三维造形装置和三维造形对象物的成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过将喷出后的造形材料层叠来成形三维的造形对象物的三维造形装置和三维造形对象物的成形方法。
【背景技术】
[0002]以往，公知有这种三维造形装置、三维造形对象物的成形方法。例如，在下述专利文献I和专利文献2所记载的三维造形装置中，将造形对象物的三维数据分割为多层，自喷出部从其最下层起依次喷出并层叠造形材料，由此形成与该三维数据相对应的造形对象物。这些三维造形装置包括用于喷出作为造形材料的墨的喷墨式的喷头。在专利文献I和专利文献2的三维造形装置中，作为造形材料而使用紫外线固化墨，通过自固化部对喷出而着落的紫外线固化墨照射紫外线，从而使该紫外线固化墨固化。另外，专利文献2的三维造形装置还包括用于喷出支承体的材料(支承材料)的喷出部，该支承体对造形对象物的外伸部分、孤立部分进行支承并在造形对象物的成形结束后被去除。在该专利文献2的三维造形装置中，在每层的各自的造形材料的喷出工序中，还喷出与该造形材料位于同一层的支承材料，以利用固化部使该支承材料与造形材料一起固化的方式进行层叠。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特许第4420685号公报
[0006]专利文献2:日本特开2013 — 067036号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]然而，以往，在造形对象物的成形结束后，通过将固化了的支承材料浸渍在水等特定的液体中来去除该支承材料。因此，在以往的三维造形装置中，不得不准备不会被这样的液体溶解的造形材料和会被这样的液体溶解的支承材料，从而使造形材料(也就是造形对象物的材料)的选择范围缩小，进而有可能使造形对象物的硬度的选择范围也缩小。由此，在以往的三维造形装置中，存在不能成形期望的用途的造形对象物的可能性。另一方面，在为此而利用与造形对象物的造形材料相同的造形材料来成形了支承体的情况下，例如存在该造形对象物和支承体发生粘着而难以使它们分离的可能性。
[0009]因此，本发明的第I目的在于，提供能够改善该以往例所具有的不良并成形与各种用途相对应的造形对象物的三维造形装置和三维造形对象物的成形方法。另外，本发明的第2目的在于，提供能够改善该以往例所具有的不良并使造形对象物与支承体容易分离的三维造形装置和三维造形对象物的成形方法。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]为了达到所述目的，本发明提供一种三维造形装置，其特征在于，该三维造形装置包括:造形材料喷出部，其用于朝向载物台的作业面喷出造形材料;脱模剂喷出部，其用于朝向所述作业面喷出用于使三维的造形对象物与支承该造形对象物的支承体之间容易分离的脱模剂;驱动部，其使所述造形材料喷出部和所述脱模剂喷出部至少与所述作业面平行地进行扫描；以及控制部，其将所述造形对象物的三维数据分割为多层，并根据该造形对象物的每层的形状数据，对所述造形材料喷出部、所述脱模剂喷出部以及所述驱动部进行控制，所述控制部根据所述形状数据，按照每层对供用于成形所述造形对象物的所述造形材料着落的造形材料着落区域、供用于成形所述支承体的所述造形材料作为支承材料着落的支承材料着落区域、以及使所述脱模剂在所述造形材料着落区域与该支承材料着落区域之间着落的脱模剂着落区域进行运算，并且，所述控制部控制所述驱动部，使所述造形材料喷出部在到达了朝向所述造形材料着落区域或所述支承材料着落区域喷出所述造形材料的位置时喷出该造形材料，且使所述脱模剂喷出部在到达了朝向所述脱模剂着落区域喷出所述脱模剂的位置时喷出该脱模剂，自最下层至最上层对每层执行该造形材料和脱模剂的嗔出。
[0012]采用该三维造形装置，能够将相同的材料(造形材料)分别应用于造形对象物和支承体。另外，采用该三维造形装置，由于使脱模材料介于造形对象物与支承体之间，因此能够容易地将造形对象物自支承体拆卸下来。另外，采用该三维造形装置，由于利用与造形材料的喷出工序相同的工序按照各层喷出该脱模剂，因此能够容易且廉价地制造出伴随该脱模剂的层叠而形成的脱模部。
[0013]在此，期望的是，该三维造形装置设有多个所述造形材料喷出部，多个所述造形材料喷出部分别朝向所述作业面喷出不同性质的所述造形材料，所述控制部根据所述造形对象物的三维数据和该造形对象物的每个部位的性质数据，按照每层对供用于成形该造形对象物的多种所述造形材料分别单独地着落的、每种该造形材料的所述造形材料着落区域进行运算，并且，所述控制部控制所述驱动部，使该造形材料的所述造形材料喷出部在到达了朝向每种造形材料的所述造形材料着落区域中的至少I个造形材料着落区域喷出所述造形材料的位置时喷出该造形材料，使该造形材料的所述造形材料喷出部在到达了朝向所述支承材料着落区域喷出所述造形材料的位置时喷出该造形材料，且使所述脱模剂喷出部在到达了朝向所述脱模剂着落区域喷出所述脱模剂的位置时喷出该脱模剂，自最下层至最上层对每层执行该造形材料和脱模剂的喷出。
[0014]采用该三维造形装置，能够以与由单一的硬度构成的、三维的造形对象物同等的生产率来成形具有不同硬度的多个部位的三维的造形对象物。
[0015]另外，期望的是，所述造形材料是通过紫外线的照射而固化的紫外线固化墨，在该三维造形装置设有用于对着落后的该造形材料照射紫外线的固化部。
[0016]采用该三维造形装置，由于能够利用紫外线使造形材料快速地固化，因此能够谋求造形对象物的成形时间的缩短化。
[0017]另外，期望的是，所述控制部按照每层对所述支承体的能够分割的所述支承材料着落区域进行运算，且为了使所述脱模剂介于分割后的支承体的构成构件之间，将相邻的该构成构件之间的部分作为各层中的所述脱模剂着落区域。
[0018]采用该三维造形装置，更容易地进行造形对象物与支承体的分离。
[0019]另外，期望的是，该三维造形装置设有包括所述造形材料喷出部和所述脱模剂喷出部的喷墨式的喷头。
[0020]采用该三维造形装置，造形对象物的成形变得廉价。
[0021 ]并且，为了达到所述目的，本发明提供一种三维造形对象物的成形方法，其特征在于，该三维造形对象物的成形方法包括以下工序:将造形对象物的三维数据分割为多层，对该造形对象物的每层的形状数据进行运算；以及根据所述形状数据，按照每层对供用于成形所述造形对象物的造形材料着落的造形材料着落区域、供用于成形用以支承所述造形对象物的支承体的所述造形材料作为支承材料着落的支承材料着落区域、以及使用于容易地进行所述造形对象物与所述支承体之间的分离的脱模剂在所述造形材料着落区域与该支承材料着落区域之间着落的脱模剂着落区域进行运算，自最下层至最上层对每层实施如下工序:使用于朝向载物台的作业面喷出所述造形材料的造形材料喷出部和用于朝向该作业面喷出所述脱模剂的脱模剂喷出部与该作业面平行地进行扫描，使所述造形材料喷出部在到达了朝向所述造形材料着落区域或所述支承材料着落区域喷出所述造形材料的位置时喷出该造形材料，并且，使所述脱模剂喷出部在到达了朝向所述脱模剂着落区域喷出所述脱模剂的位置时喷出该脱模剂。
[0022]采用该三维造形对象物的成形方法，能够将相同的材料(造形材料)分别应用于造形对象物和支承体。另外，采用该三维造形对象物的成形方法，由于使脱模材料介于造形对象物与支承体之间，因此能够容易地将造形对象物自支承体拆卸下来。另外，采用该三维造形对象物的成形方法，由于利用与造形材料的喷出工序相同的工序对各层喷出该脱模剂，因此能够容易且廉价地制造出伴随该脱模剂的层叠而形成的脱模部。
[0023]在此，期望的是，在具有分别朝向所述作业面喷出不同性质的所述造形材料的多个所述造形材料喷出部的情况下，在运算所述造形材料着落区域时，根据所述造形对象物的三维数据和该造形对象物的每个部位的性质数据，按照每层对供用于成形所述造形对象物的多种所述造形材料分别单独地着落的、每种造形材料的造形材料着落区域进行运算，在每层的喷出所述造形材料和所述脱模剂的工序中，使所述造形材料喷出部和所述脱模剂喷出部与所述作业面平行地进行扫描，使该造形材料的所述造形材料喷出部在到达了朝向每种该造形材料的所述造形材料着落区域中的至少I个造形材料着落区域喷出所述造形材料的位置时喷出该造形材料，使该造形材料的所述造形材料喷出部在到达了朝向所述支承材料着落区域喷出所述造形材料的位置时喷出该造形材料，且使所述脱模剂喷出部在到达了朝向所述脱模剂着落区域喷出所述脱模剂的位置时喷出该脱模剂。
[0024]采用该三维造形对象物的成形方法，能够以与由单一的硬度构成的、三维的造形对象物同等的生产率来成形具有不同硬度的多个部位的三维的造形对象物。
[0025]发明的效果
[0026]在本发明的三维造形装置和三维造形对象物的成形方法中，由于能够将相同材料(造形材料)应用于造形对象物和支承体，因此使该材料的选择范围变大。因而，在该三维造形装置和三维造形对象物的成形方法中，能够扩大例如造形对象物的硬度的选择范围。也就是说，在该三维造形装置和三维造形对象物的成形方法中，能够成形与各种用途相对应的造形对象物。
[0027]另外，在该三维