三维造型物制造装置、三维造型物及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种三维造型物制造装置、三维造型物的制造方法以及三维造型物。
【背景技术】
[0002]已知一种利用粘合液而使粉体凝结从而对三维物体进行造型的三维造型物制造装置(例如，参见专利文献I)。该制造装置通过反复实施如下的操作而对三维物体进行造型。首先，通过利用刮片将粉体薄薄地铺开而形成粉体层，并向该粉体层的所需部分喷出粘合液，从而使粉体彼此粘合。其结果为，仅使粉体层中喷出有粘合液的部分粘合而形成薄板状的部件(以下，称为“单位层”)。之后，进一步在该粉体层上薄薄地形成粉体层，并向所需部分喷出粘合液。其结果为，在新形成的粉体层的喷出有粘合液的部分上也形成有新的单位层。此时，由于喷出到粉体层上的粘合液渗入而到达先前形成的单位层，因此新形成的单位层也与先前形成的单位层粘合。通过反复实施这样的操作，而一层一层地层叠薄板状的单位层，从而能够对三维物体进行造型。
[0003]由于这种三维造型技术(三维造型物制造装置)只要具有欲造型的物体的三维形状数据，便能够使粉体粘合而立即实施造型，从而无需在造型之前制作模具等，因此能够迅速且廉价地对三维物体进行造型。另外，由于一层一层地层叠薄板状的单位层而实施造型，因此即使为例如具有内部结构的复杂物体，也能够在不分成多个部件的条件下作为一体的造型物来形成。
[0004]然而，在现有的三维造型物制造装置中，粉体会附着在刮片(层形成单元)上，该附着的粉体将阻碍厚度均匀的粉体层的形成，从而难以以高尺寸精度来制造三维造型物。
[0005]专利文献1:日本特开2001-150556号公报
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种能够以高尺寸精度来制造三维造型物的三维造型物制造装置，并且提供一种能够以高尺寸精度来制造三维造型物的三维造型物的制造方法以及以高尺寸精度被制造出的三维造型物。
[0007]这样的目的通过下述的本发明而实现。
[0008]本发明的三维造型物制造装置的特征在于，通过将使用包含三维造型用粉末的三维造型用组合物而形成的层层叠，从而制造三维造型物，并具有:造型部，在其上对所述三维造型物进行造型；层形成单元，其在所述造型部上形成由所述三维造型用组合物构成的所述层；去除部，其将附着在所述层形成单元上的所述三维造型用组合物去除。
[0009]由此，能够以高尺寸精度来制造三维造型物。
[0010]在本发明的三维造型物制造装置中，优选为，具有回收部，该回收部将形成所述层时剩余的所述三维造型用组合物回收，所述去除部被设置在所述回收部上。
[0011]由此，能够更加高效地制造三维造型物。
[0012]在本发明的三维造型物制造装置中，优选为，所述回收部与所述造型部分体设置。
[0013]由此，能够更加高效地制造三维造型物。
[0014]在本发明的三维造型物制造装置中，优选为，所述层形成单元选自刮板、滚筒中的一种。
[0015]由此，能够以更均匀的厚度形成层，从而能够进一步提高所制造的三维造型物的尺寸精度。
[0016]在本发明的三维造型物制造装置中，优选为，所述去除部中的去除选自利用超声波而进行的去除、通过刮擦而进行的去除、利用静电而进行的去除中的至少一种。
[0017]由此，能够更容易地去除所附着的三维造型用组合物。
[0018]本发明的三维造型物的特征在于，是通过本发明的三维造型物制造装置而被制造的。
[0019]由此，能够提供以高尺寸精度被制造出的三维造型物。
[0020]本发明的三维造型物的制造方法的特征在于，通过将使用包含三维造型用粉末的三维造型用组合物而形成的层层叠，从而制造三维造型物，并包括:层形成工序，通过层形成单元而形成由所述三维造型用组合物构成的所述层；去除工序，将附着在所述层形成单元上的所述三维造型用组合物去除。
[0021]由此，能够以高尺寸精度制造三维造型物。
[0022]本发明的三维造型物的特征在于，是通过本发明的三维造型物的制造方法而被制造的。
[0023]由此，能够提供以高尺寸精度被制造出的三维造型物。
【附图说明】
[0024]图1为从上方俯视观察本发明的三维造型物制造装置的优选实施方式时的俯视图。
[0025]图2为图1所示的三维造型物制造装置的从图中右方观察时的剖视图。
[0026]图3为表示去除部的另一例的剖视图。
[0027]图4为表示去除部的另一例的剖视图。
[0028]图5为表示本发明的三维造型物制造装置的另一例的俯视图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。
[0030]1.三维造型物制造装置
[0031]首先对本发明的三维造型物制造装置进行说明。
[0032]图1是从上方俯视观察本发明的三维造型物制造装置的优选实施方式时的俯视图，图2是图1所示的三维造型物制造装置的从图中右方观察时的剖视图，图3、图4是表示去除部的另一例的剖视图。
[0033]三维造型物制造装置100是通过将使用包含三维造型用粉末的三维造型用组合物而形成的单位层2层叠，从而制造三维造型物的装置。
[0034]三维造型物制造装置100，如图1、图2所示，具有:造型部10，在其上对三维造型物进行造型；供给部11，其供给三维造型用组合物；刮板(层形成单元)12，其使用所供给的三维造型用组合物而在造型部10上形成三维造型用组合物的层I ;回收部13，其将形成层I时剩余的三维造型用组合物回收；刮擦单元(去除部)14，其将附着在刮板12上的三维造型用组合物去除；喷出部15，其向层I喷出包含粘合剂的粘合液。另外，对于三维造型用组合物以及粘合液将在后文详细描述。
[0035]造型部10如图1、图2所示，具有框体101和设置在框体101内部的造型台102。
[0036]框体101由框状的部件构成。
[0037]造型台102在XY平面内具有矩形的形状。
[0038]造型台102以通过未图示的驱动单元而在Z轴方向驱动的方式被构成。
[0039]在由框体101的内壁面和造型台102形成的区域内形成层I。
[0040]另外，造型部10能够通过未图示的驱动单元而在X轴方向进行驱动。
[0041]并且，造型部10通过向X轴方向、即后述的喷出部15侧移动，从而通过喷出部15而向层I喷出粘合液。
[0042]供给部11具有向三维造型物制造装置100内供给三维造型用组合物的功能。
[0043]供给部11具有:被供给三维造型用组合物的供给区域111 ;向供给区域111供给三维造型用组合物的供给单元112。
[0044]供给区域111呈以X轴方向为长度方向的长方形状，并被设置为与框体101的一边相接。另外，供给区域111以与框体101的上表面齐平的方式而被设置。
[0045]供给到供给区域111的三维造型用组合物通过后述的刮板12而被输送到造型台102上，并形成层1
[0046]刮板(层形成单元)12呈以X轴方向为长度方向的板状。另外，刮板12以通过未图示的驱动单元而在Y轴方向进行驱动的方式被构成。另外，刮板12以其短轴方向的顶端与框体101的上表面以及供给区域111相接的方式而被构成。
[0047]该刮板12边在Y轴方向上移动，边将供给到供给区域111的三维造型用组合物输送给造型台102，从而在造型台102上形成层I。
[0048]回收部13是上表面开口的箱状部件，与造型部10分体设置。该回收部13具有将形成层I时剩余的三维造型用组合物回收的功能。
[0049]回收部13以与框体101相接并隔着框体101而与供给部11对置的方式被设置。
[0050]被刮板12搬运的剩余的三维造型用组合物由该回收部13被回收，所回收的三维造型用组合物用于再利用。
[0051]刮擦单元(去除部)14被设置在回收部13上，具有将附着在刮板12上的三维造型用组合物去除的功能。
[0052]刮擦单元14如图1所示，由以X轴方向为长度方向的板状部件构成。该刮擦单元14通过与从Y轴方向移动过来的刮板12相接，从而将附着在刮板12上的三维造型用组合物去除。作为将三维造型用组合物去除的时机，优选在每次形成了多层的层I时实施，更优选为每次形成层I时实施。另外，由于在造型完成后必定实施，从而能够维持刮板12的耐久性。刮板12可以采用通过压电元件(电致伸缩元件)、偏心电机、磁致伸缩元件等来施加振动的结构。另外，作为刮擦单元14的材质，可以举出聚氨酯橡胶、硅橡胶、合成橡胶、金属、塑料等。虽然图2中，刮擦单元(去除部)14与刮板12平行地设置，但也可以以从刮擦单元(去除部)14的顶端部与刮板12相接的方式而倾斜地设置。
[0053]另外，如图2所示，为了高效地去除三维造型用组合物，而设置有对刮擦单元14赋予清洁液的清洁液赋予单元16。清洁液赋予单元16可以具备多个。作为清洁液，可以采用构成三维造型用组合物的溶剂。另外，优选在造型完成后，进行水洗，以使刮板12不会因清洁液而发生劣化。
[0054]喷出部15具有向所形成的层I喷出粘合液的功能。
[0055]具体而言，在造型台102上形成了层I的造型部10在X轴方向上移动，在临近喷出部15的下部时，从喷出部15向层I喷出粘合液。
[0056]喷出部15搭载有通过喷墨方式喷出粘合液的液滴的液滴喷出头。另外，喷出部15具备未图示的粘合液供给部。本实施方式中，采用所谓的压电驱动方式的液滴喷出头。在与造型部10的移动方向交叉的Y方向上排列的液滴喷出头的喷嘴区域以能够覆盖层I的Y方向上的区域的方式而被设置，以将喷出部15固定并使造型部10移动的方式，喷出粘合液的液滴。可以将喷出部15分成Y、M、C、K、W、无色油墨，而具备多个。
[0057]另外，在三维造型物制造装置100中，在喷出部15的附近设置有使粘合液固化的固化单元(没有图示)。
[0058]在以上所说明的结构的三维造型物制造装置100中，能够适当地去除附着在刮板12上的三维造型用组合物，因此不会像现有技术那样，所附着的三维造型用组合物阻碍层I的形成，从而能够以高尺寸精度来制造三维造型物。
[0059]另外，虽然在上述的说明中，对使用刮板12以作为层形成单元的情况进行了说明，但是并不限定于刮板，例如也可以为滚筒。
[0060]另外，虽然在上述说明中，对使用刮擦单元14已作为去除部的情况进行了说明，但是并不限定于此。
[0061]例如，去除部可以如图3所示那样，为将清洁液141放入产生超声波的超声波发生容器14’内的结构。在这样的构成中，首先，将剩余的三维造型用组合物运送到回收部13中的刮板12浸渍在清洁液141内。然后，通过超声波，去除附着在刮板12上的三维造型用组合物。
[0062]另外，去除部可以如图4所示那样，为具备静电发生装置142的去除部14”的结构。在图示的结构中，通过利用静电力将三维造型用组合物吸附到静电发生装置142上，从而能够去除附着在刮板12上的三维造型用组合物。另外，静电发生装置1