴とする立体物成形装置。