专利名称：支撑材料去除方法
技术领域：
本发明涉及一种将存在于由三维成型装置成型而成的立体物的表面上的支撑材料去除的支撑材料去除方法。
背景技术：
以往，提出了利用喷墨法来成型立体物的三维成型装置(通称3D印刷机)的方案，作为将存在于由该三维成型装置成型而成的立体物的表面上的支撑材料去除的方法，通常采用例如以水的喷射压进行去除的喷水法，但该方法存在下述问题无法将支撑材料(在立体物的表面上残留有黏滑物(3 U ))完全去除，而且需要高输出功率泵和用于进 行排水处理的配管等大规模设备而导致成本高等。于是，例如日本特开2011-5667号所公开的那样，提出了将立体物浸没于试剂中来去除支撑材料的方法(以下称为现有法)，据认为，与上述射水方法相比，可以良好地去除支撑材料。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2011-5667号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，对于现有法而言，直到去除支撑材料为止需要花费时间，而且由于支撑材料的量和支撑材料所存在的地方(缝隙或角落部分等仅靠化学反应不易去掉的地方)的问题，有时不能充分去除，进一步地，无论是在对支撑材料进行去除处理时，还是在对使用过的试剂进行废弃处理时等，试剂的操作麻烦。本发明人等着眼于上述的现有法的问题，反复进行各种实验研究，其结果，开发出了可以发挥以往未有的作用效果的划时代的支撑材料去除方法。用于解决问题的手段 参照附图来说明本发明的要点。本发明涉及一种支撑材料去除方法(方案I)，其是将存在于由三维成型装置成型而成的立体物的表面Ia上的支撑材料2去除的支撑材料去除方法，该方法的特征在于，通过从浆料喷射体6喷射所述浆料5来去除支撑材料2，所述浆料5为液体3与磨粒4的混合物。另外，本发明还涉及如方案I所述的支撑材料去除方法(方案2)，其特征在于，所述浆料喷射体6为具备喷射浆料制作部7的构成，该喷射浆料制作部7用于混合由压缩空气供给部11供给的压缩空气与所述浆料5，所述浆料是从浆料供给部12供给并利用所述压缩空气通过浆料通道8被导入的。另外，本发明还涉及如方案2所述的支撑材料去除方法(方案3)，其特征在于，在所述浆料通道8中设置有排出所述浆料5的一部分的浆料导出部9。另外，本发明还涉及如方案3所述的支撑材料去除方法(方案4)，其特征在于，所述浆料导出部9设置在所述喷射浆料制作部7的上游侧附近位置。另外，本发明还涉及如方案2所述的支撑材料去除方法(方案5)，其特征在于，所述浆料喷射体6的构成为在设置有所述压缩空气所通过的压缩空气通道13和所述浆料通道8的浆料喷射基体10设置有可自由拆装的喷嘴14，该喷嘴14用于喷射由所述喷射浆料制作部7制作的浆料5。另外，本发明还涉及如方案3所述的支撑材料去除方法(方案6)，其特征在于，所述浆料喷射体6的构成为在设置有所述压缩空气所通过的压缩空气通道13和所述浆料通道8的浆料喷射基体10设置有可自由拆装的喷嘴14，该喷嘴14用于喷射由所述喷射浆料制作部7制作的浆料5。
另外，本发明还涉及如方案4所述的支撑材料去除方法(方案7)，其特征在于，所述浆料喷射体6的构成为在设置有所述压缩空气所通过的压缩空气通道13和所述浆料通道8的浆料喷射基体10设置有可自由拆装的喷嘴14，该喷嘴14用于喷射由所述喷射浆料制作部7制作的浆料5。另外，本发明还涉及如方案2 7任一项所述的支撑材料去除方法(方案8)，其特征在于，在所述浆料通道8中设置有曲柄形状部8a。另外，本发明还涉及如方案I 7任一项所述的支撑材料去除方法(方案9)，其特征在于，采用圆柱形状的磨粒4作为所述磨粒4。 另外，本发明还涉及如方案8所述的支撑材料去除方法(方案10)，其特征在于，采用圆柱形状的磨粒4作为所述磨粒4。另外，本发明还涉及如方案9所述的支撑材料去除方法(方案11)，其特征在于，所述磨粒4的直径为约O. I O. 5mm,高度为约O. I O. 5mm。另外，本发明还涉及如方案10所述的支撑材料去除方法(方案12)，其特征在于，所述磨粒4的直径为约O. I O. 5mm,高度为约O. I O. 5mm。另外，本发明还涉及如方案I 7任一项所述的支撑材料去除方法(方案13)，其特征在于，采用树脂制的磨粒4作为所述磨粒4。另外，本发明还涉及如方案8所述的支撑材料去除方法(方案14)，其特征在于，采用树脂制的磨粒4作为所述磨粒4。另外，本发明还涉及如方案9所述的支撑材料去除方法(方案15)，其特征在于，采用树脂制的磨粒4作为所述磨粒4。另外，本发明还涉及如方案10所述的支撑材料去除方法(方案16)，其特征在于，采用树脂制的磨粒4作为所述磨粒4。另外，本发明还涉及如方案11所述的支撑材料去除方法(方案17)，其特征在于，采用树脂制的磨粒4作为所述磨粒4。另外，本发明还涉及如方案12所述的支撑材料去除方法(方案18)，其特征在于，采用树脂制的磨粒4作为所述磨粒4。发明效果本发明为一种发挥以往未有的作用效果的划时代的支撑材料去除方法，由于其采用了如上所述的方案，因此与所述的现有法相比，可以迅速且确实地将支撑材料去除，而且也不需要试剂处理，从而可以简易地进行支撑材料的去除处理等。
图I为本实施例中所用的支撑材料去除装置的说明图。图2为示出本实施例的支撑材料去除方法的放大说明图。图3为本实施例中所用的支撑材料去除装置的主要部分的分解立体图。图4为本实施例中所用的支撑材料去除装置的主要部分的说明截面图。图5为本实施例中所用的支撑材料去除装置的主要部分的说明截面图。图6为本实施例中所用的支撑材料去除装置的主要部分的说明截面图。
符号说明I立体物Ia 表面2支撑材料3 液体4 磨粒5 浆料6浆料喷射体7喷射浆料制作部8浆料通道8a曲柄形状部9浆料导出部10浆料喷射基体11压缩空气供给部12浆料供给部13压缩空气通道14 喷嘴
具体实施例方式对于认为优选的本发明的实施方式，基于附图并示出本发明的作用来进行简单说明。将浆料5从浆料喷射体6喷射至由三维成型装置成型而成的并在表面Ia上存在有支撑材料2的立体物I，所述浆料5为液体3与磨粒4的混合物。此时，构成浆料5的磨粒4通过液体3来输送并与存在于立体物I的表面Ia上的支撑材料2碰撞，通过该磨粒4的碰撞可以良好地将支撑材料2去除。具体地说，通过基于该浆料5中的磨粒4的刮削作用，不仅可以去除例如存在于立体物I的表面Ia的块状的支撑材料2，还可以确实地去除容易残留于立体物I的表面Ia的黏质物(如薄皮那样残留下来的支撑材料2)，而且对于以现有法不易去掉的地方(缝隙或角落部分)也可以通过积极地发挥刮削作用，确实地去除支撑材料2 (对于该方面已通过实验来确认。)。因此，根据本发明，可以迅速、确实且简易地将存在于立体物I的表面Ia上的支撑材料2去除。此外，在本发明中，通过喷射浆料5来进行立体物I的表面处理，所述浆料5为液体3与磨粒4的混合物，因此被喷射的磨粒4和刮屑(支撑材料2)保持在液体3中从而尽可能地抑制了其向周围飞散，并且，即使是例如微细的磨粒4，也可以通过质量大的液体3来输送而与存在于立体物I的表面Ia上的支撑材料2强烈碰撞，因此通过该磨粒4的刮削作用，可以确实地进行支撑材料2的去除。实施例基于附图对本发明的一个具体实施例进行说明。本实施例为去除存在于立体物I的表面Ia的支撑材料2的方法，该实施例是使用 后述的喷射浆料5的表面处理装置M来进行的，所述浆料5为液体3与磨粒4的混合物。需要说明的是，作为本实施例中被处理的被处理体的立体物I是由三维成型装置(通称3D印刷机)成型而成的合成树脂制(紫外线固化性树脂制)的立体物1，在该立体物I的表面Ia上以层积状态形成了碱溶性的支撑材料2。具体地说，该表面处理装置M的构成如图I所示，其具有配设于箱体16内的浆料喷射体6、配设于该浆料喷射体6的下方位置的浆料储存部15、将浆料5从该浆料储存部15经由浆料输送部12a供给至浆料喷射体6的浆料供给部12和将压缩空气经由压缩空气输送部Ila供给至浆料喷射体6的压缩空气供给部11，并且从浆料喷射体6喷射出的浆料5被输送到浆料储存部15进行再利用。浆料储存部15可以储存预定量的浆料5，并且设置有对其内部的浆料5不断进行搅拌的浆料搅拌功能(省略图示)。如图I所示，浆料喷射体6由浆料喷射基体10和设置在该浆料喷射基体10上的可自由拆装的(分解自如)的喷嘴14构成。浆料喷射基体10由第一部件IOA和设置在该第一部件IOA的基端部的可自由拆装的(分解自如)的第二部件IOB构成。即，浆料喷射体6可以分解为3个零件。如图3、4所示，第一部件IOA为由适合的合成树脂制的部件(氨基甲酸酯树脂)所形成的轴状体，在该第一部件IOA的中央位置周面设置有与第二部件IOB的螺纹部IOb相螺合的螺纹部10a，另外，在前端部设置有与喷嘴14嵌合连接的前端空间部10g。此外，在第一部件IOA的内部，在长度方向(轴向)上以并列状态形成有一对截面为圆形状的贯通孔10c、10d，其中一个贯通孔IOc通过基端与后述的第二部件IOB的贯通孔IOe连接设置，从而与该贯通孔IOe —同构成压缩空气通道13，另一个贯通孔IOd通过基端与后述的第二部件IOB的贯通孔IOf连接设置、并且前端与前端空间部IOg连接设置，从而与该贯通孔IOf和前端空间部IOg —同构成浆料通道8。在压缩空气通道13的前端部设置有突出至前端空间部IOg的尖细喷嘴部13a，设置在该尖细喷嘴部13a的孔13a’经由锥孔部13b而被设置成颈缩为小径的状态。另外，按通过该压缩空气通道13的压缩空气从尖细喷嘴部13a向后述的喷射浆料制作部7喷射来进行设置，在该压缩空气的作用下通过浆料通道8的浆料5被导出，并在喷射浆料制作部7中进行混合。
在浆料通道8的预定位置，形成有与外部连通的旁通孔，所构成的该旁通孔作为浆料导出部9，为了增加向喷射浆料制作部7的浆料5的供给量，该浆料导出部9将该浆料5的一部分排出。即，想要利用由压缩空气通道13喷射出的压缩空气来进行加速喷射时，喷嘴14的喷嘴孔14b的直径越小，从喷射浆料制作部7到喷嘴孔14b变得越窄，因此在喷射浆料制作部7中产生对流，浆料5的流速降低，有时产生难以将具有重量的磨粒4引导出来的情况，但对于该方面，通过在浆料通道8中设置浆料导出部9，可以解决上述问题。另外，该浆料导出部9设置在与喷射浆料制作部7尽可能接近的附近位置，在本实施例的情况下，设置在距喷射浆料制作部7约14_的位置。符号9a为将浆料5返回至浆料储存部15的浆料回流管。另外，在后述的喷嘴14的喷嘴孔14b的直径大的型号的第一部件IOA中并未设置浆料导出部9。 此外,在本实施例中设置有多个(2个)第一部件10A,这是为了对应后述的多个(2个)喷嘴14，并设定为符合喷嘴14的喷嘴孔14b的直径和喷射浆料制作部7的锥角的尺寸。具体地说，对于其中一个第一部件IOA而言，如图5所示，尖细喷嘴部13a的周面相对于后述的喷嘴14的基端垂直面14c的锥角a被设定为70度，压缩空气通道13的锥孔部13b的锥角b被设定为40度，孔13a’的直径c被设定为I. Omm,该孔13a’的直径c被设定为喷嘴14的喷嘴孔14b的直径h的1/2。对于另一个第一部件IOA而言，如图6所示，尖细喷嘴部13a的周面相对于喷嘴14的基端垂直面14c的锥角d被设定为70度，压缩空气通道13的锥孔部13b的锥角e被设定为40度，孔13a’的直径f被设定为I. 7mm,该孔13a的直径f被设定为喷嘴14的喷嘴孔14b的直径j的1/2。如图3、4所示，第二部件IOB由适宜的合成树脂制部件(氨基甲酸酯树脂)形成，在前端部设置有与第一部件IOA的基端部嵌合的前端空间部10g，在该前端空间部IOg设置有螺纹部10b，该螺纹部IOb拧扣在设置于第一部件IOA的螺纹部10a。此外，在第二部件IOB的内部形成有一对贯通孔10e、10f，其中一个贯通孔IOe与压缩空气输送部Ila连接，另一个贯通孔IOf与浆料输送部12a连接。如上所述，贯通孔IOf与第一部件IOA的贯通孔IOd连接设置从而构成浆料通道8，其中，在该浆料通道8内设置有曲柄形状部8a。所构成的该曲柄形状部8a设置有弯曲成直角的角部，而使贯通孔IOf不为直线状。实际设置该贯通孔IOf的情况下，通过下述方法进行设置在作为合成树脂的成型品的第二部件IOB形成两个正交的孔，并闭塞其中一个孔作为废弃孔。通过在该浆料通道8内设置曲柄形状部8a，可以缩短浆料喷射体6整体的长度从而尽可能实现小型化。如图3、4所示，喷嘴14为由适宜的合成树脂制部件(氨基甲酸酯树脂)形成的轴状体，在该喷嘴14的基端侧周面形成有与第一部件IOA相拧扣的螺纹部14a。另外，所构成的在喷嘴14形成有贯通孔，该贯通孔是作为喷嘴孔14b喷射由喷射浆料制作部7所制作的喷射用浆料。如图4所示，所构成的喷射浆料制作部7的前端与喷嘴孔14b的基端连接设置，并在基端设置有开口于喷嘴14的基端垂直面14c的锥孔。在本实施例中，设置了多个(2个)喷嘴14，这是为了对应上述的多个(2个)第一部件10A，并设定为符合各第一部件IOA的尖细喷嘴部13a的锥角a · d、压缩空气通道13的锥孔部13b的锥角b · e和孔13a’的直径c · f的尺寸。具体地说，对于其中一个喷嘴14而言，如图5所示，构成喷射浆料制作部7的锥孔相对于喷嘴14的基端垂直面14c的锥角g被设定为70度，喷嘴孔14b的直径h被设定为2. Omnin另外，在由图5所示的第一部件IOA和喷嘴14的组合构成的浆料喷射体6的情况下，尖细喷嘴部13a的前端面13a”与喷嘴14的基端垂直面14c的间隔k被设定为O. 5mm,喷射衆料制作部7的最大径I被设定为10mm。 对于另一个喷嘴14而言，如图6所示，构成喷射浆料制作部7的锥孔相对于喷嘴14的基端垂直面14c的锥角i被设定为45度，喷嘴孔14b的直径j被设定为3. 4_。另外，在由图6所示的第一部件IOA和喷嘴14的组合构成的浆料喷射体6的情况下，尖细喷嘴部13a的前端面13a”与喷嘴14的基端垂直面14c的间隔m设定为O. 5mm,喷射衆料制作部7的最大径η被设定为6mm。通过上述的第一部件IOA和喷嘴14的各种角度和尺寸的设定，在浆料5中不易生成湍流，可以实现良好的喷射。对于该方面已通过实验来确认。另外，作为本实施例中所用的浆料供给部12，采用100V电源的泵装置。对于该泵装置而言，各部分(例如外壳部分)为氨基甲酸酯树脂制，从而提高耐磨性。另外，作为本实施例中所用的压缩空气供给部11，采用100V电源的压缩机。此外，本实施例中所用的浆料5为液体3与微粒磨粒4的混合物。采用树脂制的磨粒4作为该磨粒4,该磨粒4形成为直径为约O. 3mm、高度为约O. 3mm的圆柱形状。通过实验确认到磨粒4的尺寸优选为直径为约O. I O. 5mm、高度为
约O. I O. 5臟。将该磨粒4制成圆柱形状的理由是若在磨粒4的周面存在多个角，则会刮削至母材(立体物I的表面Ia)，另一方面，若在磨粒4的周面无角，则不能充分得到刮削作用。于是，在本实施例中确认到，通过制成圆柱形状，可以基于刮削作用良好地去除支撑材料2。符号17为载置立体物I的载置部。下面对使用由以上的构成而形成的表面处理装置M来去除立体物I的支撑材料2的方法进行说明。由浆料喷射体6对由三维成型装置成型得到的立体物I喷射浆料5，所述浆料5为液体3与磨粒4的混合物。此时，构成浆料5的磨粒4由液体3输送，并与存在于立体物I的表面Ia的支撑材料2碰撞，通过该磨粒4的碰撞，将支撑材料2良好地去除(参照图2)。通过基于该浆料5中的磨粒4的刮削作用，可以不仅去除例如存在于立体物I的表面Ia的块状的支撑材料2，还能够将容易残留于立体物I的表面Ia的黏滑物(如薄皮那样残留的支撑材料2)确实地去除，而且对于利用现有法不易去掉的地方(缝隙或角落部分)也可以积极地发挥刮削作用，从而确实地去除支撑材料2。由于本实施例采用上述方案，因此可以迅速、确实且简易地去除存在于立体物I的表面Ia的支撑材料2。此外，对于本实施例而言，通过喷射作为液体3与磨粒4的混合物的浆料5来进行立体物I的表面处理，因此被喷射的磨粒4和刮屑(支撑材料2)保持在液体3中从而尽可能地抑制了其向周围飞散，并且，即使是例如微细的磨粒4，也可以由质量大的液体3输送而对存在于立体物I的表面Ia的支撑材料2进行强烈碰撞，因此通过该磨粒4的刮削作用，可以确实地进行支撑材料2的去除。另外，对于本实施例而言，浆料喷射体6在设置有压缩空气所通过的压缩空气通道13和浆料通道8的浆料喷射基体10上，设置有可自由拆装的喷嘴14，该喷嘴14用于喷射由喷射浆料制作部7所制造的浆料5，例如通过准备各种尺寸的喷嘴14，可以进行与向宽 阔的地方喷射的情况或者向狭窄的地方喷射的情况等用途相对应的支撑材料2的去除。另外，对于本实施例而言，在浆料通道8中设置有曲柄形状部8a，因此可以实现浆料喷射体6整体的小型化。此外，对于本实施例而言，在浆料通道8中设置有排出上述浆料5的一部分的浆料导出部9，因此可以将浆料5确实地引导至喷射浆料制作部7来进行混合而制作喷射浆料。另外，对于本实施例而言，采用圆柱形状的磨粒4作为磨粒4，因此可以在不损伤立体物I的表面Ia的情况下确实且良好地去除支撑材料2。此外，对于本实施例而言，磨粒4为直径为约O. I O. 5mm，高度为约O. I O. 5mm,因此通过设定具体的数值，从而能够确实且良好地去除支撑材料2。另外，对于本实施例而言，采用比较软的树脂制的磨粒4作为磨粒4，通过该方面也可以在不损伤立体物I的表面Ia的情况下确实且良好地去除支撑材料2。需要说明的是，本发明并不限于本实施例，可以适当设计各构成要件的具体的构成。
权利要求
1.一种支撑材料去除方法，其是将存在于由三维成型装置成型而成的立体物的表面上的支撑材料去除的支撑材料去除方法，该方法的特征在于，通过从浆料喷射体喷射浆料来去除所述支撑材料，所述浆料为液体与磨粒的混合物。
2.如权利要求I所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述浆料喷射体为具备喷射浆料制作部的构成，该喷射浆料制作部用于混合由压缩空气供给部供给的压缩空气与所述浆料，所述浆料是从浆料供给部供给并利用所述压缩空气通过浆料通道被导入的。
3.如权利要求2所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述浆料通道中设置有排出所述浆料的一部分的浆料导出部。
4.如权利要求3所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述浆料导出部设置在所述喷射浆料制作部的上游侧附近位置。
5.如权利要求2所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述浆料喷射体的构成为在设置有所述压缩空气通过的压缩空气通道和所述浆料通道的浆料喷射基体，设置有可自由拆装的喷嘴，该喷嘴用于喷射由所述喷射浆料制作部制作的浆料。
6.如权利要求3所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述浆料喷射体的构成为在设置有所述压缩空气所通过的压缩空气通道和所述浆料通道的浆料喷射基体，设置有可自由拆装的喷嘴，该喷嘴用于喷射由所述喷射浆料制作部制作的浆料。
7.如权利要求4所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述浆料喷射体的构成为在设置有所述压缩空气所通过的压缩空气通道和所述浆料通道的浆料喷射基体，设置有可自由拆装的喷嘴，该喷嘴用于喷射由所述喷射浆料制作部制作的浆料。
8.如权利要求2 7任一项所述的支撑材料去除方法，其特征在于，在所述浆料通道中设置有曲柄形状部。
9.如权利要求I 7任一项所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用圆柱形状的磨粒作为所述磨粒。
10.如权利要求8所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用圆柱形状的磨粒作为所述磨粒。
11.如权利要求9所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述磨粒的直径为约O.I O. 5臟，高度为约O. I O. 5臟。
12.如权利要求10所述的支撑材料去除方法，其特征在于，所述磨粒的直径为约O.I O. 5臟，高度为约O. I O. 5臟。
13.如权利要求I 7任一项所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用树脂制的磨粒作为所述磨粒。
14.如权利要求8所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用树脂制的磨粒作为所述磨粒。
15.如权利要求9所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用树脂制的磨粒作为所述磨粒。
16.如权利要求10所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用树脂制的磨粒作为所述磨粒。
17.如权利要求11所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用树脂制的磨粒作为所述磨粒。
18.如权利要求12所述的支撑材料去除方法，其特征在干，采用树脂制的磨粒作为所述磨粒。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种发挥以往未有的作用效果的划时代的支撑材料去除方法。本发明的支撑材料去除方法是将存在于由三维成型装置成型而成的立体物的表面(1a)上的支撑材料(2)去除的支撑材料去除方法，其中，通过从浆料喷射体(6)喷射浆料(5)来去除所述支撑材料(2)，所述浆料(5)为液体(3)与磨粒(4)的混合物。
文档编号B24C1/00GK102672618SQ20111044138
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年3月17日
发明者大仓弘至, 浅井嘉久, 高野真弥 申请人:玛皓株式会社