專利名稱：制模設(shè)備、除粉設(shè)備、制模系統(tǒng)以及制模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種基于快速原型制造技術(shù)利用粉末材料制造模型的制模設(shè)備，一種去除模型周圍的粉末的除粉設(shè)備，一種包括上述設(shè)備的制模系統(tǒng)，以及一種制造模型的方法。
背景技術(shù)：
日本專利申請(qǐng)公開2002-248691中公開的制模設(shè)備設(shè)置有例如累積制造(additive manufacturing)單元20和除粉單元30。在該累積制造單元20中，用于制造模型91的累積制造工藝在工作臺(tái)9上進(jìn)行。該工作臺(tái)9配置為憑借工作臺(tái)運(yùn)輸部50而下降。當(dāng)在累積制造單元20中制造模型91時(shí)，工作臺(tái)9將下降，除粉單元30開始除粉處理(參見例如段落
和
以及日本待審查專利申請(qǐng)公開2002-248691中的附圖1、4 和 7。)此種制模設(shè)備的從制模處理到除粉處理的操作均自動(dòng)進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
在普通制模設(shè)備中，從制模處理到除粉處理的操作不能自動(dòng)進(jìn)行，在制模設(shè)備中形成模型時(shí)，工人必須從安裝在設(shè)備上的制模單元中取出模型。而這會(huì)降低制模效率。鑒于上述情況，需要一種能提高制模效率的制模設(shè)備、用于該制模設(shè)備的除粉設(shè)備(去粉裝置)、制模系統(tǒng)以及制造模型的方法。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式，提供了制模設(shè)備，其包括箱保持機(jī)構(gòu)、箱、供應(yīng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)。該箱包括主體以及可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體的工作臺(tái)。所述箱能夠容納粉末并且可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)。供應(yīng)機(jī)構(gòu)，配置為向所述箱內(nèi)的制?？尚袇^(qū)選擇性地供應(yīng)用于將粉末粘結(jié)在一起的液體。升降機(jī)構(gòu)配置為使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體上升和下降。鑒于利用箱保持機(jī)構(gòu)可拆卸地保持所述箱，工人或機(jī)器人可從箱保持機(jī)構(gòu)上將此箱拆卸下來。工人或機(jī)器人可從此拆卸下的箱內(nèi)取出模型或?qū)⒀b有模型的箱放置在除粉設(shè)備中。如此配置提高了操作效率。升降機(jī)構(gòu)可包括被驅(qū)動(dòng)以上升和下降的升降構(gòu)件以及夾持機(jī)構(gòu)，所述升降構(gòu)件通過所述夾持機(jī)構(gòu)而夾持所述工作臺(tái)。例如，所述夾持機(jī)構(gòu)通過使用電磁體而進(jìn)行夾持。鑒于通過箱保持機(jī)構(gòu)可拆卸地保持所述箱或鑒于工作臺(tái)相對(duì)于所述箱的主體而可移動(dòng)地設(shè)置，箱和工作臺(tái)之間可能出現(xiàn)由制造誤差(例如，尺寸上的差異)弓丨起的錯(cuò)位(未對(duì)齊，misalignment)問題。但根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式的夾持機(jī)構(gòu)消除(absorb ) 了由制造誤差弓I起的錯(cuò)位問題，從而實(shí)現(xiàn)夾緊。此箱可包括設(shè)置在主體側(cè)面上的被支撐件。如此，箱保持機(jī)構(gòu)包括支撐件，支撐件能夠上升和下降并且從下方支撐此被支撐件。在這種配置下，當(dāng)被支撐件隨支撐件上升而被朝上推動(dòng)時(shí)，箱保持機(jī)構(gòu)便能輕而易舉地提升該箱。箱保持機(jī)構(gòu)可包括止擋件，由支撐件支撐的被支撐件抵靠在止擋件上。止擋件可構(gòu)成箱定位機(jī)構(gòu)的部分或整個(gè)，如此便可通過簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)進(jìn)行所述箱的定位。箱可包括附接在所述工作臺(tái)周圍的密封件，這防止了粉末從箱內(nèi)泄漏和掉落。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式，提供了除粉設(shè)備，其包括箱保持機(jī)構(gòu)、箱、工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)以及除粉機(jī)構(gòu)。該箱包括具有開口的主體以及可移動(dòng)地設(shè)置于該主體的工作臺(tái)。所述箱可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)并且能夠容納通過快速原型制造技術(shù)由粉末制成的模型以及未與所述模型粘結(jié)的粉末，以將所述模型與所述未粘結(jié)粉末一起配置在所述工作臺(tái)上。工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體而上升。除粉機(jī)構(gòu)配置為去除通過所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)經(jīng)由所述開口從所述箱中被推出的所述模型周圍的未粘結(jié)粉末。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式，提供了制模系統(tǒng)，其包括制模設(shè)備、除粉設(shè)備以及在制模設(shè)備和除粉設(shè)備間運(yùn)輸該箱的運(yùn)輸設(shè)備。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式，提供了制模方法，其包括在箱中容納粉末，所述箱包括主體以及可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體的工作臺(tái)。在該箱中，利用制模設(shè)備采用的快速原型制造技術(shù)將粉末制成模型。從所述制模設(shè)備中拆下所述箱。將拆下的所述箱放置到所述除粉設(shè)備中。采用所述除粉設(shè)備來去除所述模型周圍的未粘結(jié)粉末。根據(jù)本公開的上述實(shí)施方式，可提高制模操作的效率。參考以下附圖中示出的最佳方式實(shí)施方式的具體說明，本公開的上述及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1示出了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式的制模設(shè)備的視圖；圖2示出了圖1所示制模設(shè)備的側(cè)視圖；圖3示出了圖1所示制模設(shè)備的平面圖；圖4A和4B分別示出了箱的透視圖(設(shè)置在制模部)以及該箱的截面圖；圖5示出了供應(yīng)部和制模部的主要部分的視圖(從這些部分的底部對(duì)角地往上看);圖6示出了供應(yīng)部和制模部的側(cè)視圖(從供應(yīng)部的側(cè)面看)；圖7示出了流程圖，描述了當(dāng)箱設(shè)置到制模設(shè)備時(shí)主要進(jìn)行的操作；圖8示出了由推車所保持的箱的視圖；圖9示出了在工人將推車的叉手(fork)插入該制模設(shè)備前推車和制模設(shè)備的透視圖；圖10示出了在工人已經(jīng)將推車的叉手插入制模設(shè)備中時(shí)推車和制模設(shè)備的透視圖1lA至IlE示出了用來說明上述狀態(tài)中箱保持機(jī)構(gòu)的操作的視圖；圖12A至12D示出了用來說明由制模設(shè)備隨后進(jìn)行的制模工藝的示意性側(cè)視圖；圖13示出了流程圖，描述了在制模設(shè)備進(jìn)行了制模工藝后將箱從制模設(shè)備中拆卸下來時(shí)所進(jìn)行的主要操作。圖14示出了根據(jù)本公開實(shí)施方式的除粉設(shè)備的外觀的透視圖；圖15示出了圖14所示除粉設(shè)備的示意性截面圖；圖16示出了用來說明該除粉設(shè)備所進(jìn)行的操作的視圖；以及圖17示出了用來說明模型是怎么從此除粉設(shè)備中移除的視圖?！?br> 具體實(shí)施例方式下文將參考

本公開的實(shí)施方式。制模設(shè)備(制模設(shè)備的構(gòu)造)圖1示出了根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施方式的制模設(shè)備的視圖。圖2示出了圖1所示制模設(shè)備的側(cè)視圖，圖3示出了制模設(shè)備的平面圖。根據(jù)本公開實(shí)施方式的制模設(shè)備表示為制模設(shè)備100，其通過快速原型制造技術(shù)利用粉末材料制造模型。該制模設(shè)備100由制模單元30和與其相鄰布置的控制單元60構(gòu)成。制模單元30具有框架I和固定在該框架I上部的板2?；驹诎?的中心位置，沿Y方向(即，板2的縱向方向)形成了在制模操作中用于供應(yīng)粉末的開口 2a。開口 2a的下面，布置了用于供應(yīng)粉末的供應(yīng)部10、利用粉末形成模型的制模部20以及用于排放粉末的排放通道件31 (圖1中省略)。如圖2和圖3所示，從圖左側(cè)，沿Y方向，順序地布置供應(yīng)部10、制模部20以及排放通道件31。如圖1所示，板2上設(shè)置了另一框架(圖中未示出)，該框架上安裝有覆蓋件33。該覆蓋件33由例如亞克力制成，以便該設(shè)備的使用者可透過覆蓋件33看到制模單元30的內(nèi)部。此外，對(duì)覆蓋件33施加抗靜電處理，以防粘附靜電粉末，以確保使用者看到內(nèi)部情況。供應(yīng)部10具有能儲(chǔ)存粉末4 (參見圖12)的供應(yīng)箱11，該供應(yīng)箱11包括供應(yīng)臺(tái)12和升降機(jī)構(gòu)70，其中，供應(yīng)臺(tái)12在供應(yīng)箱11內(nèi)上升和下降。通過升降機(jī)構(gòu)70的驅(qū)動(dòng)，供應(yīng)臺(tái)12向上推動(dòng)供應(yīng)箱11內(nèi)儲(chǔ)存的粉末4，從而將粉末4通過開口 2a供應(yīng)到板2上。例如，滾珠螺桿機(jī)構(gòu)或齒條-齒輪機(jī)構(gòu)均可作為升降機(jī)構(gòu)70。如圖1和圖2所示，供應(yīng)部10上設(shè)置了箱式溜槽(tank chute) 15,通過工人或機(jī)器人操作使得箱式溜槽被填充有粉末，并且箱式溜槽暫時(shí)存儲(chǔ)粉末。該箱式溜槽15的底部設(shè)置有例如可電控打開或關(guān)閉的覆蓋件(圖中未示出)。當(dāng)打開此覆蓋件時(shí)，箱式溜槽15中儲(chǔ)存的粉末便在自身重力作用下掉落至供應(yīng)部10中。粉末4可由水溶性物質(zhì)形成，例如，以鹽、硫酸鎂、氯化鎂、氯化鉀和氯化鈉等為代表的無機(jī)物質(zhì)。也可采用混合了氯化鈉和鹽鹵成分(例如硫酸鎂、氯化鎂和氯化鉀)的物質(zhì)。換言之，就是以氯化鈉為主要成分的物質(zhì)?？商鎿Q地，可采用有機(jī)物質(zhì)，諸如，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鈉、硫酸銨丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸鈉，或其共聚物。
通常，粉末4的平均粒子直徑小于10 μ m但不大于100 μ m。與例如采用金屬或塑料粉末材料的情況相比，在使用鹽的情況下，當(dāng)例如提取或加工粉末材料時(shí)，能夠節(jié)約更多能量，這有益于環(huán)境保護(hù)。鄰近供應(yīng)部10布置的制模部20具有能夠容納粉末4的箱21、以及升降機(jī)構(gòu)50，其中，位于箱21內(nèi)的工作臺(tái)22被驅(qū)動(dòng)而上升和下降。箱保持機(jī)構(gòu)40中可拆卸地設(shè)置該箱21。稍后將詳述箱保持機(jī)構(gòu)40和升降機(jī)構(gòu)50。關(guān)于例如圖3中所示的箱21的尺寸，該箱在X方向上的長(zhǎng)度可為20cm至50cm，而在Y方向上的長(zhǎng)度可為IOcm至30cm。但這些方向上的長(zhǎng)度并不限于上述范圍。放置箱21(主體23)內(nèi)存放的粉末的區(qū)域就是制?？尚袇^(qū)。箱11和12以及排放通道件31的上端各自形成有開口。這些開口的開口面中的每個(gè)均布置成面向板2的開口 2a (參見圖3)。在板2上設(shè)置了滾筒16，其鄰近供應(yīng)部10側(cè)面上開口 2a的端部，滾筒16將由供應(yīng)部10供應(yīng)的粉末4運(yùn)輸至制模部20。滾筒16在沿某方向(X方向)上具有轉(zhuǎn)軸17，從水平面上看，該方向垂直于箱11和21以及排放通道件31的布置方向。為了轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸17，還設(shè)置了電機(jī)(圖中未示出)。板2上還設(shè)置了可在Y方向上轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒16的機(jī)構(gòu)(圖中未示出)。如圖2所示，排放通道件31彎曲，以便為布置箱保持機(jī)構(gòu)40提供充足的空間。排放通道件31下方布置了收集盒34。在自身重力作用下通過排放通道件31掉落下的過量粉末被收集在此收集盒34中。板2上設(shè)置了打印頭41以及打印頭移動(dòng)機(jī)構(gòu)46，打印頭移動(dòng)機(jī)構(gòu)使打印頭41沿X-Y方向移動(dòng)。打印頭41可向制模部20中的布置在工作臺(tái)22上的粉末4噴射墨水。打印頭41和打印頭移動(dòng)機(jī)構(gòu)46作為供應(yīng)液體的供應(yīng)機(jī)構(gòu)。打印頭移動(dòng)機(jī)構(gòu)46具有一對(duì)導(dǎo)軌45，該導(dǎo)軌45在X方向的開口 2a的兩側(cè)上沿Y方向延伸；γ軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)48,設(shè)置在某一導(dǎo)軌45的端部上；以及X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47,布置成連接這對(duì)導(dǎo)軌45。打印頭41耦接至X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47，以便在X方向上移動(dòng)。通過Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)48，X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47可沿這對(duì)導(dǎo)軌45在Y方向上移動(dòng)。X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)48的構(gòu)成形式為，例如，滾珠螺桿機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)構(gòu)或齒條-齒輪機(jī)構(gòu)。打印頭41可以是具有相關(guān)技術(shù)噴墨打印頭結(jié)構(gòu)的裝置。例如，打印頭41內(nèi)可設(shè)置多個(gè)墨水罐(圖中未示出)。這些罐可分別儲(chǔ)存藍(lán)綠色、洋紅色和黃色墨水(以下簡(jiǎn)稱為“CMY”)。盡管圖中未示出，例如，打印頭41內(nèi)也可設(shè)置例如儲(chǔ)存透明墨水的罐。該透明墨水可包含粘結(jié)劑成分，粘結(jié)劑成分使得粉末粘結(jié)一起并被固化。當(dāng)粉末包含這樣的粘結(jié)劑成分時(shí),墨水可不含有此成分。就墨水而目，可米用水基墨水(例如，嗔墨式打印機(jī)使用的市售墨水)。此外，根據(jù)粉末4的材料，可采用溶劑墨水。就打印頭41的系統(tǒng)而言,可采用不同于噴墨系統(tǒng)的系統(tǒng)。控制單元60的功能相當(dāng)于配置了中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)的計(jì)算機(jī)。此外，控制單元60包括設(shè)置在此單元正面的上部分的顯示區(qū)61以及設(shè)置在其下部分的輸入操作裝置62。一般情況下，輸入操作裝置62可設(shè)置為鍵盤形式，而顯示區(qū)61可包括觸屏形式的輸入裝置。向此控制單元60中輸入作為三維數(shù)據(jù)的計(jì)算斷層照相法(CT)數(shù)據(jù)。根據(jù)輸入CT數(shù)據(jù)，控制單元60控制制模單元30各區(qū)的操作和操作時(shí)間，以形成模型。圖4A和4B分別示出了設(shè)置在制模單元20的箱21的透視圖以及該箱的截面圖。如上所述，箱21具有主體23和工作臺(tái)22。主體23的上端形成有開口 23a，而工作臺(tái)22設(shè)置成能夠在主體23內(nèi)移動(dòng)并構(gòu)成主體23的底部。主體23為矩形管形狀。工作臺(tái)22為矩形板，其形狀對(duì)應(yīng)于主體23的內(nèi)部形狀。如圖4B所示，主體23在其下端具有法蘭23b。主體23形成為，在工作臺(tái)22的邊沿位于法蘭23b上時(shí)具有最大容量。工作臺(tái)22的邊沿附接有密封件29，以密封主體23與工作臺(tái)22之間的縫隙。密封件29由海綿材料制成，例如，尿烷。鋼板55附接至工作臺(tái)22的背面，作為夾持機(jī)構(gòu)56的部分組成構(gòu)件，鋼板例如由鐵磁材料制成，(稍后將進(jìn)行說明)。圖2、圖1lA至IlE等中省略了該密封件29。在箱21的主體23的側(cè)面(23c)上，設(shè)置有被支撐件24，該被支撐件24被箱保持機(jī)構(gòu)40的支撐件27 (稍后將進(jìn)行說明)支撐。被支撐件24可形成為具有例如板式形狀，但又不限于此。被支撐件24可連續(xù)或間斷地設(shè)置所述主體23的周緣的至少一個(gè)部分上，以便箱支撐機(jī)構(gòu)40的支撐件27能夠支撐該箱21。在本實(shí)施方式中，被支撐件24分別設(shè)置在相向面對(duì)的側(cè)面23c上。圖5示出了從供應(yīng)部10和制模部20的下部部分對(duì)角上看時(shí)這些部分的主要部分的視圖。圖6示出了從供應(yīng)部10的側(cè)面看時(shí)供應(yīng)部10和制模部20的側(cè)視圖。當(dāng)在圖5和6之外還參考圖2時(shí)，對(duì)于供應(yīng)部10和制模部20的以下說明將更容易理解。供應(yīng)部10和制模部20具有附接框架80，其附接于板2的開口 2a。供應(yīng)箱11被固定到附接框架80上的預(yù)定位置。附接框架80上連接著導(dǎo)向架81，導(dǎo)向架的位置緊鄰供應(yīng)箱11的固定位置。此導(dǎo)向架81可以例如是形狀與主體23輪廓對(duì)齊的矩形架。在箱21被設(shè)置到箱保持機(jī)構(gòu)40內(nèi)時(shí)，通過導(dǎo)向該箱21的主體23的上部分，使得導(dǎo)向架81用于定位此主體23。如圖6所示，導(dǎo)向架81的內(nèi)部為錐形。更為具體地，導(dǎo)向架81的內(nèi)部形成為，使得該導(dǎo)向架的內(nèi)部的寬度(導(dǎo)向架81周緣內(nèi)的空間的寬度)從其下部至上部漸漸減小。通過此種配置，能夠更容易導(dǎo)向箱21的上部分，其如稍后將說明的那樣兒而被驅(qū)動(dòng)著進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)。換言之，可以使得箱21的上部分更容易適配于導(dǎo)向架81，從而能夠容易地定位箱21。制模部20的升降機(jī)構(gòu)50包括驅(qū)動(dòng)部54 ;升降臂(升降件)52，通過驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)部54而上升或下降該升降臂；以及夾持機(jī)構(gòu)56(參見圖5)，該升降臂52通過夾持機(jī)構(gòu)而夾緊工作臺(tái)22。升降臂52可以是L形。夾持機(jī)構(gòu)56可具有例如連接在升降臂52上部分的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置53以及如上所述的設(shè)置在工作臺(tái)22背面上的鋼板55。磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置53通過激勵(lì)線圈(圖中未示出)來產(chǎn)生磁力，并且該磁力與鋼板55發(fā)生作用。這使得磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置53與鋼板55之間耦接，從而夾緊工作臺(tái)22。供應(yīng)部10的升降機(jī)構(gòu)70的結(jié)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)50的結(jié)構(gòu)基本相同，但是，前者與后者不同之處在于，供應(yīng)臺(tái)12直接連接至升降機(jī)構(gòu)70內(nèi)的L形升降臂72的一端。
制模部20內(nèi)設(shè)置的箱保持機(jī)構(gòu)40具有一對(duì)升降缸28。各升降缸28具有驅(qū)動(dòng)部25和被此驅(qū)動(dòng)部25驅(qū)動(dòng)著上升或下降的桿26。各支撐件27連接至桿26的端部，這使支撐件27從下方支撐箱21上設(shè)置的被支撐件24。升降缸28可以是液壓缸(一般是氣缸)。升降缸28分別固定在一對(duì)垂直框架82上，該垂直框架82連接至附接框架80且位于夾持箱21和升降臂52的位置。制模單元30的控制器(圖中未示出)或控制單元60控制這對(duì)升降缸28，以使其同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。垂直框架82上設(shè)置了作為箱保持機(jī)構(gòu)40 —部分的成對(duì)止擋件83。當(dāng)升降缸28提升支撐件27時(shí)，止擋件83用于調(diào)節(jié)該支撐件27的上升。如稍后所述，當(dāng)被支撐件24接觸到止擋件83時(shí)，導(dǎo)向架81將完成對(duì)箱21的定位。導(dǎo)向架81可作為箱保持機(jī)構(gòu)40的一部分。如此，通過設(shè)置的導(dǎo)向架81和止擋件83，對(duì)制模部20內(nèi)的箱21的定位便可通過簡(jiǎn)單配置而實(shí)現(xiàn)。(制模設(shè)備的在制模處理之前的操作)接下來，將主要說明用于將箱21設(shè)置到制模設(shè)備100中的操作。圖7示出了說明該操作的流程圖。圖1lA至IlE示出了用來說明箱保持機(jī)構(gòu)的操作的視圖。在操作前，制模設(shè)備100的所有部分的機(jī)構(gòu)處于原始位置(初始位置)(步驟100)。圖1lA示出了箱保持機(jī)構(gòu)40的原始位置。更為具體地，在該原始位置上，升降缸28的支撐件27的位置低于其在圖2中示出的位置。如圖8所示，工人將箱21裝載到推車150上(步驟101)。推車150具有一對(duì)叉手153，所述一對(duì)叉手保持該箱21，使其在其上承載。叉手153配置為，通過人為或電動(dòng)操作而豎直地移動(dòng)。如圖8所示，叉手153通過從下方支撐箱21以保持該箱21于其上。如下所述，叉手153的位置被調(diào)整至預(yù)定高度，使得當(dāng)工人將推車150的叉手153插入制模設(shè)備100中時(shí)，箱21被布置在制模設(shè)備100的成對(duì)的升降缸28上。各叉手153的上表面可設(shè)置有凸起或凹陷(圖中未示出)以便與箱21背面上設(shè)置的凹陷或凸起相互接合。推車150可具有保持機(jī)構(gòu)來替換叉手153。該保持機(jī)構(gòu)通過從相對(duì)兩側(cè)來保持箱21的主體23，以保持該箱21。如圖9和圖10所示，工人推動(dòng)推車150以將該推車150的叉手153插入制模設(shè)備100中(步驟102)。如圖1lB所示，箱21插入后的高度符合箱保持機(jī)構(gòu)40所在的預(yù)定高度。在如圖1lB所示的狀態(tài)中，當(dāng)工人通過制模設(shè)備100的輸入操作裝置62開始操作時(shí)，箱保持機(jī)構(gòu)40開始保持該箱21的操作。當(dāng)工人將叉手153插入制模設(shè)備100中時(shí)，可如下進(jìn)行箱21的沿X方向的定位。例如，鑒于成對(duì)叉手153的規(guī)定長(zhǎng)度和推車150的規(guī)定尺寸對(duì)應(yīng)于制模設(shè)備100的尺寸，所以僅通過將箱21設(shè)置在該對(duì)叉手153上的規(guī)定位置便可完成對(duì)箱21的定位。如此，通過設(shè)置例如用來移動(dòng)推車150的導(dǎo)軌，便可完成箱21的在Y方向上的定位，該導(dǎo)軌的位置與制模設(shè)備100的位置對(duì)齊。此外，例如，叉手153的邊緣可設(shè)置照相機(jī)，以便工人可在通過沿X和Y方向推動(dòng)推車150而定位該箱21的同時(shí)，查看相機(jī)拍攝到的圖片。或者，工人也可憑借操作推車150的技能來適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉撓?1。在圖1lB所示狀態(tài)之后，如圖1lC所示，通過升降缸28的驅(qū)動(dòng)，支撐件27在箱保持機(jī)構(gòu)40中上升。在支撐件27在抵靠被支撐件24的同時(shí)而提升的情況下，箱21被舉起并離開叉手153 (步驟103)。升降缸28將支撐件27提高至被支撐件24 (抵靠止擋件83)。當(dāng)被支撐件24抵靠止擋件83時(shí)，升降缸28的這種提升操作便完成了。圖10示出了箱21已經(jīng)離開叉手153且升起該箱21的操作已完成的狀態(tài)。在此階段中，箱21的上部分插入導(dǎo)向架81 (參見圖6)的周緣，從而使該箱21在被導(dǎo)向架81導(dǎo)向的同時(shí)被升起，且完成該箱21的定位。如此，箱保持機(jī)構(gòu)40保持該箱21。通過布置在箱21下方的升降機(jī)構(gòu)50，用來保持該箱21的箱保持機(jī)構(gòu)40以可能的最簡(jiǎn)單配置而形成，只需簡(jiǎn)單移動(dòng)便可被操作。通過向后拉動(dòng)推車150，工人將叉手153從制模設(shè)備100中撤出(步驟104)。出于安全考慮，工人可先將叉手153稍微降低，再將之撤出。 然后，如圖1lD所示，升降機(jī)構(gòu)50被啟動(dòng)。之后，升降臂52上升，以使夾持機(jī)構(gòu)56夾緊工作臺(tái)22 (步驟105)。如圖1lE所示，當(dāng)工作臺(tái)22被夾緊后，升降機(jī)構(gòu)50提升工作臺(tái)22至箱21的主體23的最高提升位置，換言之，至開口附近(步驟106)。然后，開始制模處理(參見圖12)，稍后將說明該制模處理(步驟107)。如上所述,在本實(shí)施方式中,箱保持機(jī)構(gòu)40可拆卸地保持該箱21。這使得工人從箱保持機(jī)構(gòu)40中將箱21拆卸下來。因此，工人可從如此拆卸下的箱21中取出模型，或能夠?qū)⒀b有模型的箱21放入除粉裝置300中。稍后將說明該除粉裝置300。這樣的配置提高了操作效率。根據(jù)本實(shí)施方式，夾持機(jī)構(gòu)56利用了電磁夾緊力。根據(jù)本實(shí)施方式，箱21可拆卸地安裝在箱保持機(jī)構(gòu)40內(nèi)，而工作臺(tái)22可移動(dòng)地設(shè)置在箱21的主體23上。因此，箱21和工作臺(tái)22之間可能產(chǎn)生由制造誤差(例如尺寸差異)引起的錯(cuò)位問題。但在本公開中，利用了電磁夾緊力。因此，與利用接合各個(gè)構(gòu)件的機(jī)械夾緊力的情況相比，可更好地減輕由制造誤差引起的錯(cuò)位問題，從而實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)本實(shí)施方式，箱21具有配置在上述工作臺(tái)22的周界邊緣周圍的密封件29。這防止了粉末從箱21內(nèi)泄漏和掉落。特別是，當(dāng)該密封件29由如本實(shí)施方式中采用的海綿形式的軟材料形成時(shí)，箱21的主體23與X-Y平面上的工作臺(tái)22之間的相對(duì)位置并未完全固定，且允許一些余量。因此，夾持機(jī)構(gòu)56不僅可以減輕制造誤差引起的上述錯(cuò)位問題，還可減輕工作臺(tái)22的一些余量容許而引起的位置差異問題。(制模設(shè)備中的制模處理)圖12A至12D示出了從側(cè)面觀看的制模設(shè)備100中按順序進(jìn)行的制模處理的示意圖。在制模設(shè)備100中形成模型之前，先將模型對(duì)象的CT數(shù)據(jù)輸入至控制單元60中。圖12A至12D (稍后再做說明)示出了形成一層粉末4 (具有預(yù)定厚度)的過程，該一層粉末4將被從打印頭41噴出的墨水所固化(粘結(jié))。粉末4和固化前的粉末4 (S卩，未粘結(jié)粉末)由點(diǎn)式陰影線表示，而固化層由黑色陰影表示。在圖12A中，從箱式溜槽15供應(yīng)的粉末4已被容納在供應(yīng)箱11中。在制模部20的工作臺(tái)22上，固化和未固化的粉末層已被層壓。從這種狀態(tài)開始形成一個(gè)固化層的過程。在圖12A中，滾筒16和打印頭41處于其備用位置。首先，如圖12B所示，供應(yīng)部10的供應(yīng)臺(tái)12上容納的粉末4被升降機(jī)構(gòu)70向上推(參見圖2等)，然后，比一個(gè)粉末層的量稍微多些的粉末4被供應(yīng)到高于板2的上表面2b的位置上。在制模部20中，由于工作臺(tái)22被升降機(jī)構(gòu)50所降低，所以板2的上表面2b與固化和未固化的粉末層的上表面之間形成的間隙的厚度對(duì)應(yīng)于一個(gè)粉末層厚度。在圖12B中，對(duì)應(yīng)于一個(gè)粉末層厚度的厚度u通常介于大于O.1mm至O. 2mm之間，但也可大于或小于該范圍內(nèi)的厚度。如圖12C所示，當(dāng)滾筒16逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并且沿中空箭頭所指方向移動(dòng)時(shí)，運(yùn)輸從供應(yīng)部10供應(yīng)的粉末4。在此，由于滾筒16的自由旋轉(zhuǎn)(自由旋轉(zhuǎn)力施加在滾筒16的軸上)以及沿空箭頭所指方向的移動(dòng)，滾筒16旋轉(zhuǎn)的方向與當(dāng)滾筒16與制模部20之間存在摩擦?xí)r滾筒16的旋轉(zhuǎn)方向相反。由于借助于滾筒16的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)輸粉末4，所以制模部20中的固化和未固化的粉末層的上表面中的間隙便被粉末4填充，從而能夠形成平坦的粉末層。如圖12D所示，滾筒16經(jīng)過制模部20，并且過量粉末4通過排放通道件31排放出去。對(duì)應(yīng)于滾筒16回到備用位置，在通過打印頭移動(dòng)機(jī)構(gòu)46的驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)的同時(shí)，打印頭41噴墨，以繪出彩色圖像。這種情況下，水基墨水(彩色或透明墨水)滲透過粉末層，接著，其上噴射了墨水的部分粉末4將彼此粘結(jié)在一起。如此，形成了固化層(粘結(jié)層)。為固化(粘結(jié))粉末，打印頭41噴射包含上述粘結(jié)劑的透明墨水。更為具體地，通過向已經(jīng)接受了彩色墨(CMY墨水)噴射的區(qū)域上噴射透明墨水，而形成了彩色的固化粉末層。當(dāng)形成未著色(uncolored)固化層時(shí)，打印頭41只選擇性地將透明墨水噴射至制?？尚袇^(qū)上。在滾筒16已經(jīng)運(yùn)輸了粉末4并回到其備用位置后，當(dāng)打印頭41開始移動(dòng)時(shí)，可開始噴墨。如此，通過使得滾筒16回到其備用位置且同時(shí)使得打印頭41開始移動(dòng)，制模處理可在較短時(shí)間內(nèi)完成。當(dāng)打印頭41回到其備用位置時(shí)，操作回到如圖12A所示的操作模式，且形成單層的彩色固化物品(cured article)。制模設(shè)備100重復(fù)上述操作，以生產(chǎn)將形成模型的層壓固化層。此外，如上所述，在制模設(shè)備100中進(jìn)行制模處理后，通過利用并非制模設(shè)備100的加熱設(shè)備(圖中未示出)對(duì)上述物品進(jìn)行加熱，可獲得更高硬度的模型。(制模設(shè)備中執(zhí)行制模處理之后的操作)接下來，將王要說明在制I旲設(shè)備100中完成制I旲處理后將箱21從制I旲設(shè)備100中拆除的操作。圖13示出了說明該操作的流程圖。在制模處理完成后，工人推動(dòng)推車150并將其叉手153插入制模設(shè)備100使得叉手153位于該設(shè)備的預(yù)定位置(步驟200)。工人可在將叉手153插入制模設(shè)備100中之前，將其設(shè)置在較低位置。當(dāng)執(zhí)行叉手153的插入操作時(shí)，升降缸28被啟動(dòng)以降低該箱21的主體23，從而使箱21被放置在推車150的叉手153上(步驟201 )。期間，主體23朝向工作臺(tái)22下降。然后，升降機(jī)構(gòu)50降低升降臂52，直至工作臺(tái)22抵達(dá)主體23的最底部(步驟202)。夾持機(jī)構(gòu)56取消夾緊力，以降低升降臂52，直至升降臂52達(dá)到最低位置(步驟203)。工人將推車150的叉手153從制模設(shè)備100中撤出(步驟204)，并在不做任何變化的情況下，將載有箱21的推車150推至稍后將說明的除粉設(shè)備300 (步驟205)。除粉設(shè)備接下來將說明除粉設(shè)備。(除粉設(shè)備的構(gòu)造)·
圖14示出了除粉設(shè)備的外觀的透視圖。圖15示出了除粉設(shè)備的示意性截面圖。除粉設(shè)備300具有支架301、設(shè)置在支架301上方的除粉室320、設(shè)置在除粉室320下方且布置在支架301內(nèi)的機(jī)械室360。例如，如圖14所示，除粉設(shè)備300前方布置了機(jī)器人160，機(jī)器人在除粉處理完成后，將模型從除粉設(shè)備300中移除。機(jī)器人160不一定要配置成如圖14所示的人形機(jī)器人，其可由其他配置替代。除粉室320具有由例如亞克力制成的透明蓋325。此蓋325的正面被制成了可沿豎直方向打開或關(guān)閉的門326。此蓋325應(yīng)進(jìn)行抗靜電處理以防止粘附靜電粉末，從而確保使用者對(duì)內(nèi)部的可見度。如圖15所示，除粉室320中設(shè)置了用于釋放氣體的噴嘴328。如此圖所示，可設(shè)置多個(gè)噴嘴328。通常，空氣可通過此噴嘴排放，也可排放諸如氮?dú)庵惖亩栊詺怏w。噴嘴328經(jīng)由泵和閥(圖中未示出)連接至罐存氣體。噴嘴328可至少作為除粉機(jī)構(gòu)。機(jī)械室360中布置有箱21、可拆卸的保持該箱的箱保持機(jī)構(gòu)340、用于豎直移動(dòng)工作臺(tái)22的工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350。該箱21是設(shè)置在制模設(shè)備100中的箱21。如此，由推車150從制模設(shè)備100運(yùn)輸?shù)南?1被設(shè)置在除粉設(shè)備300中。機(jī)械室360的背面連接有排放管道361，排放管道主要排放散布在除粉室320中的未粘結(jié)粉末4。排放管道361連接至例如圖中未示出的真空泵和用來收集并容納粉末4的收集容器。排放管道361還可連接至除粉室320或只連接除粉室320。不僅噴嘴328而且排放管道361也可作為除粉機(jī)構(gòu)的一部分。箱保持機(jī)構(gòu)340的結(jié)構(gòu)和功能與制模設(shè)備100中的箱保持機(jī)構(gòu)40基本相同。因而省略了對(duì)箱保持機(jī)構(gòu)340的說明。工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350的結(jié)構(gòu)和功能與制模設(shè)備100中制模部20的升降機(jī)構(gòu)50基本相同。但只要工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350的構(gòu)造支撐該工作臺(tái)22并使其上升或下降，則該工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350就無需再具有與升降機(jī)構(gòu)50相同的構(gòu)造，而可以具有任何其他類型的構(gòu)造。具有例如沖壓金屬薄板形式的多個(gè)孔324a的分區(qū)構(gòu)件324將除粉設(shè)備300劃分為兩室——除粉室320和機(jī)械室360。在分區(qū)構(gòu)件324中設(shè)置了形狀對(duì)應(yīng)于箱21的外形或內(nèi)部直徑的開口 324b。當(dāng)箱保持機(jī)構(gòu)340支撐著箱21時(shí)，箱21的主體23的上部分被插入開口 324b中或接觸該開口 324b的周緣。分區(qū)構(gòu)件324的開口 324b的周緣可設(shè)置有如圖5所示的導(dǎo)向架。該導(dǎo)向架可部分地作為箱保持機(jī)構(gòu)340。用于覆蓋機(jī)械室360的構(gòu)件形成墻被附接到支架301上，以便完全密封支架301內(nèi)的空間。此構(gòu)件中設(shè)置有窗口，其上承載該箱21的推車150的叉手153插入該窗口。(除粉設(shè)備的操作)工人將其上承載著裝有模型的箱21的推車150放置在除粉設(shè)備300的箱保持機(jī)構(gòu)340中。這樣的推車放置方式與將其放置到制模設(shè)備100中的方式是一樣的。因而省略了對(duì)如何將箱21設(shè)置到箱保持機(jī)構(gòu)340中的說明。如圖16所述，工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350的升降臂352上升一段預(yù)定距離。當(dāng)例如多個(gè)模型4豎直多階梯地布置在箱21內(nèi)時(shí)，該距離基本對(duì)應(yīng)于一個(gè)模型4’的高度。圖16中，粉末4被虛線分為多個(gè)階梯，虛線代表各階梯的高度。隨著升降臂352對(duì)工作臺(tái)22的提升，頂層階梯上的模型4’經(jīng)過箱23的開口 23a (參見圖4A和4B)被推出箱21。然后，氣體從噴嘴328噴出，從而模型4’周圍主要的未粘結(jié)(未固化)粉末4從模型4’分散開。更為具體地，從模型4’去除未粘結(jié)粉末4。在此除粉處理期間，連續(xù)執(zhí)行由真空泵進(jìn)行的粉末排放。如此，粉末4經(jīng)由排放管道361收集且裝在收集容器中。如圖17所示，當(dāng)完成了對(duì)于箱21內(nèi)頂層階梯處的模型4’的除粉處理后，除粉室320的門326打開。然后，機(jī)器人160從除粉室320中取出模型4’并將其放置到容器內(nèi)(圖中未示出)。當(dāng)機(jī)器人160從除粉室中取出模型4’時(shí)，經(jīng)由排放管道361進(jìn)行的粉末排放可被暫?；蚶^續(xù)。當(dāng)機(jī)器人160完成從除粉室中的頂層階梯上取出模型4’的操作后，除粉室320的門326關(guān)閉。然后，工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350的升降臂352上升一段預(yù)定距離。箱21內(nèi)第二階梯上的另一模型4’四周的粉末被去除，與頂層階梯上模型4’的情況一樣。對(duì)于箱21內(nèi)多個(gè)階梯上的模型4’，除粉設(shè)備300重復(fù)著這一操作。當(dāng)機(jī)器人160從除粉室320中取出模型4’時(shí)，箱21從除粉設(shè)備300中拆卸下來。將箱21從除粉設(shè)備300中拆卸下來的方法與將箱21從制模設(shè)備100中拆卸下來的方法相同。因而，省略了對(duì)如何將箱21從除粉設(shè)備300中拆卸下來的方法的說明。工人從其上承載著空箱21的推車150上將空箱21拆卸下來，或者將承載著空箱21的推車150推至預(yù)定地點(diǎn)。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，除粉設(shè)備300可以為各箱21除去未粘結(jié)粉末，該箱21裝有通過制模設(shè)備100形成的模型。如此防止了制模設(shè)備100的內(nèi)部被粉末4覆蓋。此夕卜，當(dāng)采用相關(guān)領(lǐng)域的基于粉末的快速原型制造裝置時(shí)(其不使用本公開中的可拆卸箱21類似的可拆卸箱)，問題就會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。例如，由于粉末分散在制模部周圍(例如，打印頭或移動(dòng)該打印頭的機(jī)構(gòu))，當(dāng)使用者撿起箱內(nèi)埋在粉末中的模型時(shí)，制模部就會(huì)被未粘結(jié)粉末覆蓋。本公開解決了這一問題。本實(shí)施方式中，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350提升箱21內(nèi)的工作臺(tái)22時(shí)，通過主體23的開口 23a，模型4’被推出箱21。此配置可以提供一種如除粉設(shè)備300所代表的新型除粉設(shè)備，其可除去箱21上部分的未粘結(jié)粉末4。與本公開中的設(shè)備形成對(duì)比，在相關(guān)技術(shù)的制模設(shè)備中，未粘結(jié)粉末是在自身重力作用下降落并從箱的下部分排出。在這樣的設(shè)備中，工人必須手動(dòng)地從箱中取出模型以進(jìn)行除粉操作。這會(huì)引起諸多不便。在一種制模設(shè)備(與本公開中的設(shè)備形成對(duì)比的相關(guān)技術(shù)制模設(shè)備)中，其中，多個(gè)模型形成在箱內(nèi)且粉末一次性地排出該箱，多個(gè)模型并非系統(tǒng)性地布置，而是雜亂地布置著。對(duì)于這樣的設(shè)備，當(dāng)多個(gè)模型具有相似形狀但又彼此有所不同時(shí)，使用者就會(huì)面臨難以區(qū)別各個(gè)模型的困境。如果粉末一次性排出該箱，則模型可能倒塌或彼此碰撞而產(chǎn)生(破碎、裂縫或破裂)損壞。
根據(jù)本公開，在進(jìn)行除粉之前，每次僅從箱中推出放置在各階梯上的一組模型V中的一個(gè)模型。與一次性將未粘結(jié)粉末排出該箱的情況不同，此配置可以將多個(gè)模型4’彼此區(qū)分開來，且可從頂層階梯中的組開始，依次取出各階梯上的成組多個(gè)模型4’。因此，此種配置便可解決由于采用相關(guān)技術(shù)制模設(shè)備而引起的問題。根據(jù)本實(shí)施方式，在備有多個(gè)箱21的情況下，在除粉設(shè)備300對(duì)多個(gè)箱中的第一箱內(nèi)的模型進(jìn)行除粉處理的同時(shí)，制模設(shè)備100可對(duì)第二箱中的模型進(jìn)行制模處理。反之，例如，制模處理部和除粉部整合地形成在一設(shè)備中，根據(jù)本公開所述配置的制模系統(tǒng)不允許制模處理被長(zhǎng)時(shí)間阻斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)率的改進(jìn)。因而制模處理的成本也可降低。由于本實(shí)施方式示出的制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300被 構(gòu)造為獨(dú)立的設(shè)備，因此對(duì)于這些設(shè)備的維護(hù)也可分別進(jìn)行。(用于除粉處理的控制方法)如上所述，除粉設(shè)備300通過根據(jù)模型的尺寸一步步地提升工作臺(tái)22而進(jìn)行除粉操作。為利用此技術(shù)，制模系統(tǒng)可如下配置。例如，制模設(shè)備100的控制單元60與除粉設(shè)備300的控制單元(圖中未示出)可無線或有線地彼此耦接。除粉設(shè)備300從控制單元60獲取模型對(duì)象的CT數(shù)據(jù)或基于該CT數(shù)據(jù)的制模物體的三維形狀數(shù)據(jù)。由于該三維形狀數(shù)據(jù)包括制模物體的尺寸和形狀，所以除粉設(shè)備300的控制單元可根據(jù)這些數(shù)據(jù)而控制除粉處理。除粉處理的控制意味著，控制例如噴嘴328噴射出的氣體流速、噴射時(shí)長(zhǎng)、提升工作臺(tái)22的速度(或提升該工作臺(tái)的方法)、選定噴嘴328的數(shù)目以及噴嘴328的布置和方向中的至少一個(gè)。例如，可通過提供驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(諸如，滾珠螺桿機(jī)構(gòu)、齒條-齒輪機(jī)構(gòu)、和能夠改變噴嘴328的布置和方向的齒輪機(jī)構(gòu))來控制噴嘴328的布置和方向。此外，在對(duì)模型進(jìn)行除粉處理以使其一部分具有復(fù)雜形狀(具有第一表面積的一部分)的情況下，除粉設(shè)備300可控制該過程，使得該部分接收比較簡(jiǎn)單形狀的部分(具有小于第一表面積的第二表面積的一部分)更長(zhǎng)時(shí)間的處理或在更大粉末流速下受到處理。在除粉設(shè)備300中，并不從制模設(shè)備100采集模型三維形狀數(shù)據(jù)(或除了該數(shù)據(jù)采集外)，能夠識(shí)別各個(gè)箱的標(biāo)識(shí)符可分別設(shè)置于多個(gè)箱21。標(biāo)識(shí)符可以是例如集成電路(IC)標(biāo)簽或信息碼(條形碼或二維碼)。通過這些標(biāo)識(shí)符，除粉設(shè)備300可控制針對(duì)每個(gè)箱21或放置在箱21內(nèi)的每個(gè)型的除粉處理。上述對(duì)除粉設(shè)備300的說明被包括在箱21內(nèi)放置多個(gè)模型的例子中。如果箱21內(nèi)僅容納單個(gè)模型，則在升降臂352逐級(jí)(間歇地)提升工作臺(tái)22的同時(shí)，通過由噴嘴328進(jìn)行的連續(xù)或間歇性的氣體噴射可去除模型4’周圍的未粘結(jié)粉末4?；蛘?，可在升降臂352連續(xù)提升工作臺(tái)22的同時(shí)，清除未粘結(jié)粉末4。如上所述，即使在工作臺(tái)22被連續(xù)提升的情況下，除粉設(shè)備300亦可根據(jù)模型的三維形狀數(shù)據(jù)而可變地控制提升該工作臺(tái)22的速度。其他實(shí)施方式本公開并不限于上述實(shí)施方式，還可采用其他各種實(shí)施方式。在上述實(shí)施方式中，夾持機(jī)構(gòu)56采用了電磁鉗。但也可采用通過電容產(chǎn)生夾緊力的機(jī)構(gòu)或通過機(jī)械部件的接合產(chǎn)生夾緊力的機(jī)構(gòu)。
在上述實(shí)施方式中，液壓缸用作構(gòu)成箱保持機(jī)構(gòu)40和340主要部件的機(jī)構(gòu)。但亦可米用由例如滾珠螺桿、齒條_齒輪或皮帶機(jī)構(gòu)來代替上述機(jī)構(gòu)。在上述實(shí)施方式中，L型升降臂用作升降機(jī)構(gòu)50和70等的升降部件。但此機(jī)構(gòu)的部件并不限于這些部件。此升降部件可配置為例如桿的形式。箱形狀并不限于上述實(shí)施方式中提及的矩形管形狀。此箱可以是三角管、五角管或多角管，或圓筒或橢圓筒，或上述形狀中的至少兩個(gè)形狀的組合?？商鎿Q地，此箱還可具有任何其他形狀。區(qū)別于上述實(shí)施方式中的箱保持機(jī)構(gòu)40和340中的止擋件83的布置，止擋件83的布置可以位于箱上側(cè)調(diào)節(jié)該箱21上升的位置處?；蛘撸徊捎弥箵跫?3，而可將箱21的對(duì)應(yīng)于升降缸28的上止點(diǎn)位置的位置用作箱保持位置(箱設(shè)定位置)，在該位置處，由箱保持機(jī)構(gòu)40和340來保持該箱21。在上述實(shí)施方式中，制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300被設(shè)置為獨(dú)立單元，但這些設(shè)備
也可整合，設(shè)置為單一一個(gè)單元。本公開也可適用于這樣的制模系統(tǒng)，其中，制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300被設(shè)置為聯(lián)機(jī)(inline)單元——無論作為獨(dú)立裝置還是單一單元——且其中，自動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備在制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300之間運(yùn)輸該箱21。這樣的自動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備可以是軌道導(dǎo)向車(RGV)或自動(dòng)導(dǎo)向車(AGV)，諸如，個(gè)人導(dǎo)向車(PGV)。自動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備可以是無輪的運(yùn)輸設(shè)備，例如，臂手機(jī)器人。當(dāng)采用這樣的無輪設(shè)備時(shí)，制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300可與該無輪設(shè)備整合為單一單元。通過利用模型的三維形狀數(shù)據(jù)，可采用符合至少模型尺寸的不同容量的箱。例如，當(dāng)生產(chǎn)小模型時(shí)，制模設(shè)備100的控制單元60可根據(jù)小模型來選擇小箱。與只采用相同尺寸的箱的情況相比，通過利用如此選定的小箱進(jìn)行制模處理，可減少制模處理的用粉總量。當(dāng)采用不同尺寸的箱時(shí)，只要將這些箱形成為具有不同容量大小，則這些箱的形狀和外部尺寸可基本相同?？刹捎媒饘倩驑渲勰﹣泶嫔鲜鰧?shí)施方式中使用的粉末材料。當(dāng)采用金屬粉末時(shí)，該粉末可通過熱壓結(jié)(sinter)進(jìn)行粘結(jié)(固化)。例如，可采用激光燒結(jié)，對(duì)制?？尚袇^(qū)內(nèi)的金屬粉末進(jìn)行選擇性燒結(jié)。此外，當(dāng)使用磁性金屬粉末且上述實(shí)施方式中的電磁鉗用作夾持機(jī)構(gòu)56時(shí)，可設(shè)置磁屏蔽，以防止工作臺(tái)22的上表面和下(后)表面之間形成磁場(chǎng)連接。在上述實(shí)施方式的升降機(jī)構(gòu)50中，工作臺(tái)22被驅(qū)動(dòng)而相對(duì)于主體23上升和下降，但主體23也可被驅(qū)動(dòng)以相對(duì)于工作臺(tái)22上升和下降。類似地，在上述實(shí)施方式的除粉機(jī)構(gòu)300的工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350中，工作臺(tái)22被驅(qū)動(dòng)以相對(duì)于主體23上升和下降，但主體23也可被驅(qū)動(dòng)以相對(duì)于工作臺(tái)22上升和下降。如此，工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)350被設(shè)置為，使箱21的下部分定位在與分區(qū)構(gòu)件324大致齊高的位置上。主體23可從此位置開始逐漸降低。在上述實(shí)施方式中，制模設(shè)備100的控制單元60以及除粉設(shè)備300 (的控制單元)耦接以相互通信。但是，例如，作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)可耦接至制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300，以彼此相通信，從而計(jì)算機(jī)能夠控制制模設(shè)備100和除粉設(shè)備300。對(duì)于各實(shí)施方式的上述特征，可進(jìn)行至少兩兩或更多的組合。本公開可采用以下配置。
(I) 一種制模設(shè)備，包括箱保持機(jī)構(gòu)；箱，包括主體；以及工作臺(tái)，所述工作臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體，所述箱能夠容納粉末并且可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)；供應(yīng)機(jī)構(gòu)，配置為向所述箱內(nèi)的制?？尚袇^(qū)選擇性地供應(yīng)用于將粉末粘結(jié)在一起的液體；以及升降機(jī)構(gòu)，配置為使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體上升和下降。( 2)根據(jù)以上第(I)項(xiàng)所述的制模設(shè)備，其中，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降構(gòu)件，被驅(qū)動(dòng)以上升和下降；以及夾持機(jī)構(gòu),所述升降構(gòu)件通過所述夾持機(jī)構(gòu)而夾持所述工作臺(tái)。( 3 )根據(jù)以上第(2 )項(xiàng)所述的制模設(shè)備，其中，所述夾持機(jī)構(gòu)通過使用電磁體而進(jìn)行夾持。(4)根據(jù)以上第(I)- (3)項(xiàng)任一項(xiàng)所述的制模設(shè)備，其中，所述箱包括設(shè)置在所述主體的側(cè)面上的被支撐件，所述箱保持機(jī)構(gòu)包括支撐件，所述支撐件設(shè)置成能夠上升和下降并且設(shè)置成從下方支撐所述被支撐件。(5)根據(jù)以上第(4)項(xiàng)所述的制模設(shè)備，其中，所述箱保持機(jī)構(gòu)包括止擋件，由所述支撐件支撐的所述被支撐件抵靠在所述止擋件上。(6)根據(jù)以上第(I) - (5)項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的制模設(shè)備，其中，所述箱包括附接在所述工作臺(tái)周圍的密封件。(7)—種除粉設(shè)備，包括箱保持機(jī)構(gòu)；箱，包括主體，具有開口；以及工作臺(tái)，所述工作臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體，所述箱可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)并且能夠容納通過快速原型制造技術(shù)由粉末制成的模型以及未與所述模型粘結(jié)的粉末，以將所述模型與所述未粘結(jié)粉末一起配置在所述工作臺(tái)上；工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體而上升；以及除粉機(jī)構(gòu)，配置為去除通過所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)經(jīng)由所述開口從所述箱中被推出的所述模型周圍的未粘結(jié)粉末。(8) 一種制模系統(tǒng)，包括制模設(shè)備、除粉設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，其中，所述制模設(shè)備，包括箱保持機(jī)構(gòu)；箱，包括主體，具有開口 ；以及工作臺(tái)，所述工作臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體，所述箱能夠容納粉末并且可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)；供應(yīng)機(jī)構(gòu)，配置為向所述箱內(nèi)的制?？尚袇^(qū)選擇性地供應(yīng)用于將所述粉末粘結(jié)在一起的液體，以及升降機(jī)構(gòu)，配置為使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體上升和下降；所述除粉設(shè)備，包括箱保持機(jī)構(gòu)，配置為可拆卸地保持所述箱；工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體而上升；以及除粉機(jī)構(gòu)，配置為去除通過所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)經(jīng)由所述開口從所述箱中被推出的所述模型周圍的未粘結(jié)粉末；以及所述運(yùn)輸設(shè)備配置為在所述制模設(shè)備與所述除粉設(shè)備之間運(yùn)輸所述箱。(9) 一種制造模型的方法，所述方法包括在箱中容納粉末，所述箱包括主體以及可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體的工作臺(tái)；在制模設(shè)備中通過采用快速原型制造技術(shù)而在所述箱中形成粉末制成的模型；從所述制模設(shè)備中拆下所述箱；將拆下的所述箱放置到除粉設(shè)備中；以及采用所述除粉設(shè)備來去除所述模型周圍的未粘結(jié)粉末。本公開包括2011年9月8日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2011-195882中所公開的相關(guān)主題，其整個(gè)內(nèi)容通過引用方式結(jié)合于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明附屬權(quán)利要求或其等同物范圍的前提下，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求或其他因素進(jìn)行各種修改、組合、子組合及變更。
權(quán)利要求
1.一種制模設(shè)備，包括 箱保持機(jī)構(gòu)； 箱，包括 主體；以及 工作臺(tái)，所述工作臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體，所述箱能夠容納粉末并且可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)； 供應(yīng)機(jī)構(gòu)，配置為向所述箱內(nèi)的制?？尚袇^(qū)選擇性地供應(yīng)用于將粉末粘結(jié)在一起的液體；以及 升降機(jī)構(gòu)，配置為使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體上升和下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制模設(shè)備，其中， 所述升降機(jī)構(gòu)包括 升降構(gòu)件，被驅(qū)動(dòng)以上升和下降；以及 夾持機(jī)構(gòu)，所述升降構(gòu)件通過所述夾持機(jī)構(gòu)而夾持所述工作臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制模設(shè)備，其中， 所述夾持機(jī)構(gòu)通過使用電磁體而進(jìn)行夾持。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制模設(shè)備，其中， 所述箱包括設(shè)置在所述主體的側(cè)面上的被支撐件， 所述箱保持機(jī)構(gòu)包括支撐件，所述支撐件設(shè)置成能夠上升和下降并且設(shè)置成從下方支撐所述被支撐件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制模設(shè)備，其中， 所述箱保持機(jī)構(gòu)包括止擋件，由所述支撐件支撐的所述被支撐件抵靠在所述止擋件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制模設(shè)備，其中， 所述箱包括附接在所述工作臺(tái)周圍的密封件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制模設(shè)備，其中，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置了箱式溜槽，所述箱式溜槽的底部設(shè)置有能夠打開和關(guān)閉的覆蓋件，當(dāng)打開所述覆蓋件時(shí)，所述箱式溜槽中儲(chǔ)存的粉末便在自身重力作用下掉落至所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)中。
8.一種除粉設(shè)備，包括 箱保持機(jī)構(gòu)； 箱，包括 主體，具有開口 ；以及 工作臺(tái)，所述工作臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體，所述箱可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)并且能夠容納通過快速原型制造技術(shù)由粉末制成的模型以及未與所述模型粘結(jié)的粉末，以將所述模型與所述未粘結(jié)粉末一起配置在所述工作臺(tái)上； 工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體而上升；以及除粉機(jī)構(gòu)，配置為去除通過所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)而經(jīng)由所述開口從所述箱中推出的所述模型周圍的未粘結(jié)粉末。
9.一種制模系統(tǒng)，包括制模設(shè)備、除粉設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，其中， 所述制模設(shè)備，包括箱保持機(jī)構(gòu)； 箱，包括主體，具有開口 ；以及工作臺(tái)，所述工作臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體，所述箱能夠容納粉末并且可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)； 供應(yīng)機(jī)構(gòu)，配置為向所述箱內(nèi)的制?？尚袇^(qū)選擇性地供應(yīng)用于將所述粉末粘結(jié)在一起的液體，以及 升降機(jī)構(gòu)，配置為使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體上升和下降； 所述除粉設(shè)備，包括 箱保持機(jī)構(gòu)，配置為可拆卸地保持所述箱； 工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體而上升；以及除粉機(jī)構(gòu)，配置為去除通過所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)而經(jīng)由所述開口從所述箱中推出的所述模型周圍的未粘結(jié)粉末； 以及 所述運(yùn)輸設(shè)備配置為在所述制模設(shè)備與所述除粉設(shè)備之間運(yùn)輸所述箱。
10.一種制造模型的方法，所述方法包括 在箱中容納粉末，所述箱包括主體以及可移動(dòng)地設(shè)置于所述主體的工作臺(tái)； 在制模設(shè)備中通過采用快速原型制造技術(shù)而在所述箱中形成粉末制成的模型； 從所述制模設(shè)備中拆下所述箱； 將拆下的所述箱放置到除粉設(shè)備中；以及 采用所述除粉設(shè)備來去除所述模型周圍的未粘結(jié)粉末。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及制模設(shè)備、除粉設(shè)備、制模系統(tǒng)以及制模方法。其中，該制模設(shè)備包括箱保持機(jī)構(gòu)、箱、供應(yīng)機(jī)構(gòu)以及升降機(jī)構(gòu)。所述箱能夠容納粉末并且可拆卸地設(shè)置于所述箱保持機(jī)構(gòu)。設(shè)置在箱保持機(jī)構(gòu)上的可拆卸式箱可以容納粉末。供應(yīng)機(jī)構(gòu)配置為向所述箱內(nèi)的制?？尚袇^(qū)選擇性地供應(yīng)用于將粉末粘結(jié)在一起的液體。升降機(jī)構(gòu)配置為使得所述工作臺(tái)在所述主體內(nèi)相對(duì)于所述主體上升和下降。
文檔編號(hào)B29C67/00GK102990932SQ201210320818
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者松井健, 森川浩昭, 新坂一男, 葛迫淳一, 木原信宏 申請(qǐng)人:索尼公司