三維造型物制造裝置、三維造型物及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維造型物制造裝置、三維造型物的制造方法以及三維造型物。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種利用粘合液而使粉體凝結(jié)從而對三維物體進(jìn)行造型的三維造型物制造裝置(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。該制造裝置通過反復(fù)實(shí)施如下的操作而對三維物體進(jìn)行造型。首先，通過利用刮片將粉體薄薄地鋪開而形成粉體層，并向該粉體層的所需部分噴出粘合液，從而使粉體彼此粘合。其結(jié)果為，僅使粉體層中噴出有粘合液的部分粘合而形成薄板狀的部件(以下，稱為“單位層”)。之后，進(jìn)一步在該粉體層上薄薄地形成粉體層，并向所需部分噴出粘合液。其結(jié)果為，在新形成的粉體層的噴出有粘合液的部分上也形成有新的單位層。此時(shí)，由于噴出到粉體層上的粘合液滲入而到達(dá)先前形成的單位層，因此新形成的單位層也與先前形成的單位層粘合。通過反復(fù)實(shí)施這樣的操作，而一層一層地層疊薄板狀的單位層，從而能夠?qū)θS物體進(jìn)行造型。
[0003]由于這種三維造型技術(shù)(三維造型物制造裝置)只要具有欲造型的物體的三維形狀數(shù)據(jù)，便能夠使粉體粘合而立即實(shí)施造型，從而無需在造型之前制作模具等，因此能夠迅速且廉價(jià)地對三維物體進(jìn)行造型。另外，由于一層一層地層疊薄板狀的單位層而實(shí)施造型，因此即使為例如具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜物體，也能夠在不分成多個(gè)部件的條件下作為一體的造型物來形成。
[0004]然而，在現(xiàn)有的三維造型物制造裝置中，粉體會附著在刮片(層形成單元)上，該附著的粉體將阻礙厚度均勻的粉體層的形成，從而難以以高尺寸精度來制造三維造型物。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-150556號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以高尺寸精度來制造三維造型物的三維造型物制造裝置，并且提供一種能夠以高尺寸精度來制造三維造型物的三維造型物的制造方法以及以高尺寸精度被制造出的三維造型物。
[0007]這樣的目的通過下述的本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明的三維造型物制造裝置的特征在于，通過將使用包含三維造型用粉末的三維造型用組合物而形成的層層疊，從而制造三維造型物，并具有:造型部，在其上對所述三維造型物進(jìn)行造型；層形成單元，其在所述造型部上形成由所述三維造型用組合物構(gòu)成的所述層；去除部，其將附著在所述層形成單元上的所述三維造型用組合物去除。
[0009]由此，能夠以高尺寸精度來制造三維造型物。
[0010]在本發(fā)明的三維造型物制造裝置中，優(yōu)選為，具有回收部，該回收部將形成所述層時(shí)剩余的所述三維造型用組合物回收，所述去除部被設(shè)置在所述回收部上。
[0011]由此，能夠更加高效地制造三維造型物。
[0012]在本發(fā)明的三維造型物制造裝置中，優(yōu)選為，所述回收部與所述造型部分體設(shè)置。
[0013]由此，能夠更加高效地制造三維造型物。
[0014]在本發(fā)明的三維造型物制造裝置中，優(yōu)選為，所述層形成單元選自刮板、滾筒中的一種。
[0015]由此，能夠以更均勻的厚度形成層，從而能夠進(jìn)一步提高所制造的三維造型物的尺寸精度。
[0016]在本發(fā)明的三維造型物制造裝置中，優(yōu)選為，所述去除部中的去除選自利用超聲波而進(jìn)行的去除、通過刮擦而進(jìn)行的去除、利用靜電而進(jìn)行的去除中的至少一種。
[0017]由此，能夠更容易地去除所附著的三維造型用組合物。
[0018]本發(fā)明的三維造型物的特征在于，是通過本發(fā)明的三維造型物制造裝置而被制造的。
[0019]由此，能夠提供以高尺寸精度被制造出的三維造型物。
[0020]本發(fā)明的三維造型物的制造方法的特征在于，通過將使用包含三維造型用粉末的三維造型用組合物而形成的層層疊，從而制造三維造型物，并包括:層形成工序，通過層形成單元而形成由所述三維造型用組合物構(gòu)成的所述層；去除工序，將附著在所述層形成單元上的所述三維造型用組合物去除。
[0021]由此，能夠以高尺寸精度制造三維造型物。
[0022]本發(fā)明的三維造型物的特征在于，是通過本發(fā)明的三維造型物的制造方法而被制造的。
[0023]由此，能夠提供以高尺寸精度被制造出的三維造型物。
【附圖說明】
[0024]圖1為從上方俯視觀察本發(fā)明的三維造型物制造裝置的優(yōu)選實(shí)施方式時(shí)的俯視圖。
[0025]圖2為圖1所示的三維造型物制造裝置的從圖中右方觀察時(shí)的剖視圖。
[0026]圖3為表示去除部的另一例的剖視圖。
[0027]圖4為表示去除部的另一例的剖視圖。
[0028]圖5為表示本發(fā)明的三維造型物制造裝置的另一例的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]1.三維造型物制造裝置
[0031]首先對本發(fā)明的三維造型物制造裝置進(jìn)行說明。
[0032]圖1是從上方俯視觀察本發(fā)明的三維造型物制造裝置的優(yōu)選實(shí)施方式時(shí)的俯視圖，圖2是圖1所示的三維造型物制造裝置的從圖中右方觀察時(shí)的剖視圖，圖3、圖4是表示去除部的另一例的剖視圖。
[0033]三維造型物制造裝置100是通過將使用包含三維造型用粉末的三維造型用組合物而形成的單位層2層疊，從而制造三維造型物的裝置。
[0034]三維造型物制造裝置100，如圖1、圖2所示，具有:造型部10，在其上對三維造型物進(jìn)行造型；供給部11，其供給三維造型用組合物；刮板(層形成單元)12，其使用所供給的三維造型用組合物而在造型部10上形成三維造型用組合物的層I ;回收部13，其將形成層I時(shí)剩余的三維造型用組合物回收；刮擦單元(去除部)14，其將附著在刮板12上的三維造型用組合物去除；噴出部15，其向?qū)覫噴出包含粘合劑的粘合液。另外，對于三維造型用組合物以及粘合液將在后文詳細(xì)描述。
[0035]造型部10如圖1、圖2所示，具有框體101和設(shè)置在框體101內(nèi)部的造型臺102。
[0036]框體101由框狀的部件構(gòu)成。
[0037]造型臺102在XY平面內(nèi)具有矩形的形狀。
[0038]造型臺102以通過未圖示的驅(qū)動(dòng)單元而在Z軸方向驅(qū)動(dòng)的方式被構(gòu)成。
[0039]在由框體101的內(nèi)壁面和造型臺102形成的區(qū)域內(nèi)形成層I。
[0040]另外，造型部10能夠通過未圖示的驅(qū)動(dòng)單元而在X軸方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0041]并且，造型部10通過向X軸方向、即后述的噴出部15側(cè)移動(dòng)，從而通過噴出部15而向?qū)覫噴出粘合液。
[0042]供給部11具有向三維造型物制造裝置100內(nèi)供給三維造型用組合物的功能。
[0043]供給部11具有:被供給三維造型用組合物的供給區(qū)域111 ;向供給區(qū)域111供給三維造型用組合物的供給單元112。
[0044]供給區(qū)域111呈以X軸方向?yàn)殚L度方向的長方形狀，并被設(shè)置為與框體101的一邊相接。另外，供給區(qū)域111以與框體101的上表面齊平的方式而被設(shè)置。
[0045]供給到供給區(qū)域111的三維造型用組合物通過后述的刮板12而被輸送到造型臺102上，并形成層1
[0046]刮板(層形成單元)12呈以X軸方向?yàn)殚L度方向的板狀。另外，刮板12以通過未圖示的驅(qū)動(dòng)單元而在Y軸方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式被構(gòu)成。另外，刮板12以其短軸方向的頂端與框體101的上表面以及供給區(qū)域111相接的方式而被構(gòu)成。
[0047]該刮板12邊在Y軸方向上移動(dòng)，邊將供給到供給區(qū)域111的三維造型用組合物輸送給造型臺102，從而在造型臺102上形成層I。
[0048]回收部13是上表面開口的箱狀部件，與造型部10分體設(shè)置。該回收部13具有將形成層I時(shí)剩余的三維造型用組合物回收的功能。
[0049]回收部13以與框體101相接并隔著框體101而與供給部11對置的方式被設(shè)置。
[0050]被刮板12搬運(yùn)的剩余的三維造型用組合物由該回收部13被回收，所回收的三維造型用組合物用于再利用。
[0051]刮擦單元(去除部)14被設(shè)置在回收部13上，具有將附著在刮板12上的三維造型用組合物去除的功能。
[0052]刮擦單元14如圖1所示，由以X軸方向?yàn)殚L度方向的板狀部件構(gòu)成。該刮擦單元14通過與從Y軸方向移動(dòng)過來的刮板12相接，從而將附著在刮板12上的三維造型用組合物去除。作為將三維造型用組合物去除的時(shí)機(jī)，優(yōu)選在每次形成了多層的層I時(shí)實(shí)施，更優(yōu)選為每次形成層I時(shí)實(shí)施。另外，由于在造型完成后必定實(shí)施，從而能夠維持刮板12的耐久性。刮板12可以采用通過壓電元件(電致伸縮元件)、偏心電機(jī)、磁致伸縮元件等來施加振動(dòng)的結(jié)構(gòu)。另外，作為刮擦單元14的材質(zhì)，可以舉出聚氨酯橡膠、硅橡膠、合成橡膠、金屬、塑料等。雖然圖2中，刮擦單元(去除部)14與刮板12平行地設(shè)置，但也可以以從刮擦單元(去除部)14的頂端部與刮板12相接的方式而傾斜地設(shè)置。
[0053]另外，如圖2所示，為了高效地去除三維造型用組合物，而設(shè)置有對刮擦單元14賦予清潔液的清潔液賦予單元16。清潔液賦予單元16可以具備多個(gè)。作為清潔液，可以采用構(gòu)成三維造型用組合物的溶劑。另外，優(yōu)選在造型完成后，進(jìn)行水洗，以使刮板12不會因清潔液而發(fā)生劣化。
[0054]噴出部15具有向所形成的層I噴出粘合液的功能。
[0055]具體而言，在造型臺102上形成了層I的造型部10在X軸方向上移動(dòng)，在臨近噴出部15的下部時(shí)，從噴出部15向?qū)覫噴出粘合液。
[0056]噴出部15搭載有通過噴墨方式噴出粘合液的液滴的液滴噴出頭。另外，噴出部15具備未圖示的粘合液供給部。本實(shí)施方式中，采用所謂的壓電驅(qū)動(dòng)方式的液滴噴出頭。在與造型部10的移動(dòng)方向交叉的Y方向上排列的液滴噴出頭的噴嘴區(qū)域以能夠覆蓋層I的Y方向上的區(qū)域的方式而被設(shè)置，以將噴出部15固定并使造型部10移動(dòng)的方式，噴出粘合液的液滴?？梢詫姵霾?5分成Y、M、C、K、W、無色油墨，而具備多個(gè)。
[0057]另外，在三維造型物制造裝置100中，在噴出部15的附近設(shè)置有使粘合液固化的固化單元(沒有圖示)。
[0058]在以上所說明的結(jié)構(gòu)的三維造型物制造裝置100中，能夠適當(dāng)?shù)厝コ街诠伟?2上的三維造型用組合物，因此不會像現(xiàn)有技術(shù)那樣，所附著的三維造型用組合物阻礙層I的形成，從而能夠以高尺寸精度來制造三維造型物。
[0059]另外，雖然在上述的說明中，對使用刮板12以作為層形成單元的情況進(jìn)行了說明，但是并不限定于刮板，例如也可以為滾筒。
[0060]另外，雖然在上述說明中，對使用刮擦單元14已作為去除部的情況進(jìn)行了說明，但是并不限定于此。
[0061]例如，去除部可以如圖3所示那樣，為將清潔液141放入產(chǎn)生超聲波的超聲波發(fā)生容器14’內(nèi)的結(jié)構(gòu)。在這樣的構(gòu)成中，首先，將剩余的三維造型用組合物運(yùn)送到回收部13中的刮板12浸漬在清潔液141內(nèi)。然后，通過超聲波，去除附著在刮板12上的三維造型用組合物。
[0062]另外，去除部可以如圖4所示那樣，為具備靜電發(fā)生裝置142的去除部14”的結(jié)構(gòu)。在圖示的結(jié)構(gòu)中，通過利用靜電力將三維造型用組合物吸附到靜電發(fā)生裝置142上，從而能夠去除附著在刮板12上的三維造型用組合物。另外，靜電發(fā)生裝置1