三维造型装置及塑化材料喷出装置的制作方法

1.本发明涉及三维造型装置及塑化材料喷出装置。


背景技术：

2.已知一种通过喷出塑化的材料并使其层叠、固化来对三维造型物进行造型的三维造型装置。
3.例如在专利文献1中记载了一种三维造型装置，该三维造型装置具备：熔融材料流动的流路；喷嘴，与流路连通，从喷出口喷出熔融材料；以及流路调节机构，具备设置在流路内的蝶阀。在专利文献1中，通过蝶阀的旋转，调节在流路中流动的熔融材料的流量。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2019-81263号公报。
7.但是，在如上所述的三维造型装置中，由于从蝶阀到喷出口的流路长度引起的时滞、蝶阀的调节时产生的流路的压力变动，难以准确地变更喷出量。


技术实现要素：

8.本发明的三维造型装置的一个方式包括：
9.塑化部，将材料塑化而生成塑化材料；
10.喷嘴，具有喷嘴开口，从所述喷嘴开口向载物台喷出所述塑化材料；
11.喷出量调整部，与所述喷嘴开口连通，设置于所述塑化材料流动的流路，通过变更形成于所述流路的开口的面积，调整来自所述喷嘴开口的所述塑化材料的喷出量；
12.压力调整部，通过连接于所述喷出量调整部与所述喷嘴开口之间的所述流路的分支流路，调整所述流路的压力；以及
13.控制部，控制所述喷出量调整部及所述压力调整部，
14.所述控制部在将所述喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，在控制所述喷出量调整部使所述开口的面积变更后，控制所述压力调整部来调整所述流路的压力，
15.所述第二喷出量是从所述喷嘴开口喷出所述塑化材料时的喷出量。
16.本发明的塑化材料喷出装置的一个方式包括：
17.塑化部，将材料塑化而生成塑化材料；
18.喷嘴，具有喷嘴开口，从所述喷嘴开口喷出所述塑化材料；
19.喷出量调整部，与所述喷嘴开口连通，设置于所述塑化材料流动的流路，通过变更形成于所述流路的开口的面积，调整来自所述喷嘴开口的所述塑化材料的喷出量；
20.压力调整部，通过连接于所述喷出量调整部与所述喷嘴开口之间的所述流路的分支流路，调整所述流路的压力；以及
21.控制部，控制所述喷出量调整部及所述压力调整部，
22.所述控制部在将所述喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，在控制所
述喷出量调整部使所述开口的面积变更后，控制所述压力调整部来调整所述流路的压力，
23.所述第二喷出量是从所述喷嘴开口喷出所述塑化材料时的喷出量。
附图说明
24.图1是示意性地示出本实施方式的三维造型装置的剖视图。
25.图2是示意性地示出本实施方式的三维造型装置的平头螺杆的立体图。
26.图3是示意性地示出本实施方式的三维造型装置的筒体的俯视图。
27.图4是用于说明本实施方式的三维造型装置的喷出量调整部的动作的图。
28.图5是用于说明本实施方式的三维造型装置的喷出量调整部的动作的图。
29.图6是用于说明本实施方式的三维造型装置的喷出量调整部的动作的图。
30.图7是用于说明本实施方式的三维造型装置的控制部的处理的流程图。
31.图8是用于说明本实施方式的三维造型装置的造型数据的表。
32.图9是用于说明本实施方式的三维造型装置的造型层形成处理的剖视图。
33.图10是用于说明本实施方式的三维造型装置的控制部的处理的流程图。
34.符号说明
35.10、造型单元；12、流路；14、开口；16、分支流路；20、载物台；22、堆积面；30、移动机构；32、电机；100、三维造型装置；110、材料供给部；112、塑化材料喷出装置；114、供给通路；120、塑化部；122、螺杆壳体；124、驱动电机；126、轴；130、平头螺杆；131、上表面；132、槽形成面；133、侧面；134、第一槽；135、中央部；136、连接部；137、材料导入部；140、筒体；142、相对面；144、第二槽；146、连通孔；148、外周；150、加热部；160、喷嘴；162、喷嘴流路；164、喷嘴开口；170、喷出量调整机构；172、喷出量调整部；174、驱动轴部件；176、阀驱动部；180、压力调整部；182、柱塞；184、柱塞驱动部；190、控制部。
具体实施方式
36.下面，使用附图对本发明优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并不对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限制。此外，以下说明的所有构成并不一定是本发明的必要构成要件。
37.1.三维造型装置
38.1.1.整体的构成
39.首先，参照附图对本实施方式的三维造型装置进行说明。图1是示意性地示出本实施方式的三维造型装置100的剖视图。另外，在图1中，作为相互正交的三轴表示x轴、y轴及z轴。x轴方向及y轴方向例如是水平方向。z轴方向例如是铅垂方向。
40.如图1所示，三维造型装置100例如包括造型单元10、载物台20和移动机构30。
41.三维造型装置100边从造型单元10的喷嘴160向载物台20喷出塑化的塑化材料、边驱动移动机构30使喷嘴160与载物台20的相对位置变化。由此，三维造型装置100在载物台20上对所希望的形状的三维造型物进行造型。在后面说明造型单元10的详细构成。
42.载物台20通过移动机构30而移动。在载物台20的堆积面22堆积从喷嘴160喷出的塑化材料而形成三维造型物。塑化材料可以直接堆积于载物台20的堆积面22，也可以经由设置在载物台20上的试样板堆积于堆积面22。
43.移动机构30使造型单元10与载物台20的相对位置变化。在图示的例子中，移动机构30使载物台20相对于造型单元10移动。移动机构30例如由三轴定位器构成，该三轴定位器利用三个电机32的驱动力使载物台20在x轴方向、y轴方向及z轴方向上移动。电机32由控制部190控制。
44.另外，移动机构30也可以是不使载物台20移动而使造型单元10移动的构成。或者移动机构30也可以是使造型单元10及载物台20中的一方在x轴方向及y轴方向上移动，使另一方在z轴方向上移动的构成。
45.1.2.造型单元
46.如图1所示，造型单元10例如包括材料供给部110和塑化材料喷出装置112。
47.向材料供给部110投入团粒状或粉末状的材料。材料供给部110向塑化材料喷出装置112供给成为原料的材料。材料供给部110例如由料斗构成。材料供给部110与塑化材料喷出装置112通过设置于材料供给部110下方的供给通路114连接。投入到材料供给部110的材料经由供给通路114供给到塑化材料喷出装置112。在后面说明由材料供给部110供给的材料的种类。
48.塑化材料喷出装置112包括：塑化部120、喷嘴160、喷出量调整机构170、压力调整部180和控制部190。
49.塑化部120生成将从材料供给部110供给的固体状态的材料塑化而具有流动性的膏状的塑化材料，并且供给到喷嘴160。塑化部120例如具有螺杆壳体122、驱动电机124、平头螺杆130、筒体140和加热部150。
50.另外，塑化是包括熔融的概念，是从固体变化为具有流动性的状态。具体地说，在发生玻璃化转变的材料的情况下，塑化是指使材料的温度为玻璃化转变温度以上。在不发生玻璃化转变的材料的情况下，塑化是指使材料的温度为熔点以上。
51.螺杆壳体122是容纳平头螺杆130的框体。在螺杆壳体122的下表面设置有筒体140。在由螺杆壳体122和筒体140包围的空间容纳有平头螺杆130。
52.驱动电机124设置于螺杆壳体122的上表面。驱动电机124例如是伺服电机。驱动电机124的轴126与平头螺杆130的上表面131连接。驱动电机124由控制部190控制。另外，虽然未图示，但是也可以经由减速机连接驱动电机124的轴126和平头螺杆130的上表面131。
53.平头螺杆130具有旋转轴r方向的大小小于与旋转轴r方向正交的方向的大小的大致圆筒形状。在图示的例子中，旋转轴r与z轴平行。通过驱动电机124产生的转矩，平头螺杆130以旋转轴r为中心旋转。
54.平头螺杆130具有上表面131、与上表面131相反的一侧的槽形成面132、以及连接上表面131和槽形成面132的侧面133。在槽形成面132形成有第一槽134。侧面133例如与槽形成面132垂直。在此，图2是示意性地示出平头螺杆130的立体图。另外，为了方便，在图2中，示出与图1所示的状态上下的位置关系相反的状态。
55.如图2所示，在平头螺杆130的槽形成面132形成有第一槽134。从z轴方向观察，第一槽134是螺旋状或旋涡状的槽。第一槽134例如具有中央部135、连接部136和材料导入部137。中央部135与形成于筒体140的连通孔146相对。中央部135与连通孔146连通。连接部136连接中央部135和材料导入部137。在图示的例子中，连接部136从中央部135朝向槽形成面132的外周形成为旋涡状。材料导入部137形成于槽形成面132的外周。即，材料导入部137
形成于平头螺杆130的侧面133。从材料供给部110供给的材料从材料导入部137导入到第一槽134，并且通过连接部136及中央部135被输送到形成于筒体140的连通孔146。
56.另外，在图示的例子中，第一槽134形成有两个，但是第一槽134的数量没有特别限制。虽然未图示，但是第一槽134可以形成三个以上，也可以仅形成一个。此外，虽然未图示，但是也可以设置任意的同轴螺杆来代替平头螺杆130。
57.如图1所示，筒体140设置在平头螺杆130的下方。筒体140具有与平头螺杆130的槽形成面132相对的相对面142。筒体140在相对面142的中心具有与第一槽134连通的连通孔146。在此，图3是示意性地示出筒体140的俯视图。
58.如图3所示，在筒体140的相对面142形成有第二槽144和连通孔146。第二槽144形成有多个。在图示的例子中，形成有六个第二槽144，但是其数量没有特别限制。从z轴方向观察，多个第二槽144形成在连通孔146的周围。第二槽144的一端与连通孔146连接，从连通孔146朝向筒体140的外周148以旋涡状延伸。第二槽144具有将塑化材料引导到连通孔146的功能。
59.另外，第二槽144的形状没有特别限制，例如也可以是直线状。此外，第二槽144的一端也可以不与连通孔146连接。此外，也可以不在相对面142形成有第二槽144。但是，如果考虑有效地向连通孔146引导塑化材料，则优选在相对面142形成有第二槽144。
60.如图1所示，加热部150设置于筒体140。加热部150例如由棒加热器构成。加热部150加热供给到平头螺杆130与筒体140之间的材料。加热部150由控制部190控制。塑化部120通过平头螺杆130、筒体140及加热部150，边将材料向连通孔146输送边加热而生成塑化材料。生成的塑化材料通过连通孔146流出。
61.喷嘴160设置在筒体140的下方。喷嘴160与载物台20相对移动。喷嘴160具有喷嘴流路162。喷嘴流路162与连通孔146连通。喷嘴流路162及连通孔146构成塑化材料通过的流路12。在图示的例子中，流路12沿z轴形成。喷嘴流路162具有喷嘴开口164。喷嘴开口164形成于喷嘴160的前端。从连通孔146供给的塑化材料通过喷嘴流路162到达喷嘴开口164。喷嘴160将从喷嘴开口164供给的塑化材料向载物台20喷出。
62.喷出量调整机构170调整从喷嘴160喷出的塑化材料的量。喷出量调整机构170例如具有喷出量调整部172、驱动轴部件174和阀驱动部176。
63.喷出量调整部172设置于流路12。在图示的例子中，喷出量调整部172设置于连通孔146，但是也可以设置于喷嘴流路162。此外，喷出量调整部172也可以设置于连通孔146与喷嘴流路162之间的中间流路。喷出量调整部172调整通过流路12的塑化材料的量。由此，喷出量调整部172调整来自喷嘴开口164的塑化材料的喷出量。
64.喷出量调整部172是蝶阀。喷出量调整部172能够以旋转轴q为中心旋转。在图示的例子中，旋转轴q与x轴平行。在此，图4～图6是用于说明喷出量调整部172的动作的图。另外，在图4～图6中，在上侧示出从z轴方向观察的俯视图，在下侧示出与yz平面平行的剖视图。
65.如图4～图6所示，喷出量调整部172通过旋转来变更形成于流路12的开口14的面积。由此，喷出量调整部172调整来自喷嘴开口164的塑化材料的喷出量。在图4所示的例子中，喷出量调整部172为关闭状态，没有通过喷出量调整部172在流路12形成开口。在这种情况下，来自喷嘴开口164的塑化材料的喷出量为零。在图5所示的例子中，喷出量调整部172
为全开状态，形成于流路12的开口14的面积最大。在图6所示的例子中，喷出量调整部172为关闭状态与全开状态的中间的状态，开口14的面积比全开状态小。
66.另外，“形成于流路12的开口14”是指从z轴方向观察时流路12的不与喷出量调整部172重叠的区域，“开口14的面积”是指该区域的大小。
67.如图1所示，驱动轴部件174与喷出量调整部172连接。驱动轴部件174设置于筒体140。驱动轴部件174也可以与喷出量调整部172一体地设置。在图示的例子中，驱动轴部件174是在x轴方向上延伸的棒状的部件。
68.阀驱动部176与驱动轴部件174连接。阀驱动部176例如包括电机而构成。利用阀驱动部176产生的驱动力，驱动轴部件174以旋转轴q为中心旋转。喷出量调整部172伴随驱动轴部件174的旋转而旋转。阀驱动部176由控制部190控制。
69.另外，在上述中，对喷出量调整部172为蝶阀的例子进行了说明，但是只要能够调整形成于流路12的开口14的面积，则喷出量调整部172不限制于蝶阀。例如，喷出量调整部172是形成有在z轴方向上贯通的贯通孔的板状部件，通过使该板状部件在x轴方向上移动，可以调整开口14的面积。在这种情况下，从z轴方向观察，开口14是形成于板状部件的贯通孔与流路12重叠的区域。
70.压力调整部180调整流路12的压力。压力调整部180可以使流路12的压力减少，也可以使流路12的压力增加。压力调整部180例如具有柱塞182和柱塞驱动部184。
71.柱塞182设置于分支流路16。分支流路16连接于喷出量调整部172与喷嘴开口164之间的流路12。即，分支流路16与流路12的设置有喷出量调整部172的部分相比，在塑化材料的路径中连接于下游。在图示的例子中，分支流路16与连通孔146连接，但是也可以与喷嘴流路162连接。分支流路16例如从流路12向+x轴方向延伸。
72.柱塞182例如是在x轴方向上延伸的棒状的部件。柱塞182与分支流路16的内表面滑动接触。在图示的例子中，分支流路16的内表面由筒体140规定。规定分支流路16的内表面的筒体140作为与柱塞182接触的缸体发挥功能。
73.柱塞182使分支流路16在x轴方向上移动。通过柱塞182向+x轴方向移动，通过流路12的塑化材料被吸引到分支流路16，流路12的压力减少。在这种情况下，来自喷嘴开口164的塑化材料的喷出量减少。通过柱塞182向-x轴方向移动，分支流路16的塑化材料被压入到流路12中，流路12的压力增加。在这种情况下，来自喷嘴开口164的塑化材料的喷出量增加。压力调整部180通过流路12调整流路12的压力。
74.柱塞驱动部184与柱塞182连接。柱塞驱动部184例如包括电机而构成。利用柱塞驱动部184产生的驱动力，柱塞182在x轴方向上移动。柱塞驱动部184由控制部190控制。
75.另外，在上述中，对压力调整部180包括柱塞182的例子进行了说明，但是只要能够调整流路12的压力，则压力调整部180的构成没有特别限制。压力调整部180例如也可以是通过使活塞移动来进行吸引等的活塞泵等。
76.控制部190例如由计算机构成，该计算机具有处理器、主存储装置以及进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口。控制部190例如通过处理器执行读入到主存储装置中的程序来发挥各种功能。控制部190例如控制移动机构30的电机32、驱动电机124、加热部150、喷出量调整机构170及压力调整部180。另外，控制部190也可以不是计算机而由多个电路的组合构成。以下，对控制部190的处理进行说明。
77.1.3.控制部的处理
78.图7是用于说明控制部190的处理的流程图。用户例如对未图示的操作部进行操作，向控制部190输出用于开始处理的处理开始信号。操作部例如由鼠标、键盘、触摸面板等构成。控制部190如果接收到处理开始信号，则开始处理。以下，对各处理进行说明。
79.1.3.1.造型数据获取处理
80.首先，如图7所示，作为步骤s10，控制部190进行造型数据获取处理，该造型数据获取处理获取用于对三维造型物进行造型的造型数据。
81.造型数据例如通过将形状数据读入到切片软件中来制作，该切片软件安装于与三维造型装置100连接的计算机。形状数据是表示使用三维cad(computer aided design，计算机辅助设计)软件或三维cg(computer graphics，计算机图形)软件等制作的三维造型物的目标形状的数据。作为形状数据例如使用stl(standard triangulated language，标准三角语言)格式或amf(additive manufacturing file format，增材制造文件格式)等数据。切片软件将三维造型物的目标形状分割为预定的厚度的层，按每层制作造型数据。造型数据由g代码等表示。
82.造型数据包含与从材料供给部110供给的材料的种类、该材料的加热温度、喷嘴160相对于载物台20的移动路径、以及载物台20与喷嘴160的相对速度等相关的信息。在此，图8是用于说明包含于造型数据的信息的表。另外，以下，将喷出量调整部172作为蝶阀进行说明。此外，将“载物台20与喷嘴160的相对速度”也简称为“相对速度”。此外，将来自“喷嘴开口164的塑化材料的喷出量”也简称为“喷出量”。
83.如图8所示，造型数据包含相对速度从第一相对速度变更为第二相对速度时的喷出量调整机构170及压力调整部180的条件。在图示的例子中，示出了“no.1”～“no.3”的三种模式，但是模式的数量没有特别限制。例如，模式的数量与相对速度的变更的变化的数量相同。
84.在图8中，作为“层内”的“no.1”及“no.2”是将三维造型物分割为多个层时的任意层内的信息。作为“层间”的“no.3”是在任意层的形成结束而开始形成下一层的情况下，从任意层向下一层的层间中的信息。
[0085]“no.1”是在“层内”从第一相对速度v1的状态变更为第二相对速度v2的状态时的信息。v2是比v1大的值。“no.2”是在“层内”从第一相对速度零的状态、即喷嘴160相对于载物台20停止的状态变更为第二相对速度v1的状态的情况。“no.3”是在“层间”从第一相对速度零的状态变更为第二相对速度v2的状态的情况。
[0086]
另外，在图8中，“层内”表示将三维造型物分割为多个层时的任意层内的相对速度的变更。“层间”表示在任意层的形成结束而开始形成下一层的情况下，从任意层向下一层的层间中的相对速度的变更。
[0087]
在图8中，“bv定时”表示变更喷出量调整部172的角度的定时。例如在bv定时为t1秒的情况下，在变更相对速度t1秒前变更喷出量调整部172的角度。更详细地说，在指示相对速度的变更t1秒前的定时指示喷出量调整部172的角度的变更。“bv角度”表示如图5所示将喷出量调整部172全开的状态设为0
°
时的喷出量调整部172的旋转角。如图4所示在喷出量调整部172被关闭的状态下，bv角度为90
°
。
[0088]
如图8所示，在“no.1”中，在bv定时t1，将bv角度从θ1变化为θ2。θ1是比0
°
大且比
90
°
小的角度。θ2是比0
°
大且比θ1小的角度。在“no.2”中，在bv定时t2，将bv角度从90
°
变化为θ1。t2是比t1长的时间。在“no.3”中，在bv定时t3，将bv角度从90
°
变化为θ1并进一步从θ1变化为θ2。t3是比t2长的时间。
[0089]
在此，在bv角度为90
°
而喷出量为零的状态下，由于喷出量调整部172被关闭，所以流路12的比喷出量调整部172靠向上游的部分的压力随着时间经过而变高。因此，在喷出量为零的状态下经过了预定时间的情况下，如果使bv角度一下子成为θ2，则塑化材料一下子流出到比喷出量调整部靠向下游的位置，有时在压力调整部中不能调整流路的压力，成为未预期的喷出量。特别是在“层间”的情况下，由于喷出量零的状态长时间持续，所以容易发生这样的问题。因此，在作为“层间”的“no.3”中，如图8所示，使bv角度阶段性地减小，使喷出量阶段性地增大。
[0090]
在图8中，“pl定时”表示柱塞182移动的定时。例如在pl定时为u1秒的情况下，在相对速度变化的u1秒前柱塞182移动。更详细地说，在指示相对速度的变更的u1秒前的定时指示柱塞182的移动。“pl移动量”表示柱塞182的移动量。在“pl移动量”中，也可以由正值表示柱塞182向接近流路12的方向移动的情况，由负值表示柱塞182向远离流路12的方向移动的情况。
[0091]
在“no.1”中，在pl定时u1为pl移动量d1。u1是比t1短的时间。在“no.2”中，在pl定时u2为pl移动量d2。u2是比u1长的时间，并且是比t2短的时间。d2比d1小。在“no.3”中，在pl定时u3为pl移动量d3。u3是比u2长的时间，并且是比t3短的时间。d3比d1大。
[0092]
另外，在将喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，也可以阶段性地控制压力调整部180来阶段性地调整流路12的压力。通过阶段性地控制压力调整部180，能够抑制成为未预期的喷出量。
[0093]
bv定时及pl定时也可以根据塑化材料的种类来确定。例如，在塑化材料的粘弹性高的情况下，与塑化材料的粘弹性低的情况相比，从塑化材料的喷出量调整部172到喷嘴开口164的移动时间变长，因此也可以延长bv定时及pl定时。
[0094]
bv定时及pl定时也可以根据塑化材料的温度来确定。“塑化材料的温度”是由加热部150加热时的温度。例如，在塑化材料的温度低的情况下，与塑化材料的温度高的情况相比，粘弹性变高，因此也可以延长bv定时及pl定时。
[0095]
bv定时及pl定时也可以根据相对速度的变更程度来确定。例如，在相对速度的变更程度大的情况下，与相对速度的变更程度小的情况相比，也可以延长bv定时及pl定时。
[0096]
由此，可以根据塑化材料的种类、塑化材料的温度及相对速度的变更程度中的至少一个，确定由喷出量调整部172进行的开口14的面积的变更定时、以及由压力调整部180进行的流路12的压力的调整定时。
[0097]
pl移动量也可以根据bv角度的变更程度来确定。例如，在bv角度的变更程度大的情况下，与bv角度的变更程度小的情况相比，也可以增大pl移动量。由此，也可以根据由喷出量调整部172进行的开口14的面积的变更程度，确定由压力调整部180调整的流路12的压力。需要说明的是，pl移动量也可以根据相对速度的变更前后的流路12的压力差来确定。
[0098]
控制部190例如从与三维造型装置100连接的计算机、usb(universal serial bus，通用串行总线)存储器等记录介质获取包含如上所述的信息的造型数据。
[0099]
1.3.2.造型层形成处理
[0100]
接着，如图7所示，作为步骤s20，控制部190进行在载物台20上形成造型层的造型层形成处理。
[0101]
具体地说，控制部190将供给到平头螺杆130与筒体140之间的材料塑化而生成塑化材料，并且从喷嘴160喷出塑化材料。控制部190持续生成塑化材料，直到造型层形成处理结束为止。在此，图9是用于说明造型层形成处理的剖视图。
[0102]
如图9所示，控制部190基于获取的造型数据，控制移动机构30边使喷嘴160与载物台20的堆积面22的相对位置变化、边从喷嘴160向堆积面22喷出塑化材料。
[0103]
具体地说，在开始造型层形成处理之前、即在开始作为第一层的造型层的第一层l1的形成之前，喷嘴160配置在比载物台20的-x轴方向的端部靠向-x轴方向的初始位置。如果开始造型层形成处理，则如图9所示，控制部190通过控制移动机构30，使喷嘴160相对于载物台20向+x轴方向相对移动。当喷嘴160通过载物台20上时，从喷嘴160喷出塑化材料。由此，形成第一层l1。在图9中，将n设为任意的自然数，图示到第n层的第n层ln为止。
[0104]
在此，图10是用于更详细地说明造型层形成处理的流程图。
[0105]
控制部190在造型层形成处理中，如图10所示，作为步骤s21，进行判定是否使相对速度变更的处理。具体地说，控制部190基于获取的造型数据，进行判定是否使相对速度变更的处理。例如，在相对于载物台20以直线状移动的喷嘴160转向的情况下，需要变更相对速度。
[0106]
在判定为使相对速度变更的情况下(在步骤s21中为“是”)，作为步骤s22，控制部190进行判定柱塞182的位置是否在预定范围内的处理。控制部190例如在步骤s23及步骤s25中每次使柱塞182移动时，将柱塞182的位置存储于未图示的存储部，判定从存储部读出的柱塞182的位置是否在预定范围内。或者三维造型装置100包括检测柱塞182的位置的未图示的传感器，控制部190也可以判定由传感器检测出的柱塞182的位置是否在预定范围内。步骤s22的“预定范围”是包含于造型数据的信息。
[0107]
在判定为柱塞182的位置偏离预定范围的情况下(在步骤s22中为“否”)，作为步骤s23，控制部190控制压力调整部180，进行使柱塞182向接近预定范围的方向移动预定量的处理。具体地说，控制部190驱动柱塞驱动部184，使柱塞182向接近预定范围的方向移动预定量。例如，在柱塞182的位置从预定范围向+x轴方向偏移的情况下，控制部190使柱塞182向-x轴方向移动预定量。
[0108]
另外，“预定量”是指能够将步骤s23中的由柱塞182的移动产生的线宽的变化量控制在5％以内的量。“线宽”是指在喷嘴160相对于载物台20在第一方向上移动并喷出塑化材料的情况下，在俯视观察下，喷出到载物台20上的塑化材料的与第一方向正交的第二方向的大小。
[0109]
步骤s23中的“预定范围”及“预定量”是包含于造型数据的信息。控制部190反复进行步骤s22和步骤s23，直到在步骤s22中判定为柱塞182的位置在预定范围内为止。
[0110]
在判定为柱塞182的位置在预定范围内的情况下(在步骤s22中为“是”)，作为步骤s24，控制部190控制喷出量调整部172，使喷出量调整部172旋转，进行使开口14的面积变更的处理。具体地说，控制部190基于造型数据，驱动阀驱动部176使驱动轴部件174旋转，由此使喷出量调整部172旋转。
[0111]
例如，如图8所示的“no.1”那样，在相对速度从第一相对速度v1变更为第二相对速
度v2的情况下，控制部190基于造型数据，将喷出量调整部172的bv角度从θ1变更为θ2，使开口14的面积变更。例如，如“no.3”那样，在从喷出量为零的第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，控制部190控制喷出量调整部172，使开口14的面积阶段性地增加。
[0112]
接着，如图10所示，作为步骤s25，控制部190控制压力调整部180使柱塞182移动，进行调整流路12的压力的处理。具体地说，控制部190基于造型数据，驱动柱塞驱动部184，由此使柱塞182移动。例如，如图8所示的“no.1”那样，在相对速度从第一相对速度v1变更为第二相对速度v2的情况下，控制部190基于造型数据，使柱塞182移动d1。由此，控制部190在将喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，在控制喷出量调整部172使开口14的面积变更后，控制压力调整部180来调整流路12的压力。控制部190也可以在控制喷出量调整部172使开口14的面积变更后，阶段性地控制压力调整部180来阶段性地调整流路12的压力。
[0113]
控制部190能够通过步骤s24及步骤s25，将来自喷嘴160的塑化材料的喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量。第二喷出量是从喷嘴开口164喷出塑化材料时的喷出量而不是零。第一喷出量可以是零，也可以比零大。第一喷出量可以比第二喷出量大，也可以比第二喷出量小。
[0114]
接着，如图10所示，作为步骤s26，控制部190进行变更相对速度的处理。具体地说，控制部190基于造型数据，驱动移动机构30的电机32。此后，控制部190使处理返回到步骤s21。
[0115]
在判定为不变更相对速度的情况下(在步骤s21中为“否”)，作为步骤s27，控制部190基于造型数据，进行判定第n层的形成是否完成的处理。在判定为第n层的形成未完成的情况下(在步骤s27中为“否”)，控制部190使处理返回到步骤s21。在判定为第n层的形成完成的情况下(在步骤s27中为“是”)，控制部190结束造型层形成处理。
[0116]
另外，在上述中，说明了如下例子：在步骤s24前进行判定柱塞182的位置是否偏离预定范围的处理、以及根据该判定的结果使柱塞182移动的处理。但是，这些处理可以在步骤s24后且步骤s25前进行，也可以在步骤s25后且步骤s26前进行，还可以在步骤s26后进行。或者这些处理也可以在进行造型层形成处理的期间在预定的定时反复进行。但是，为了防止控制部190的处理变得复杂，这些处理优选不与步骤s24、s25、s26同时进行。
[0117]
1.3.3.所有造型层的形成是否完成的判定处理
[0118]
接着，如图7所示，作为步骤s30，控制部190基于造型数据，进行判定所有造型层的形成是否完成的判定处理。在判定为所有造型层的形成未完成的情况下(在步骤s30中为“否”)，控制部190使处理返回到步骤s20。控制部190反复进行步骤s20和步骤s30，直到判定为所有造型层的形成完成为止。在判定为所有造型层的形成完成的情况下(在步骤s30中为“是”)，控制部190结束处理。
[0119]
1.4.作用效果
[0120]
在三维造型装置100中包括喷出量调整部172，该喷出量调整部172与喷嘴开口164连通，设置于塑化材料流动的流路12，通过变更形成于流路12的开口14的面积，调整来自喷嘴开口164的塑化材料的喷出量。此外，三维造型装置100包括压力调整部180，该压力调整部180通过连接于喷出量调整部172与喷嘴开口164之间的流路12的分支流路16，调整流路12的压力。三维造型装置100的控制部190在将喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情
况下，在控制喷出量调整部172使开口14的面积变更后，控制压力调整部180来调整流路12的压力。
[0121]
如上所述，在三维造型装置100中，在变更喷出量时，通过在控制喷出量调整部172之后控制压力调整部180，能够减小从喷出量调整部172到喷嘴开口164的流路12的长度引起的时滞，或者校正在喷出量调整部172调整时产生的流路12的压力变动。由此，能够准确地变更喷出量。
[0122]
在三维造型装置100中，喷嘴160与载物台20相对移动，在变更喷嘴160与载物台20的相对速度的情况下，控制部190使喷出量变更。例如，在相对速度变大的情况下，控制部190使喷出量增加。在相对速度变小的情况下，控制部190使喷出量减少。因此，在三维造型装置100中，能够减小由相对速度的变更引起的线宽的变动。
[0123]
在三维造型装置100中，控制部190在相对速度变更前，控制喷出量调整部172使开口14的面积变更，并且在开口14的面积变更后且相对速度变更前，控制压力调整部180来调整流路12的压力。因此，在三维造型装置100中，即使在喷出量调整部172的控制和喷出量的变动中产生了时滞，也能够减小该时滞。
[0124]
另外，控制部190也可以在相对速度变更后，控制喷出量调整部172使开口14的面积变更，也可以在相对速度变更后，控制压力调整部180来调整流路12的压力。
[0125]
在三维造型装置100中，根据塑化材料的种类、塑化材料的温度及相对速度的变更程度中的至少一个，确定由喷出量调整部172进行的开口14的面积的变更定时、以及由压力调整部180进行的流路12的压力的调整定时。因此，在三维造型装置100中，例如，能够在适合于塑化材料的种类的定时，变更开口14的面积，调整流路12的压力。此外，例如，能够在适合于塑化材料的温度的定时，变更开口14的面积，调整流路12的压力。此外，例如，能够在适合于相对速度的变更程度的定时，变更开口14的面积，调整流路12的压力。
[0126]
在三维造型装置100中，根据开口14的面积的变更程度，确定由压力调整部调整的流路12的压力。因此，在三维造型装置100中，能够使流路12的压力成为适合于开口14的面积的变更程度的大小。
[0127]
在三维造型装置100中，压力调整部180具有使分支流路16移动的柱塞182，在柱塞182的位置偏离预定范围的情况下，控制部190在造型中控制压力调整部180，使柱塞182向接近预定范围的方向移动预定量。因此，在三维造型装置100中，例如能够防止柱塞182向+x轴方向移动到极限而不能将流路12的压力调整为减少的情况。另外，“造型中”是指进行造型层形成处理的期间。
[0128]
在三维造型装置100中，控制部190在从喷出量为零的第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，控制喷出量调整部172，使开口14的面积阶段性地增加。因此，在三维造型装置100中，能够使流路12的比喷出量调整部172靠向上游的部分的压力阶段性地变小。由此，能够减少塑化材料一下子流出到比喷出量调整部172靠向下游的位置的可能性。
[0129]
在三维造型装置100中，控制部190也可以在将喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，在控制喷出量调整部172使开口14的面积变更后，阶段性地控制压力调整部180来阶段性地调整流路12的压力。因此，在三维造型装置100中，能够抑制成为未预期的喷出量。
[0130]
1.5.材料
[0131]
作为从材料供给部110供给的材料，能够列举以具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料为主材料的材料。在此，“主材料”是指形成造型物的形状的成为核心的材料，是指在造型物中占50质量％以上的含有率的材料。在上述材料中包括这些主材料以单体熔融的材料、与主材料一起含有的一部分的成分熔融而成为膏状的材料。
[0132]
作为具有热塑性的材料，例如能够使用热塑性树脂。作为热塑性树脂例如可以列举：abs树脂、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚缩醛(pom)、聚氯乙烯(pvc)、聚酰胺(pa)、聚乳酸(pla)、聚苯硫醚(pps)、聚碳酸酯(pc)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工程塑料、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、peek等工程塑料。
[0133]
在具有热塑性的材料中也可以混入颜料、金属、陶瓷，此外还可以混入蜡、阻燃剂、防氧化剂、热稳定剂等添加剂等。具有热塑性的材料在塑化部120中通过平头螺杆130的旋转、加热部150的加热而塑化从而转化为熔融的状态。此外，以这种方式生成的塑化材料在从喷嘴160射出后，由于温度的降低而固化。具有热塑性的材料优选被加热到其玻璃化转变温度以上而以完全熔融的状态从喷嘴160射出。
[0134]
在塑化部120中，例如也可以使用金属材料来代替上述具有热塑性的材料作为主材料。在这种情况下，优选在使金属材料成为粉末状的粉末材料中混合塑化材料生成时熔融的成分并投入到塑化部120。
[0135]
作为金属材料例如可以列举：镁(mg)、铁(fe)、钴(co)、铬(cr)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、镍(ni)的单一金属或含有一种以上这些金属的合金、以及马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。
[0136]
在塑化部120中，能够使用陶瓷材料来代替上述金属材料作为主材料。作为陶瓷材料例如可以列举二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷、氮化铝等非氧化物陶瓷等。
[0137]
从材料供给部110供给的金属材料或陶瓷材料的粉末材料可以是将单一金属的粉末或合金的粉末、陶瓷材料的粉末多种混合后的混合材料。此外，金属材料或陶瓷材料的粉末材料例如可以被上述热塑性树脂或除此以外的热塑性树脂涂覆。在这种情况下，也可以是在塑化部120中该热塑性树脂熔融而表现出流动性的材料。
[0138]
在从材料供给部110供给的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中例如也能够添加溶剂。作为溶剂，例如可以列举：水；乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等乙酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；甲乙酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基乙酸铵类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜系溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶系溶剂；四烷基乙酸铵(例如四丁基乙酸铵等)；丁基卡必醇乙酸酯等离子液体等。
[0139]
此外，在从材料供给部110供给的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中例如也可以添加粘合剂。作为粘合剂例如可以列举丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素系树脂或其他合成树脂或pla(聚乳酸)、pa(聚酰胺)、pps(聚苯硫醚)、peek或其他热塑性树脂。
[0140]
上述实施方式及变形例是一个例子，并不限制于此。例如，也可以适当组合各实施方式及各变形例。
[0141]
本发明包括与在实施方式中说明的构成实质上相同的构成、例如功能、方法及结果相同的构成或目的及效果相同的构成。此外，本发明包括置换了在实施方式中说明的构成的非本质部分的构成。此外，本发明包括起到与在实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或能够达成相同的目的的构成。此外，本发明包括在实施方式中说明的构成中附加了公知技术的构成。
[0142]
从上述实施方式及变形例导出以下内容。
[0143]
三维造型装置的一个方式包括：
[0144]
塑化部，将材料塑化而生成塑化材料；
[0145]
喷嘴，具有喷嘴开口，从所述喷嘴开口向载物台喷出所述塑化材料；
[0146]
喷出量调整部，与所述喷嘴开口连通，设置于所述塑化材料流动的流路，通过变更形成于所述流路的开口的面积，调整来自所述喷嘴开口的所述塑化材料的喷出量；
[0147]
压力调整部，通过连接于所述喷出量调整部与所述喷嘴开口之间的所述流路的分支流路，调整所述流路的压力；以及
[0148]
控制部，控制所述喷出量调整部及所述压力调整部，
[0149]
所述控制部在将所述喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，在控制所述喷出量调整部使所述开口的面积变更后，控制所述压力调整部来调整所述流路的压力，
[0150]
所述第二喷出量是从所述喷嘴开口喷出所述塑化材料时的喷出量。
[0151]
根据该三维造型装置，能够准确地变更喷出量。
[0152]
在三维造型装置的一个方式中，
[0153]
可以是所述喷嘴与所述载物台相对移动，
[0154]
在变更所述喷嘴与所述载物台的相对速度的情况下，所述控制部使所述喷出量变更。
[0155]
根据该三维造型装置，能够减小由相对速度的变更引起的线宽的变动。
[0156]
在三维造型装置的一个方式中，
[0157]
可以是所述控制部在所述相对速度变更前，控制所述喷出量调整部使所述开口的面积变更，
[0158]
所述控制部在所述开口的面积变更后且所述相对速度变更前，控制所述压力调整部来调整所述流路的压力。
[0159]
根据该三维造型装置，即使在喷出量调整部的控制和喷出量的变动中产生了时滞，也能够减小该时滞。
[0160]
在三维造型装置的一个方式中，
[0161]
可以是根据所述塑化材料的种类、所述塑化材料的温度及所述相对速度的变更程度中的至少一个，确定由所述喷出量调整部进行的所述开口的面积的变更定时、以及由所述压力调整部进行的所述流路的压力的调整定时。
[0162]
根据该三维造型装置，例如，能够在适合于塑化材料的种类的定时，变更开口的面积，调整流路的压力。此外，例如，能够在适合于塑化材料的温度的定时，变更开口的面积，调整流路的压力。此外，例如，能够在适合于相对速度的变更程度的定时，变更开口的面积，调整流路的压力。
[0163]
在三维造型装置的一个方式中，
[0164]
可以是根据所述开口的面积的变更程度，确定由所述压力调整部调整的所述流路的压力。
[0165]
根据该三维造型装置，能够使流路的压力成为适合于开口的面积的变更程度的大小。
[0166]
在三维造型装置的一个方式中，
[0167]
可以是所述压力调整部具有使所述分支流路移动的柱塞，
[0168]
在所述柱塞的位置偏离预定范围的情况下，所述控制部在造型中控制所述压力调整部，使所述柱塞向接近所述预定范围的方向移动预定量。
[0169]
根据该三维造型装置，能够防止柱塞移动到极限而不能调整流路的压力。
[0170]
在三维造型装置的一个方式中，
[0171]
可以是所述控制部在从所述第一喷出量为零的状态下在预定时间后将所述喷出量变更为所述第二喷出量的情况下，控制所述喷出量调整部，使所述开口的面积阶段性地增加。
[0172]
根据该三维造型装置，能够减小塑化材料一下子流出到比喷出量调整部靠向下游的位置的可能性。
[0173]
在三维造型装置的一个方式中，
[0174]
可以是所述控制部在将所述喷出量从所述第一喷出量变更为所述第二喷出量的情况下，在控制所述喷出量调整部使所述开口的面积变更后，阶段性地控制所述压力调整部来阶段性地调整所述流路的压力。
[0175]
根据该三维造型装置，能够抑制成为未预期的喷出量。
[0176]
塑化材料喷出装置的一个方式包括：
[0177]
塑化部，将材料塑化而生成塑化材料；
[0178]
喷嘴，具有喷嘴开口，从所述喷嘴开口喷出所述塑化材料；
[0179]
喷出量调整部，与所述喷嘴开口连通，设置于所述塑化材料流动的流路，通过变更形成于所述流路的开口的面积，调整来自所述喷嘴开口的所述塑化材料的喷出量；
[0180]
压力调整部，通过连接于所述喷出量调整部与所述喷嘴开口之间的所述流路的分支流路，调整所述流路的压力；以及
[0181]
控制部，控制所述喷出量调整部及所述压力调整部，
[0182]
所述控制部在将所述喷出量从第一喷出量变更为第二喷出量的情况下，在控制所述喷出量调整部使所述开口的面积变更后，控制所述压力调整部来调整所述流路的压力，
[0183]
所述第二喷出量是从所述喷嘴开口喷出所述塑化材料时的喷出量。