三维造型装置以及三维造型物的制造方法与流程

本发明涉及三维造型装置以及三维造型物的制造方法。

背景技术：

例如，在专利文献1中公开了一种三维造型装置，从依据预先设定的形状数据进行扫描的挤出喷嘴将熔融的热塑性的材料挤出到基座上，在该基座上硬化的材料之上进一步层叠熔融的材料而制作三维造型物。

专利文献1：日本特开2006-192710号公报

技术实现要素：

在上述的三维造型装置中，由于从一个喷嘴挤出熔融材料，因此在使用小径的喷嘴的情况下，与使用大径的喷嘴的情况相比，能够尺寸精度良好地制作三维造型物，但是由于从喷嘴挤出的熔融材料的流量小，因此三维造型物的生产率低。在使用大径的喷嘴的情况下，与使用小径的喷嘴的情况相比，由于从喷嘴挤出的熔融材料的流量大，因此能够使生产率提高，但是有可能无法确保必要的尺寸精度。对此，本申请的课题在于，提供一种能够使三维造型物的尺寸精度与生产率提高的三维造型装置。

根据本发明的一方式，提供一种三维造型装置。该三维造型装置具备：使材料熔融而形成造型材料的材料熔融部；供从所述材料熔融部供给的所述造型材料流通的供给流路；从所述供给流路被供给所述造型材料的第一分支流路以及第二分支流路；连接所述供给流路与所述第一分支流路以及所述第二分支流路的连接部；与所述第一分支流路连通的第一喷嘴；与所述第二分支流路连通并具有比所述第一喷嘴的喷嘴直径大的喷嘴直径的第二喷嘴；以及设于所述连接部的阀机构。通过所述阀机构，在连通所述供给流路与所述第一分支流路之间并且遮挡所述供给流路与所述第二分支流路之间的第一状态和连通所述供给流路与所述第二分支流路之间并且遮挡所述供给流路与所述第一分支流路之间的第二状态之间进行切换。

附图说明

图1是表示第一实施方式中的三维造型装置的构成概要的说明图。

图2是表示第一吸引部的构成概要的说明图。

图3是表示平面螺旋件的下表面侧的结构的概略立体图。

图4是表示螺旋件对面部的上表面侧的概略俯视图。

图5是表示第一状态下的阀机构的概要结构的剖面示意图。

图6是表示第二状态下的阀机构的概要结构的剖面示意图。

图7是表示第一实施方式中的阀部的概要结构的立体图。

图8是表示第一实施方式中的三维造型处理的内容的流程图。

图9是表示第二实施方式中的三维造型装置的构成概要的说明图。

图10是表示第二实施方式中的三维造型处理的内容的流程图。

图11是表示第三实施方式中的三维造型装置的构成概要的说明图。

图12是表示第三实施方式中的阀部的概要结构的立体图。

附图标记说明

10、10b、10c、三维造型装置；20、材料供给部；22、连通路；30、造型材料生成部；31、螺旋件壳体；32、驱动马达；40、平面螺旋件；42、槽部；43、山部；44、材料流入口；46、中央部；50、螺旋件对面部；54、引导槽；56、连通孔；58、加热器；60、喷出部；61、供给流路；62、连接部；63、第一分支流路；64、第二分支流路；65、第一喷嘴；66、第二喷嘴；67、第一吸引部；68、第二吸引部；70、70c、阀机构；71、71c、阀部；72、72c、流通路；73、操作部；80、移动机构；81、造型台；90、控制部；100、造型单元；111、柱塞；112、气缸；113、柱塞驱动部；121、流量传感器。

具体实施方式

a.第一实施方式：

图1是表示第一实施方式的三维造型装置10的概要结构的说明图。在图1中示出了表示彼此正交的x、y、z方向的箭头。x方向以及y方向是与水平面平行的方向，z方向是与铅垂方向相反的方向。表示x、y、z方向的箭头在其他的参照图中也以使图示的方向与图1对应的方式适当图示。

本实施方式中的三维造型装置10具备控制部90、造型单元100、造型台81以及移动机构80。三维造型装置10在通过移动机构80来移动的造型台81上利用造型单元100层叠后述的造型材料，从而对三维造型物进行造型。

控制部90是控制造型单元100与移动机构80的动作而执行对三维造型物进行造型的造型处理的控制装置。在动作中包括造型单元100相对于造型台81的三维的相对位置的移动。在本实施方式中，控制部90由具备1个以上的处理器、主存储装置、进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口的电脑构成。控制部90通过使处理器执行在主存储装置上读入的程序、命令，发挥各种功能。需要说明的是，也可以替代像这样由电脑构成，而使控制部90通过组合用于实现各功能的至少一部分的多个电路而成的结构来实现。

造型单元100使固体状态的材料的至少一部分熔融而形成为膏状的造型材料配置在造型台81上。造型单元100除了喷出部60之外还具备材料供给部20、造型材料生成部30。有时也将造型材料生成部30称作“材料熔融部”。

材料供给部20向造型材料生成部30供给材料。材料供给部20例如由收容材料的料斗构成。材料供给部20在下方具有排出口。该排出口经由连通路22与造型材料生成部30连接。材料以颗粒、粉末等方式向材料供给部20投入。在本实施方式中，使用颗粒状的abs树脂的材料。

造型材料生成部30生成使从材料供给部20供给的材料的至少一部分熔融而成的具有流动性的膏状的造型材料，向喷出部60引导。造型材料生成部30具有螺旋件壳体31、驱动马达32、平面螺旋件40、螺旋件对面部50。平面螺旋件40以及螺旋件对面部50的具体结构在后述的图3以及图4中分别表示。

平面螺旋件40具有沿着其中心轴的高度小于直径的大致圆柱状。平面螺旋件40配置为其中心轴与z方向成为平行，以中心轴为中心进行旋转。平面螺旋件40的中心轴与其旋转轴rx一致。在图1中由单点划线图示出平面螺旋件40的旋转轴rx。

平面螺旋件40收纳在螺旋件壳体31内。平面螺旋件40的上表面fa侧与驱动马达32连结，平面螺旋件40通过驱动马达32所产生的旋转驱动力在螺旋件壳体31内旋转。驱动马达32在控制部90的控制下进行驱动。

平面螺旋件40在与旋转轴rx交叉的面、即下表面fb形成有槽部42。平面螺旋件40的下表面fb面对螺旋件对面部50的上表面ga，从材料供给部20向设于平面螺旋件40的下表面fb的槽部42内供给材料。关于平面螺旋件40及其槽部42的具体结构，使用图3在后续进行说明。

在螺旋件对面部50埋入有用于加热材料的加热器58。供给到旋转的平面螺旋件40的槽部42内的材料通过平面螺旋件40的旋转使其至少一部分被熔融，并且沿着槽部42流动，并被导向平面螺旋件40的中央部46。流入到中央部46的膏状的材料经由设于螺旋件对面部50的中心的连通孔56作为造型材料向喷出部60供给。

喷出部60具备与螺旋件对面部50的连通孔56连通并供从造型材料生成部30供给的造型材料流通的供给流路61、从供给流路61被供给造型材料的第一分支流路63以及第二分支流路64、连接供给流路61、第一分支流路63与第二分支流路64的连接部62、与第一分支流路63连通的第一喷嘴65、与第二分支流路64连通的第二喷嘴66、以及设于连接部62的阀机构70。供给到喷出部60的造型材料从第一喷嘴65与第二喷嘴66中任一方朝向造型台81喷出。在本实施方式中，第二喷嘴66的径dn2大于第一喷嘴65的径dn1。关于造型材料是从第一喷嘴65喷出还是从第二喷嘴66喷出，通过阀机构70进行切换。关于阀机构70的详细情况，使用图5以及图6在后续进行说明。

本实施方式的喷出部60具备与第一分支流路63连接的第一吸引部67、以及与第二分支流路64连接的第二吸引部68。第一吸引部67构成为能够吸引第一分支流路63内的造型材料。第二吸引部68构成为能够吸引第二分支流路64内的造型材料。

图2是表示第一吸引部67的概要结构的说明图。本实施方式的第一吸引部67具备与第一分支流路63连接的气缸112、收容在气缸112内的柱塞111、以及使柱塞111驱动的柱塞驱动部113。柱塞驱动部113例如由螺线管机构、压电元件、马达等致动器构成。柱塞驱动部113在控制部90的控制下产生使柱塞111在气缸112内瞬发地往复移动的驱动力。如在图2中使用箭头表示的那样，通过使柱塞111向远离第一分支流路63的方向移动，气缸112内成为负压，第一分支流路63内的造型材料被吸引到气缸112内。需要说明的是，第二吸引部68的结构以及动作与第一吸引部67相同，因此省略说明。

返回图1，移动机构80使造型台81与第一喷嘴65以及第二喷嘴66的相对位置发生变化。在本实施方式中，移动机构80使造型台81相对于第一喷嘴65以及第二喷嘴66移动。移动机构80由通过三个马达m的驱动力使造型台81沿x、y、z方向的3轴方向移动的3轴定位器构成。移动机构80在控制部90的控制下变更第一喷嘴65以及第二喷嘴66与造型台81的相对位置关系。

需要说明的是，在三维造型装置10中，替代利用移动机构80使造型台81移动的结构，可以采用在造型台81的位置被固定的状态下移动机构80使造型单元100相对于造型台81移动的结构，也可以采用使造型单元100与造型台81各自移动的结构。采用这样的结构，也能够变更第一喷嘴65以及第二喷嘴66与造型台81的相对位置关系。

图3是表示平面螺旋件40的下表面fb侧的结构的概略立体图。为了使技术的理解变得容易，以使图1所示的上表面fa与下表面fb的位置关系在铅垂方向上成为反向的状态示出图3所示的平面螺旋件40。在图3中，由单点划线图示出在造型材料生成部30中旋转时的平面螺旋件40的旋转轴rx的位置。如参照图1进行说明的那样，在与螺旋件对面部50对置的平面螺旋件40的下表面fb设有槽部42。以下，也将下表面fb称作“槽形成面fb”。

平面螺旋件40的槽形成面fb的中央部46构成为被槽部42的一端连接的凹陷。中央部46与在图1中图示的螺旋件对面部50的连通孔56对置。在本实施方式中，中央部46与旋转轴rx交叉。

平面螺旋件40的槽部42构成所谓的涡旋槽。槽部42以从中央部46朝向平面螺旋件40的外周描绘弧的方式呈旋涡状延伸。槽部42也可以构成为呈渐开线曲线状、螺旋状延伸。在槽形成面fb设有构成槽部42的侧壁部并沿着各槽部42延伸的山部43。

槽部42连续至形成于平面螺旋件40的侧面的材料流入口44。材料流入口44是接受经由材料供给部20的连通路22供给的材料的部分。

当平面螺旋件40旋转时，从材料流入口44供给的材料的至少一部分一边在槽部42内通过后述的加热器58进行加热一边熔融，流动性提高。而且，该材料穿过槽部42朝向中央部46流动，汇集到中央部46，通过在此产生的内压，被朝向螺旋件对面部50的连通孔56挤出。

如图3所示，平面螺旋件40具有三个槽部42、三个山部43以及三个材料流入口44。设于平面螺旋件40的槽部42、山部43以及材料流入口44的数量不限于三个。在平面螺旋件40上可以仅设有一个槽部42，也可以设有两个以上的多个槽部42。另外，也可以设置与槽部42的数量相符的数量的山部43以及材料流入口44。

图4是表示螺旋件对面部50的上表面ga侧的概略俯视图。如上述那样，螺旋件对面部50的上表面ga与平面螺旋件40的槽形成面fb对置。以下，也将该上表面ga称作“螺旋件对置面ga”。

在螺旋件对置面ga形成有多个引导槽54。该引导槽54与形成于螺旋件对置面ga的中心的连通孔56连接，从连通孔56朝向外周呈旋涡状延伸。多个引导槽54具有将造型材料导向连通孔56的功能。如参照图1进行说明的那样，在螺旋件对面部50埋入有用于加热材料的加热器58。造型材料生成部30中的材料的熔融通过基于加热器58的加热与平面螺旋件40的旋转来实现。熔融后的材料经由螺旋件对面部50的连通孔56被朝向喷出部60的供给流路61挤出而导向第一分支流路63或者第二分支流路64。被导向第一分支流路63或者第二分支流路64的材料最终从与第一分支流路63连通的第一喷嘴65或者与第二分支流路64连通的第二喷嘴66喷出。

在造型单元100中，如图3所示，通过利用在z方向上具有小型尺寸的平面螺旋件40，用于熔融材料的至少一部分并将其引导至第一喷嘴65、第二喷嘴66的路线在z方向上占据的范围变小。这样，在造型单元100中，通过利用平面螺旋件40，使造型材料的生成机构小型化。另外，通过利用平面螺旋件40，来自第一喷嘴65、第二喷嘴66的造型材料的喷出控制的精度提高，容易且高效地进行基于喷出工序的三维造型物的造型。

在造型单元100中，通过利用平面螺旋件40，容易地实现将形成为具有流动性的状态的造型材料朝向第一喷嘴65、第二喷嘴66压送的结构。通过该结构，能够通过平面螺旋件40的转速的控制来进行来自第一喷嘴65、第二喷嘴66的造型材料的喷出量的控制，使得来自第一喷嘴65、第二喷嘴66的造型材料的喷出控制容易化。“来自第一喷嘴65、第二喷嘴66的造型材料的喷出量”是指从第一喷嘴65、第二喷嘴66流出的造型材料的流量。

图5是表示第一状态下的阀机构70的概要结构的剖面示意图。图6是表示第二状态下的阀机构70的概要结构的剖面示意图。在本说明书中，第一状态是指，供给流路61与第一分支流路63之间连通并且供给流路61与第二分支流路64之间被遮挡的三维造型装置10的状态。另外，第二状态是指，供给流路61与第二分支流路64之间与供给流路61连通，并且供给流路61与第一分支流路63之间被遮挡的三维造型装置10的状态。

阀机构70是构成为能够在第一状态与第二状态之间切换的阀。阀机构70构成为在连接部62内能够旋转，具备具有能够供造型材料流通的流通路72的阀部71。根据阀部71的旋转，第一分支流路63与第二分支流路64中任一方经由流通路72与供给流路61连通，并且，另一方通过阀部71与供给流路61发生遮挡，因此在第一状态与第二状态之间切换。另外，本实施方式的阀机构70构成为能够调节阀部71的旋转角，由此构成为能够调节在第一状态下流入第一分支流路63的造型材料的第一流量与在第二状态下流入第二分支流路64的造型材料的第二流量。

图7是表示本实施方式的阀部71的立体图。本实施方式的阀部71形成具有中心轴ca的圆柱状的形态。流通路72通过切开阀部71的侧面的一部分来设置。在阀部71的一方的端部设有操作部73。在操作部73连接有在基于控制部90的控制下驱动的马达。通过将基于马达的旋转驱动力向操作部73施加，阀部71旋转。

图8是表示用于实现三维造型物的造型的三维造型处理的内容的流程图。该处理在相对于设于三维造型装置10的操作面板、与三维造型装置10连接的电脑通过用户进行规定的造型开始操作的情况下被执行。首先，控制部90通过步骤s110获取三维造型物的形状数据。形状数据例如从与三维造型装置10连接的电脑、记录介质获取。此时，形状数据被获取为将表示三维造型物的形状的stl形式、amf形式的数据通过限制器转换而成的工具路径数据。接下来，控制部90通过步骤s120开始三维造型物的造型。当开始三维造型物的造型时，经由通过造型材料生成部30使材料熔融而形成造型材料的材料熔融工序与将熔融的造型材料向供给流路61供给的供给工序，从第一喷嘴65或者第二喷嘴66喷出造型材料。

控制部90通过步骤s130判断造型的三维造型物的部位是否为外观形状。外观形状是指，三维造型物的完成形状中的能够从外部视觉辨认的部位。将外观形状以外的三维造型物的部位称作内部形状。控制部90例如使用通过步骤s110获取的工具路径数据，能够判断造型的三维造型物的部位是否为外观形状。相对于外观形状，针对尺寸精度、表面粗糙度，谋求比内部形状高的品质，因此优选通过从小径的喷嘴喷出造型材料来致密地造型外观形状。另一方面，相对于内部形状，针对尺寸精度、表面粗糙度，没有谋求比外观形状高的品质，因此优选通过从大径的喷嘴喷出造型材料，将内部形状在短时间内造型。

通过步骤s130，判断为造型的三维造型物的部位为外观形状的情况下，控制部90通过步骤s140控制阀机构70，从而以第一状态来造型三维造型物。另一方面，在通过步骤s130没有判断出造型中的三维造型物的部位为外观形状的情况下，控制部90通过步骤s150来控制阀机构70，从而以第二状态来造型三维造型物。换句话说，控制部90根据造型的三维造型物的部位而切换为第一状态或者第二状态。需要说明的是，也将从第一喷嘴65喷出造型材料进行造型的情况称作第一造型工序，将从第二喷嘴66喷出造型材料进行造型的情况称作第二造型工序。在第一造型工序以及第二造型工序中，也可以根据喷嘴的移动速度来调节喷出的造型材料的流量。例如，关于构成三维造型物的直线部分，控制阀机构70而增加造型材料的流量，关于弯曲部分，通过减少造型材料的流量而能够使三维造型物的厚度均匀化。

在步骤s140或者步骤s150之后，控制部90通过步骤s160判断三维造型物的造型是否已结束。控制部90例如能够使用通过步骤s110获取的工具路径数据来判断三维造型物的造型是否已结束。在通过步骤s160没有判断出三维造型物的造型已结束的情况下，控制部90返回步骤s130的处理，继续三维造型物的造型。控制部90例如在进行三维造型物的第一层的外观形状的造型之后，进行第一层的内部形状的造型。控制部90在将三维造型物的第一层造型之后，在第一层之上造型第二层。需要说明的是，控制部90也可以遍及多层地造型外观形状之后，遍及多层地造型内部形状。这样，控制部90通过使造型材料层叠来造型三维造型物。另一方面，在通过步骤s160判断为三维造型物的造型已结束的情况下，控制部90结束该处理。需要说明的是，在造型时使造型材料的喷出位置向远离的位置移动的情况下，控制部90通过使柱塞111移动而使造型材料向气缸112内吸引。通过使造型材料向气缸112内吸引，即便不使平面螺旋件40的旋转停止，也能够抑制在喷嘴与三维造型物之间将造型材料拉丝。

根据以上说明的本实施方式的三维造型装置10，通过阀机构70，能够在第一状态与第二状态之间切换。因此，由于能够通过一台三维造型装置10区分使用两个喷嘴进行三维造型物的造型，因此能够使三维造型物的生产率提高。尤其是，在本实施方式中，控制部90根据造型的三维造型物的部位而驱动阀机构70在第一状态与第二状态之间进行切换。因此，对于针对尺寸精度、表面粗糙度而不要求比三维造型物的外观形状高的品质的三维造型物的内部形状，通过从直径大于第一喷嘴65的第二喷嘴66喷出造型材料，能够缩短造型三维造型物的时间。

另外，在本实施方式中，阀机构70构成为能够在第一状态与第二状态之间进行切换，并且构成为能够调节第一流量与第二流量。因此，与分别设置进行第一状态与第二状态的切换的阀与进行第一流量与第二流量的调节的阀的情况相比，能够使三维造型装置10小型化。

另外，在本实施方式中，阀机构70构成为通过圆柱状的阀部71的旋转能够在第一状态与第二状态之间进行切换。因此，能够通过简易结构的阀机构70切换为第一状态与第二状态。

另外，在本实施方式中，第二喷嘴66的径dn2大于第一喷嘴65的径dn1。因此，由于能够通过一台三维造型装置10区分使用直径不同的两个喷嘴进行造型，因此能够使三维造型物的生产率提高。

另外，在本实施方式中，第一吸引部67使第一分支流路63内产生负压，由此能够使来自第一喷嘴65的造型材料的喷出迅速停止。另外，第二吸引部68使第二分支流路64内产生负压，由此能够使来自第二喷嘴66的造型材料的喷出迅速停止。

另外，在本实施方式中，造型材料生成部30通过z方向的长度较短的平面螺旋件40来生成造型材料，因此能够使三维造型装置10小型化。

需要说明的是，在本实施方式中，使用了颗粒状的abs树脂的材料，作为在造型单元100中使用的材料，例如也能够采用具有热塑性的材料、以金属材料、陶瓷材料等各种材料为主材料来造型三维造型物的材料。在此，“主材料”是指，形成为三维造型物的形状的成为中心的材料，且是在三维造型物中占据50重量％以上的含有率的材料。在上述的造型材料中，含有使上述的主材料以单体熔融而成的材料、使与主材料一并含有的一部分的成分熔融而形成为膏状而成的材料。

在作为主材料而使用具有热塑性的材料的情况下，在造型材料生成部30中，通过使该材料塑化而生成造型材料。“塑化”是指对具有热塑性的材料施加热量进行熔融。

作为具有热塑性的材料，例如，能够使用使下述的任一者或者两者以上组合而成的热塑性树脂材料。

＜热塑性树脂材料的例子＞

聚丙烯树脂(pp)、聚乙烯树脂(pe)、聚缩醛树脂(pom)、聚氯乙烯树脂(pvc)、聚酰胺树脂(pa)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(abs)、聚乳酸树脂(pla)、聚苯硫醚树脂(pps)、聚醚醚酮(peek)、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、聚醚醚酮等工程塑料。

在具有热塑性的材料中，也可以混入颜料、金属、陶瓷，除此之外可以混入蜡、难燃剂、防氧化剂、热稳定剂等添加剂等。具有热塑性的材料在造型材料生成部30通过平面螺旋件40的旋转与加热器58的加热进行塑化而转化为熔融的状态。另外，这样生成的造型材料在从第一喷嘴65、第二喷嘴66喷出之后，通过温度的降低进行硬化。

具有热塑性的材料期望在被加热至其玻璃转移点以上而完全熔融的状态下从第一喷嘴65、第二喷嘴66射出。例如，abs树脂的玻璃转移点为大约120℃，在从第一喷嘴65、第二喷嘴66射出时期望为大约200℃。为了像这样在高温的状态下射出造型材料，也可以在第一喷嘴65、第二喷嘴66的周围设置加热器。

在造型单元100中，也可以替代上述的具有热塑性的材料，例如将以下的金属材料用作主材料。在该情况下，期望在将下述的金属材料形成为粉末状而成的粉末材料中混合在生成造型材料时熔融的成分，并投入到造型材料生成部30。

＜金属材料的例＞

镁(mg)、铁(fe)、钴(co)或铬(cr)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、镍(ni)的单一的金属、或者包含一种以上的上述金属的合金。

＜合金的例＞

马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。

在造型单元100中，能够替代上述的金属材料而将陶瓷材料用作主材料。作为陶瓷材料，例如能够使用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷、或者氮化铝等非氧化物陶瓷等。作为主材料，在使用上述那样的金属材料、陶瓷材料的情况下，配置于造型台81的造型材料也可以通过例如基于激光的照射、热风等的烧结来硬化。

投入到材料供给部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末、合金的粉末、陶瓷材料的粉末多个种类混合而成的混合材料。另外，金属材料、陶瓷材料的粉末材料例如也可以通过上面例示那样的热塑性树脂、或者除此以外的热塑性树脂进行涂层。在该情况下，在造型材料生成部30中，该热塑性树脂熔融而发现流动性。

在向材料供给部20投入的金属材料、陶瓷材料的粉末材料，例如也能够添加以下那样的溶剂。溶剂能够组合从下述之中选择的1种或者2种以上来使用。

＜溶剂的例＞

水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等(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(例如四正丁基乙酸铵等)；丁基卡必醇醋酸酯等离子液体等。

除此之外，在向材料供给部20投入的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中，例如也能够添加以下那样的粘合剂。

＜粘合剂的例＞

丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂、纤维素系树脂或者其它的合成树脂或者pla(聚乳酸)、pa(聚酰胺)、pps(聚苯硫醚)、peek(聚醚醚酮)或者其它的热塑性树脂。

b.第二实施方式：

图9是表示第二实施方式的三维造型装置10b的概要结构的说明图。在第二实施方式的三维造型装置10b中，第一喷嘴65的径dn1和第二喷嘴66的径dn2相同以及三维造型处理的内容与第一实施方式不同。其它的结构与图1所示的第一实施方式相同。在第二实施方式中，第二喷嘴66被用作预备的喷嘴。换句话说，仅在第一喷嘴65产生喷出不合格的情况下，从第二喷嘴66喷出造型材料。喷出不合格是指，喷嘴产生堵塞，喷嘴发生破损，来自喷嘴的造型材料的喷出产生异常。

图10是表示第二实施方式中的三维造型处理的内容的流程图。该处理在相对于设于三维造型装置10b的操作面板、与三维造型装置10b连接的电脑由用户进行规定的造型开始操作的情况下被执行。控制部90通过步骤s210获取三维造型物的形状数据，通过步骤s220开始三维造型物的造型。步骤s210和步骤s220的内容与第一实施方式的三维造型处理中的步骤s110和步骤s120的内容相同。在步骤s220之后，控制部90通过步骤s230判断三维造型装置10b是否处于第一状态。

在通过步骤s230判断为处于第一状态的情况下，控制部90通过步骤s240判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。在本实施方式中，检测从第一喷嘴65喷出的造型材料的流量的流量传感器121设于第一喷嘴65，控制部90获取由该流量传感器121检测到的流量的值。控制部90判断获取的流量的值是否处于预先存储于控制部90的流量的正常值的范围内，从而判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。

在通过步骤s240判断为在第一喷嘴65产生喷出不合格的情况下，控制部90通过步骤s250驱动阀机构70而将三维造型装置10b从第一状态切换为第二状态。另一方面，在通过步骤s240没有判断出第一喷嘴65产生喷出不合格的情况下，控制部90省略步骤s250而使处理进入步骤s260。之后，控制部90通过步骤s260判断三维造型物的造型是否结束。步骤s260的内容与第一实施方式的三维造型处理中的步骤s160的内容相同。在通过步骤s260没有判断出三维造型物的造型已结束的情况下，控制部90返回步骤s230的处理，继续进行三维造型物的造型。另一方面，在通过步骤s260判断为三维造型物的造型已结束的情况下，控制部90结束该处理。

在通过步骤s230没有判断出处于第一状态的情况下，换句话说，在处于第二状态的情况下，控制部90通过步骤s245判断在第二喷嘴66是否产生喷出不合格。控制部90与通过步骤s240判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格的情况同样地判断在第二喷嘴66是否产生喷出不合格。在通过步骤s245没有判断出在第二喷嘴66产生喷出不合格的情况下，控制部90使处理进入上述的步骤s260。另一方面，在通过步骤s245判断为在第二喷嘴66产生喷出不合格的情况下，控制部90省略步骤s260而结束三维造型处理。换句话说，在该情况下，控制部90中止三维造型处理。需要说明的是，产生有喷出不合格的第一喷嘴65、第二喷嘴66在三维造型处理被中止之后进行修理或者更换即可。

根据以上说明的本实施方式的三维造型装置10b，在从第一喷嘴65喷出造型材料而造型三维造型物时，即使在第一喷嘴65产生喷出不合格，也无须为了进行第一喷嘴65的修理或者更换等而中断三维造型物的造型，而能够从第二喷嘴66喷出造型材料而继续三维造型物的造型。因此，能够使三维造型物的生产率提高。

需要说明的是，在本实施方式中，说明了第一喷嘴65的径dn1与第二喷嘴66的径dn2相同，但第一喷嘴65的径dn1与第二喷嘴66的径dn2也可以不同。

c.第三实施方式：

图11是表示第三实施方式中的三维造型装置10c的概要结构的说明图。在第三实施方式的三维造型装置10c中，阀机构70c的结构与第一实施方式不同。其它的结构与图1所示的第一实施方式相同。在图11中表示第一状态中的阀机构70c。

图12是表示第三实施方式中的阀部71c的概要结构的立体图。第三实施方式的阀部71c形成为具有中心轴ca的圆柱状的形态。流通路72c被设为设于阀部71c的漏斗状的贯通孔。

通过以上说明的本实施方式的三维造型装置10c，也能够通过阀部71c的旋转在第一状态与第二状态之间进行切换。

d.其它实施方式：

(d1)在上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c中，阀机构70、70c具备构成为在连接部62内能够旋转的圆柱状的阀部71、71c。相对于此，阀机构70、70c也可以具备构成为在连接部62内能够旋转的半球状的阀部71、71c。

(d2)在上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c中，阀机构70、70c构成为能够调节在第一状态下向第一分支流路63流入的造型材料的第一流量、在第二状态下向第二分支流路64流入的造型材料的第二流量。相对于此，阀机构70、70c也可以构成为不调节在第一状态下向第一分支流路63流入的造型材料的第一流量与在第二状态下向第二分支流路64流入的造型材料的第二流量，仅能够进行第一状态与第二状态的切换。

(d3)在上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c中，具备使第一吸引部67以及第二吸引部68在气缸112内往复移动的柱塞111。相对于此，第一吸引部67以及第二吸引部68也可以构成为不通过柱塞111而是通过泵等从第一分支流路63、第二分支流路64吸引造型材料。被吸引的造型材料也可以向第一分支流路63的外部或者第二分支流路64的外部排出。另外，三维造型装置10、10b、10c也可以不具备第一吸引部67以及第二吸引部68。

(d4)上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c具备第一喷嘴65与第二喷嘴66。相对于此，三维造型装置10、10b、10c还具备第三喷嘴，阀机构70、70c也可以构成为从第一喷嘴65、第二喷嘴66与第三喷嘴中的任一个喷嘴喷出造型材料。

(d5)在上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c中，造型材料生成部30具备平面螺旋件40。相对于此，造型材料生成部30也可以替代平面螺旋件40而具备在z方向上与平面螺旋件40相比形成为长尺的内嵌螺旋件。

(d6)在上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c中，与阀机构70的操作部73连接且在控制部90的控制下驱动的马达在第一状态与第二状态之间进行切换。相对于此，用户也可以手动对操作部73进行操作，从而在第一状态与第二状态之间进行切换。

(d7)在上述的第二实施方式的三维造型装置10b中，检测从第一喷嘴65喷出的造型材料的流量的流量传感器121设于第一喷嘴65，使用通过该流量传感器121检测到的流量的值，控制部90判断第一喷嘴65是否产生喷出不合格。相对于此，也可以将检测第一分支流路63内的造型材料的压力的压力传感器设于第一分支流路63内，使用通过该压力传感器检测到的压力的值，控制部90判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。另外，也可以将检测在造型台81上积载的重量的重量传感器设于造型台81，使用通过该重量传感器检测出的重量的值，控制部90判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。也可以在第一喷嘴65的侧方设置相机，使用由该相机拍摄到的图像，控制部90判断是否从第一喷嘴65适当地喷出造型材料，由此控制部90判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。也可以通过使用三维数字化仪来测定三维造型物而制作三维的形状数据，与在生成工具路径数据时使用的形状数据进行对照，从而判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。

(d8)在上述的第二实施方式的三维造型装置10b中，控制部90判断在第一喷嘴65是否产生喷出不合格。相对于此，也可以是用户通过目视观察来自第一喷嘴65的造型材料的喷出状况，用户判断在第一喷嘴65是否产生有喷出不合格。该情况下，例如，也可以设有用于驱动与阀机构70的操作部73连接的马达的开关，判断为在第一喷嘴65产生了喷出不合格的用户通过操作该开关，在第一状态与第二状态之间进行切换。另外，也可以是用户通过手动对操作部73进行操作，在第一状态与第二状态之间进行切换。

(d9)在上述的各实施方式的三维造型装置10、10b、10c中，也可以组合第一实施方式的三维造型处理与第二实施方式的三维造型处理。该情况下，控制部90根据造型的三维造型物的部位，在第一状态与第二状态之间进行切换，在判断为在第一喷嘴65产生有喷出不合格的情况下，控制部90从第一状态切换为第二状态。另外，该情况下，也可以是，在判断为在第二喷嘴66产生喷出不合格的情况下，控制部90从第二状态切换为第一状态，在判断为在第一喷嘴65与第二喷嘴66的双方产生有喷出不合格的情况下，控制部90中止三维造型处理。

(d10)在上述的第一实施方式的三维造型装置10中，如图8所示，通过步骤s130，控制部90判断造型的三维造型物的部位是否为外观形状，在判断为外观形状的情况下，控制部90在第一状态下对三维造型物进行造型，在没有判断为外观形状的情况下，控制部90在第二状态下对三维造型物进行造型。相对于此，控制部90也可以与是外观形状还是内部形状无关地根据三维造型物的部位，在使从喷嘴喷出的造型材料的线宽度变细的情况下，在第一状态下对三维造型物进行造型，在使线宽度变宽的情况下，在第二状态下对三维造型物进行造型。

(d11)在上述的第二实施方式的三维造型装置10b中，如图10所示，在通过步骤s245判断为在第二喷嘴66产生喷出不合格的情况下，控制部90省略步骤s260而中止三维造型处理。相对于此，在通过步骤s245判断为在第二喷嘴66产生了喷出不合格的情况下，控制部90也可以驱动阀机构70而将三维造型装置10b从第二状态切换为第一状态。该情况下，在基于第二喷嘴66的三维造型物的造型中，进行第一喷嘴65的修理或者更换，由此，即便在第二喷嘴66产生了喷出不合格的情况下，也能够通过第一喷嘴65继续进行三维造型物的造型。

e.其它方式：

本发明不限于上述的实施方式，能够在不偏离其主旨的范围内以各种方式实现。例如，本发明也能够通过以下的方式来实现。与以下记载的各方式中的技术特征对应的上述实施方式中的技术特征能够为了解决本发明的课题的一部分或者全部、或者实现本发明的效果的一部分或者全部而适当地进行替换、组合。另外，只要在本说明书中没有说明该技术特征是必须的，则能够适当对其进行削除。

(1)根据本发明的一个方式，提供一种三维造型装置。该三维造型装置具备使材料熔融而形成造型材料的材料熔融部、供从所述材料熔融部供给的所述造型材料流通的供给流路、从所述供给流路被供给所述造型材料的第一分支流路以及第二分支流路、连接所述供给流路与所述第一分支流路以及所述第二分支流路的连接部、与所述第一分支流路连通的第一喷嘴、与所述第二分支流路连通并具有比所述第一喷嘴的喷嘴直径大的喷嘴直径的第二喷嘴、以及设于所述连接部的阀机构。通过所述阀机构，在连通所述供给流路与所述第一分支流路之间并且遮挡所述供给流路与所述第二分支流路之间的第一状态、以及连通所述供给流路与所述第二分支流路之间并且遮挡所述供给流路与所述第一分支流路之间的第二状态之间进行切换。

根据该方式的三维造型装置，能够通过阀机构切换第一状态与第二状态。因此，能够通过1台三维造型装置区分使用喷嘴直径不同的两个喷嘴进行造型，因此能够确保三维造型物的尺寸精度并且使生产率提高。

(2)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述阀机构构成为能够调节向所述第一分支流路或者所述第二分支流路流入的流量。

根据该方式的三维造型装置，通过一个阀机构能够进行第一状态与第二状态的切换、以及第一流量与第二流量的调节。因此，与分别设置进行第一状态与第二状态的切换的阀和进行第一流量与第二流量的调节的阀的情况相比，能够使三维造型装置小型化。

(3)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述阀机构构成为在所述连接部内能够旋转，具备具有能够供所述造型材料流通的流通路的阀部，根据所述阀部的所述旋转，所述第一分支流路与所述第二分支流路中任一方经由所述流通路与所述供给流路连通，并且，另一方与所述供给流路之间被所述阀部遮挡，在所述第一状态与所述第二状态之间进行切换。

根据该方式的三维造型装置，能够通过简易结构的阀机构在第一状态与第二状态之间进行切换。

(4)也可以是，上述方式的三维造型装置具备控制所述阀机构的控制部，所述控制部根据造型的三维造型物的部位，切换所述第一状态与所述第二状态。

根据该方式的三维造型装置，对于针对尺寸精度、表面粗糙度而没有要求比三维造型物的外观形状高的品质的三维造型物的内部形状，通过从直径比第一喷嘴大的第二喷嘴喷出造型材料，能够缩短对三维造型物进行造型的时间。

(5)也可以是，上述方式的三维造型装置具备与所述第一分支流路连接并构成为能够吸引所述第一分支流路内的所述造型材料的第一吸引部、以及与所述第二分支流路连接并构成为能够吸引所述第二分支流路内的所述造型材料的第二吸引部。

根据该方式的三维造型装置，第一吸引部使第一分支流路内产生负压，能够使来自第一喷嘴的造型材料的喷出迅速停止。另外，第二吸引部使第二分支流路内产生负压，能够使来自第二喷嘴的造型材料的喷出迅速停止。

(6)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述材料熔融部具有平面螺旋件，通过旋转的所述平面螺旋件使所述材料熔融而形成所述造型材料。

根据该方式的三维造型装置，由于利用小型的平面螺旋件来生成造型材料，因此能够使三维造型装置小型化。

本发明也能够通过三维造型装置以外的各种方式实现。例如，也能够通过三维造型物的制造方法、实现该方法的电脑程序、以记录有该电脑程序的非临时性的记录介质等方式来实现。