本发明涉及成型装置。
背景技术:
专利文献1披露了与包括绘制单元、照射单元以及对绘制单元和照射单元进行控制的控制单元的绘制装置相关的技术。根据现有技术中的技术,控制单元基于绘制数据执行绘制处理,并且在绘制处理之前基于绘制数据执行表面改性处理。
专利文献2披露了关于三维成型装置的技术。根据现有技术中的技术,提供一种可以通过旋转和按压处于可流动状态的成型材料或支撑材料来回收剩余的成型材料或支撑材料的辊单元。
专利文献3披露了与产生三维成型物体的三维成型装置有关的技术。根据现有技术中的技术,支撑材料控制单元和成型材料控制单元执行单个成型操作,从而使由支撑材料和成型材料形成的一层堆叠层成型。以这种方式,在成型材料与支撑材料之间的边界表面上,成型材料和支撑材料不会彼此液化混合。
[专利文献1]jp-a-2012-106392
[专利文献2]jp-a-2013-067121
[专利文献3]jp-a-2015-150840
技术实现要素:
在成型装置包括具有对已着落的成型液体进行平整的多个平整单元的移动单元的情况下,如果多个平整单元具有不同高度,则会降低成型液体的平整精度。
与移动单元具有对已着落的成型液体进行平整的多个平整单元的情况相比,本发明的目的在于提供可以提高成型液体的平整精度的成型装置。
本发明的第一方面的成型装置包括:移动单元,其相对于基台往复且相对地移动;一个或多个喷射单元,其布置在移动单元处,并且朝向基台喷射光可固化成型液体的液滴;照射装置,其具有:第一照射单元,其布置在移动单元处,并且在喷射单元沿前进方向移动的同时向被喷射并着落在基台上的成型液体照射照射光以使成型液体固化;以及第二照射单元,其布置在移动单元处,并且在喷射单元沿后退方向移动的同时向被喷射并着落在基台上的成型液体照射照射光以使成型液体固化;控制部,其控制移动单元、喷射单元和照射装置,并且在使移动单元相对于基台往复且相对地移动的同时,通过重复喷射液滴和照射照射光以固化液滴来在基台上成型三维物体;以及平整单元,其布置在移动单元中的一个位置处,并且接触并平整已着落的成型液体。
本发明的第二方面的成型装置的特征在于:在根据第一方面的构造中,平整单元在照射光被照射至成型液体之前对成型液体进行平整。
本发明的第三方面的成型装置的特征在于:在根据第二方面的构造中,平整单元是这样的辊:当平整成型液体时,在平整单元与成型液体的接触部分处,辊沿与成型液体相对于平整单元移动的移动方向相反的方向旋转。
本发明的第四方面的成型装置的特征在于:在根据第一方面的构造中,平整单元在照射光被照射之后对成型液体进行平整。
本发明的第五方面的成型装置的特征在于:在根据第四方面的构造中,平整单元是这样的辊:当平整成型液体时,在平整单元与成型液体的接触部分处,辊沿与成型液体相对于平整单元移动的移动方向相同的方向旋转。
本发明的第六方面的成型装置的特征在于:在根据第一方面的构造中,当前进方向移动时,平整单元在照射光被照射至成型液体之前对成型液体进行平整,并且当沿后退方向移动时,平整单元在照射光被照射之后对成型液体进行平整。
本发明的第七方面的成型装置的特征在于:在根据第六方面的构造中,平整单元是这样的辊:在平整单元沿前进方向移动的情况下,当平整成型液体时,在平整单元与成型液体的接触部分处,辊沿与成型液体相对于平整单元移动的移动方向相反的方向旋转。
本发明的第八方面的成型装置包括:移动单元,其相对于基台移动;喷射单元,其布置在移动单元处,并且朝向基台喷射光可固化成型液体的液滴;照射装置,其布置在移动单元处,并且在照射装置被移动的同时向被喷射并着落在基台上的成型液体照射照射光以使成型液体固化;控制部,其控制移动单元、喷射单元和照射装置,并且在使移动单元相对于基台移动的同时,通过重复喷射液滴和照射照射光以固化液滴来在基台上成型三维物体;以及平整单元,其布置在移动单元中的一个位置处,并且在照射光被照射之后平整已着落的成型液体。
根据本发明的第一方面,与移动单元具有多个平整单元的情况相比,提高了已着落的成型液体的平整精度。
根据本发明的第二方面,与平整单元在照射照射光之后对成型液体进行平整的情况相比,可以进一步对成型液体的较大凹凸进行平整。
根据本发明的第三方面,与在平整成型液体时通过除沿与成型液体的移动方向相反的方向旋转的辊以外的部件来平整成型液体的情况相比,可以进一步对成型液体的较大凹凸进行平整。
根据本发明的第四方面,与平整单元在照射光被照射至成型液体之前对成型液体进行平整的情况相比,可以进一步对成型液体的较小凹凸进行平整。
根据本发明的第五方面,与在平整成型液体时通过除沿与成型液体的移动方向相同的方向旋转的辊以外的部件来平整成型液体的情况相比,可以进一步对成型液体的较小凹凸进行平整。
根据本发明的第六方面,与平整单元在照射光被照射至成型液体之前或者在照射光被照射至成型液体之后对成型液体进行平整的情况相比,可以进一步对成型液体的较大凹凸和较小凹凸进行平整。
根据本发明的第七方面,与在沿前进方向平整成型液体时通过除沿与成型液体的移动方向相反的方向旋转的辊以外的部件来平整成型液体的情况相比,可以进一步对成型液体的较大凹凸和较小凹凸进行平整。
根据本发明的第八方面,与移动单元具有多个平整单元的情况相比,进一步提高了已着落的成型液体的平整精度。
附图说明
图1是示出根据第一示例性实施例的成型装置形成三维物体的状态的示意图(正视图);
图2是示出根据第一示例性实施例的成型装置的示意图(俯视图);
图3是示出根据第一示例性实施例的平整辊的周边结构的示意图;
图4是用于描述根据第一示例性实施例的在沿a方向移动时由平整辊执行平整操作的视图;
图5是用于描述根据第一示例性实施例的在沿b方向移动时由平整辊执行平整操作的视图;
图6是示出根据第二示例性实施例的成型装置形成三维物体的状态的示意图(正视图);
图7是示出根据第二示例性实施例的平整辊的周边结构的示意图;以及
图8是用于描述根据第二示例性实施例的在沿a方向移动时由平整辊执行平整操作的视图。
具体实施方式
在下文中,考虑到实施本发明的形式(在下文中,称为示例性实施例),将对两个示例性实施例(下文中的第一示例性实施例和第二示例性实施例)分别进行说明。通过作出如下设定进行说明:将图中的±z方向设定为装置高度方向(z方向表示上侧,且–z方向表示下侧),将±x方向设定为装置宽度方向(x方向表示一端侧,且–x方向表示另一端侧),并且将与±z方向和±x方向交叉的方向(±y方向)设定为装置深度方向(y方向表示后侧,且–y方向表示前侧)。
[第一示例性实施例]
首先,将参考附图对根据第一示例性实施例的成型装置10进行说明。
整体构造
如图1和图2所示,根据本示例性实施例的成型装置10构造为包括基台bd、往复台cr、喷射单元20、照射装置30、平整辊100和控制部40。
根据本示例性实施例的成型装置10对层lr(参见图1)进行叠加,层lr通过从构成喷射单元20的第一喷射单元22和第二喷射单元24分别朝向基台bd喷射第一液滴d1和第二液滴d2,并通过使照射装置30向落在基台bd上的第一液滴d1和第二液滴d2照射照射光而使第一液滴d1和二液滴d2固化,从而成型三维物体vm(参见图1)。
在以下描述中,在不需要特别进行区分的情况下,第一液滴d1和第二液滴d2将被称为液滴d。
基台
如图1和图2所示,基台bd是具有沿装置宽度方向和装置深度方向形成的上表面bda的板状部件。于是,将三维物体vm(参见图1)成型在基台bd的上表面bda上。
往复台
用作移动单元的实例的往复台cr构造为在被驱动装置(未示出)驱动而沿导轨(未示出)移动的同时能够沿装置宽度方向在预定范围内往复移动。在本示例性实施例中,图1和图2中沿a方向的移动表示前进路径和前进方向。沿b方向的移动表示后退路径和后退方向。
往复台cr是矩形框架,并且布置在基台bd的上表面bda的上方。另外,往复台cr沿装置宽度方向(往复移动方向)从一端侧(箭头b方向的外侧)到另一端侧(箭头a方向的外侧)以预定间隔布置有构成喷射单元20的第一喷射单元22和第二喷射单元24以及构成照射装置30(将在后文中描述)的第一照射单元32和第二照射单元34a和34b。
另外,平整辊100布置在第一喷射单元22与第一照射单元32之间。
因此,如果往复台相对于基台bd往复且相对地移动,则喷射单元20、照射装置30和平整辊100也相对于基台bd往复且相对地移动。
另外,在成型装置10不执行成型操作的期间,即在成型操作完成之后且在成型操作开始之前的期间,通过由控制部40控制的往复台cr的驱动源将往复台cr布置在初始位置。
这里,初始位置表示在成型装置10中沿装置宽度方向的一端侧的端部且沿装置高度方向的下侧的端部的位置。在将往复台cr布置在初始位置的状态下,布置在往复台cr处的喷射单元20、照射装置30和平整辊100与基台bd的上表面bda分离。
喷射单元
如图1和图2所示,喷射单元20具有第一喷射单元22和第二喷射单元24。在由控制部40控制的喷射单元20与往复台cr一起相对于基台bd移动时,喷射单元20从第一喷射单元22的喷射表面23(参见图1)朝向基台bd喷射第一液滴d1并且从第二喷射单元24的喷射表面25(参见图1)喷射第二液滴d2。
第一喷射单元
第一喷射单元22包括第一喷头22a和第二喷头22b。第一喷头22a喷射构造为包括成型材料的第一液滴d1。另外,第二喷头22b喷射构造为包括支撑材料的第一液滴d1。
另外,根据本示例性实施例的成型材料和支撑材料构造为包括光可固化树脂(作为本示例性实施例的实例的紫外线可固化树脂)。
如果照射预定光量(或与该光量对应的照度)的照射光,则用作根据本示例性实施例的成型材料和支撑材料的成型液体g(液滴d)被固化到这样的程度:即使成型液体g与未经照射光照射的成型液体g(液滴d)接触,成型液体g也不能从着落位置移动。此外,如果照射与预定光量对应的总光量,则用作根据本示例性实施例的成型材料和支撑材料的成型液体g(液滴d)被固化到这样的程度:成型液体g构成层lr。
这里,成型材料是指构成使用成型装置10成型的成型物体m的材料。另外,支撑材料是指这样的材料:在使成型物体m成型的过程中,尽管在需要时与成型材料一起构造三维物体vm,但却不构成成型物体m。
根据本示例性实施例,成型装置10形成三维物体vm,并且可从成型装置10移除三维物体vm。然后,工人将支撑材料从三维物体vm移除,从而获得所需的三维物体vm。
第一喷头22a和第二喷头22b除由两者喷射的液滴d的各自材料不同外具有相同的构造。如图2所示,第一喷头22a和第二喷头22b具有细长的形状。另外,沿装置宽度方向从另一侧(沿a方向的外侧)按照第一喷头22a和第二喷头22b的顺序布置第一喷头22a和第二喷头22b。
如图1所示,第一喷头22a和第二喷头22b具有面向基台bd的喷射表面23a和23b。另外,如图2分别示出的,第一喷头22a和第二喷头22b的喷射表面23a和23b具有沿装置深度方向以相等间隔平行排列的多个喷嘴n。
如上文所述,第二喷头22b和第一喷头22a构造为使得沿短方向的相应侧表面彼此接触。更具体地说,属于第二喷头22b的全部喷嘴n布置为沿装置宽度方向分别与属于第一喷头22a的全部喷嘴n重叠。
根据上述构造,如果第一喷射单元22在与往复台cr一起沿装置宽度方向移动的同时朝向基台bd喷射第一液滴d1,则第一液滴d1在沿装置深度方向间隔开的状态下着落(参见图5)。
第二喷射单元
第二喷射单元24包括第一喷头24a和第二喷头24b。另外,与第一喷射单元22的情况类似,构成第二喷射单元24的第一喷头24a和第二喷头24b构造为喷射构造为包括成型材料的第二液滴d2和构造为包括支撑材料的第二液滴d2。
如图2所示,沿装置宽度方向从另一侧按照第一喷头24a和第二喷头24b的顺序布置构成第二喷射单元24的第一喷射头24a和第二喷射头24b。
与第一喷射单元22的情况类似,在构成第二喷射单元24的第一喷头24a和第二喷头24b中,属于第二喷头24b的喷射表面25b的全部喷嘴n布置为沿装置宽度方向分别与属于第一喷头24a的喷射表面25a的全部喷嘴n重叠。
第二喷射单元24布置为沿装置深度方向与第一喷射单元22偏离半个喷嘴间距。
根据上述构造,第二喷射单元24在与往复台cr一起沿装置宽度方向移动的同时,向由第一喷射单元22喷射的第一液滴d1之间的部分喷射第二液滴d2。
照射单元
照射装置30具有以下功能:在与往复台cr一起沿装置宽度方向相对于基台bd移动的同时,向已着落的液滴d(成型液体)照射照射光(例如,紫外线);以及使液滴d(成型液体)固化。如图1和图2所示,照射装置30包括第一照射单元32和第二照射单元34。
第一照射单元
如图2所示,第一照射单元32具有细长的形状。根据本示例性实施例,第一照射单元32在往复台cr中布置在第一喷射单元22与第二喷射单元24之间。第一照射单元32内部的用虚线包围的区域表示第一照射单元32中的照射光的光照射区域。
第二照射单元
如图2所示,第二照射单元34构造为包括一对第二照射单元34a和34b。根据本示例性实施例的第二照射单元34a和34b具有与第一照射单元32相同的构造。一对第二照射单元34a和34b布置在往复台cr处并将第一喷射单元22和第二喷射单元24夹设在它们之间。
第二照射单元34a和34b内部的用虚线包围的区域表示第二照射单元34a和34b中的照射光的光照射区域。
平整辊
如图1和图2所示,用作平整单元的实例的平整辊100在往复台cr中被布置于构成喷射单元20的第一喷射单元22与构成照射装置30的第一照射单元32之间的一个位置。
如图1所示,平整辊100的外周表面100a位于第一喷射单元22的喷射表面23和第二喷射单元24的喷射表面25的下侧。另外,如图2所示,与第一喷射单元22和第二喷射单元24类似,在平整辊100中,方向y为纵向。根据本示例性实施例的平整辊100构造为包括诸如sus等金属。然而,不限于此,平整辊100还可以构造为包括树脂或橡胶材料。
如图3所示,平整辊100布置在往复台cr(参见图1和图2)处,并且被由控制部40(参见图1和图2)控制的旋转机构102驱动而沿r方向旋转。
另外,平整辊100布置在往复台cr(参见图1和图2)处,并且被由控制部40(参见图1和图2)控制的升降机构108移动并固定在预定高度位置。
此外,平整辊100布置在往复台cr(参见图1和图2)处,并且具有:刮刀104,其去除附着于外周表面100a上的成型液体g(将在后文中描述);以及回收机构106,其回收由刮刀104去除的成型液体g。
控制部
如图1和图2所示,控制部40具有控制成型装置10的各个单元的功能。具体地说,根据从外部装置(未示出)接收的数据,控制部40将包括在该数据中的三维物体vm的数据转换为用于形成各个层lr的层数据,在各个层lr中,使用与高度方向垂直的横截面以预定厚度对三维物体进行划分。根据层数据,控制部40对构成成型装置10的各个单元进行控制。
操作
接下来,将对使用根据本示例性实施例的成型装置10成型三维物体vm的过程进行说明,并且将对本示例性实施例中的操作进行说明。从第一喷射单元22和第二喷射单元24喷射的液滴d着落在基台bd或层lr上之后的状态被称为成型液体g。
首先,如果控制部40从外部装置接收数据,则控制部40将包括在上述数据中的三维物体vm的数据转换为用于形成各个层lr的层数据。另外,控制部40控制升降机构108,从而将平整辊100移动并固定至预定高度位置。
接下来,控制部40在使驱动源沿a方向(前进方向)移动布置在初始位置的往复台cr的同时使第一喷射单元22喷射第一液滴d1。
如图4所示,在液滴d着落在基台bd上而形成的成型液体g的表面上出现因不均匀液滴而造成的大起伏的凹凸m1。另外,在将光照射到成型液体g的表面上的大起伏的凹凸m1之前,通过沿a方向移动并沿r方向旋转的平整辊100对成型液体g的表面上的大起伏的凹凸进行平整。具体地说,使凹凸m1(确切地说,凹凸m1的凸部)附着到平整辊100上,从而对凹凸m1进行平整。附着到平整辊100上的成型液体g被图3所示的刮刀104刮下并去除,并且被回收机构106回收。
在这种情况下,r方向表示这样的方向:在平整辊100与成型液体g的接触部分处,与成型液体g(基台bd)相对于平整辊100(往复台cr)移动的移动方向(-a方向)相反的旋转方向。因此,同平整辊100沿与成型液体g(基台bd)相对于平整辊100移动的移动方向相同的方向旋转的情况相比,可以更有效地平整成型液体。
接下来,随着往复台cr沿a方向(前进方向)移动,控制部40使用第一照射单元32向第一液滴d1照射照射光。结果,照射光被照射到第一液滴d1,从而使第一液滴d1固化。
接下来,随着往复台cr沿a方向(前进方向)移动,控制部40使第二喷射单元24喷射第二液滴d2并使第二液滴d2在第一液滴d1之间着落。
接下来,随着往复台cr沿a方向(前进方向)移动,控制部40使用第二照射单元34b向第二液滴d2照射照射光。结果,照射光被照射到第二液滴d2,从而使第二液滴d2固化。另外,由第二照射单元34b照射的照射光也被照射至第一液滴d1,从而使第一液滴d1进一步固化。在这种情况下的第二照射单元34b与往复台cr的沿移动方向(a方向)的上游侧的照射单元对应。
如果控制部40将往复台cr沿装置宽度方向移动至另一端侧的端部,则在基台bd的上表面bda上形成由第一液滴d1和第二液滴d2固化而获得的层lr1。
在沿装置宽度方向将往复台cr移动至另一端侧的端部之后,控制部40使往复台cr沿装置高度方向向上侧移动与层lr的厚度相对应的距离。另外,控制部40控制升降机构108,从而将平整辊100移动并固定至预定高度位置。
然后,在使往复台cr的移动方向反转并使往复台cr沿b方向(后退方向)移动的同时,通过执行用于形成用作上述第一层的层lr1的操作来形成用作第二层的层lr2。
在使往复台cr沿b方向(后退方向)移动的同时,控制部40使第二喷射单元24喷射第二液滴d2。
接下来,随着往复台cr沿b方向(后退方向)移动,控制部40使用第一照射单元32向第一液滴d1照射照射光。结果,照射光被照射到第一液滴d1,从而使第一液滴d1固化。
如图5所示,向已固化的成型液体g照射一次光。因此,成型液体g未被完全固化,而是处于半固化状态。于是,在照射光之前(成型液体被固化之前),在半固化的成型液体g的表面上出现比凹凸m1(参见图4)小的微小凹凸m2。然后,通过沿b方向(后退方向)移动并沿r方向旋转的平整辊100对照射光之后处于半固化状态下的成型液体g的表面上的微小凹凸m2进行平整。具体地说,将平整辊100按压在凹凸m2上,从而对微小凹凸m2进行均匀地平整。
在这种情况下,r方向表示这样的方向:在平整辊100与成型液体g之间的接触部分处,与成型液体g(基台bd)相对于平整辊100(往复台cr)移动的移动方向(-b方向)相同的旋转方向。因此,同平整辊100沿与成型液体g(基台bd)相对于平整辊100移动的移动方向相反的方向旋转的情况相比,可以更有效地平整成型液体g。
接下来,随着往复台cr沿b方向(后退方向)移动,控制部40使第一喷射单元22喷射第一液滴d1并使第一液滴d1在第二液滴d2之间着落。
接下来,随着往复台cr沿b方向(后退方向)移动,控制部40使用第二照射单元34a向第一液滴d1照射照射光。结果,照射光被照射到第一液滴d1,从而使第一液滴d1固化。另外,由第二照射单元34a照射的照射光也被照射至第二液滴d2。在这种情况下的第二照射单元34a与往复台cr的沿移动方向(b方向)的上游侧的照射单元对应。
然后,如图1所示,如果控制部40沿装置宽度方向将往复台cr移动至一端侧的端部,则在基台bd上形成由第一液滴d1和第二液滴d2固化而获得的层lr2。
在沿装置宽度方向将往复台cr移动至一端侧的端部之后,控制部40使往复台cr沿装置高度方向向上侧移动与层lr的厚度相对应的距离。另外,控制部40控制升降机构108,从而将平整辊100移动并固定至预定高度位置。
在使往复台cr的移动方向反转的同时,通过重复执行用于形成用作上述第一层的层lr1和用作第二层的层lr2的操作而形成第三层以及第三层之后的层lr。
另外,如果叠加了所有的层lr,则控制部40将往复台cr移动至初始位置,从而完成通过使用根据本示例性实施例的成型装置10来形成三维物体vm的操作。
在使用成型装置10完成三维物体vm的成型操作之后,将三维物体vm从成型装置10移除。此后,工人将已固化的支撑材料从三维物体vm移除,从而完成形成成型物体m。
当往复台cr以这种方式沿a方向(前进方向)移动时,平整辊100在照射光之前对成型液体g进行平整。当往复台cr沿b方向(后退方向)移动时,平整辊100在照射光之后对成型液体g进行平整。
这里,将对往复台cr具有多个平整辊100的比较例进行说明。例如,在设置有两个平整辊100(例如,当往复台cr沿前进方向移动时用于平整操作的平整辊100和当往复台cr沿后退方向移动时用于平整操作的平整辊100)的情况下,需要对两个平整辊100的高度位置进行非常精确(例如,在成型液体的层lr的10%以内)的控制。然而,对这两个平整辊100的高度位置进行非常精确的控制是很困难的。因此,如果设置两个平整辊100,则存在可能降低平整操作的执行精度的可能性。
然而,在根据本示例性实施例的成型装置10中,仅在往复台cr处布置了一个平整辊100。因此,不需要使多个平整辊100各自的高度对齐。因此,与在往复台cr处布置多个平整辊100的情况相比,进一步提高了成型液体g的平整精度。
[第二示例性实施例]
接下来,将参考附图对根据第二示例性实施例的成型装置210进行说明。与根据第一示例性实施例的部件相同的部件将采用相同的附图标记,并且将省略对这些部件的重复描述。
构造
如图6所示,根据本示例性实施例的成型装置210构造为包括基台bd、往复台cr、喷射单元222、照射单元232、平整辊100和控制部240。
根据本示例性实施例的成型装置210对层lr进行叠加,从而成型三维物体vm,其中层lr通过从喷射单元222朝向基台bd喷射液滴d并且通过使照射装置30向已着落的液滴d照射照射光而被固化。
基台
基台bd是具有沿装置宽度方向和装置深度方向形成的上表面bda的板状部件。于是,将三维物体vm成型在基台bd的上表面bda上。
往复台
用作移动单元的实例的往复台cr构造为在被驱动装置(未示出)驱动而沿导轨(未示出)移动的同时能够沿装置宽度方向在预定范围内往复移动。图6中沿a方向的移动表示前进路径和前进方向。沿b方向的移动表示后退路径和后退方向。
往复台cr是矩形框架,并且布置在基台bd的上表面bda的上方。另外,往复台cr沿装置宽度方向(往复移动方向)从一端侧(箭头b方向的外侧)到另一端侧(箭头a方向的外侧)以预定间隔布置有喷射单元222和照射单元232。
另外,平整辊100布置在照射单元232的沿b方向的外侧。
因此,采用这样的构造:如果往复台相对于基台bd往复且相对地移动,则喷射单元222、照射单元232和平整辊100也相对于基台bd往复且相对地移动。
另外,在成型装置210不执行成型操作的期间,即在成型操作完成之后且在成型操作开始之前的期间,通过由控制部240控制的往复台cr的驱动装置将往复台cr布置在初始位置。
这里,初始位置表示在成型装置210中沿装置宽度方向的一端侧的端部且沿装置高度方向的下侧的端部的位置。在将往复台cr布置在初始位置的状态下,布置在往复台cr处的喷射单元222、照射单元232和平整辊100与基台bd的上表面bda分离。
喷射单元
喷射单元222由控制部240控制,并在与往复台cr一起相对于基台bd移动的同时从喷射单元222的喷射表面223朝向基台bd喷射液滴d。喷射单元222包括第一喷头222a和第二喷头222b。第一喷头222a喷射构造为包括成型材料的液滴d。另外,第二喷头222b喷射构造为包括支撑材料的液滴d。
根据本示例性实施例的成型材料和支撑材料构造为包括光可固化树脂(作为本示例性实施例的实例的紫外线可固化树脂)。
如果照射预定光量(或与该光量对应的照度)的照射光,则用作根据本示例性实施例的成型材料和支撑材料的成型液体g(液滴d)被固化到这样的程度:即使成型液体g与未经照射光照射的成型液体g(液滴d)接触,成型液体g也不能从着落位置移动。此外,如果照射与预定光量对应的总光量,则用作根据本示例性实施例的成型材料和支撑材料的成型液体g(液滴d)被固化到这样的程度:成型液体g构成层lr。
这里,成型材料是指构成使用成型装置210成型的成型物体m的材料。另外,支撑材料是指这样的材料:在成型成型物体m的过程中,尽管在需要时与成型材料一起构造三维物体vm,但却不构成成型物体m。
根据本示例性实施例,成型装置210形成三维物体vm,并且可从成型装置210移除三维物体vm。然后,工人将支撑材料从三维物体vm移除,从而获得所需的三维物体vm。
第一喷头222a和第二喷头222b与根据第一示例性实施例的第一喷头22a和第二喷头22b除喷嘴n(参见图2)的喷嘴间距外具有相同的构造,因此,将省略其详细描述。
照射单元
照射单元232具有以下功能:在与往复台cr一起沿装置宽度方向相对于基台bd移动的同时,向已着落的液滴d(成型液体g)照射照射光(例如,紫外线);以及使液滴d(成型液体g)固化。照射单元232与根据第一示例性实施例的第一照射单元32具有相同的构造,因此,将省略其详细描述。
平整辊
用作平整单元的实例的一个平整辊100在往复台cr中被布置于照射单元232的沿b方向的外侧的一个位置。平整辊100与根据第一示例性实施例的平整辊100具有相同的构造。
另外,如图7所示,平整辊100布置在往复台cr(参见图6)处并被由控制部240(参见图6)控制的旋转机构202驱动而沿q方向旋转。
另外,平整辊100被布置在往复台cr(参见图6)处并由控制部240(参见图6)控制的升降机构208移动并固定至预定高度位置。
未设置刮刀104(参见图3)和对刮刀104去除的成型液体进行回收的回收机构106(参见图3)。
控制部
图6所示的控制部240具有控制成型装置210的各个单元的功能。具体地说,根据从外部装置(未示出)接收的数据,控制部240将包括在该数据中的三维物体vm的数据转换为用于形成各个层lr的层数据,在各个层lr中,使用与高度方向垂直的横截面以预定厚度对三维物体进行划分。根据层数据,控制部240对构成成型装置210的各个单元进行控制。
在下文中,将对成型三维物体vm的控制进行详细说明。将在后文中对平整辊100的功能进行说明,而不在此处进行说明。
在控制部240使往复台cr沿a方向(前进方向)移动的情况下,由控制部240控制的喷射单元222根据层数据朝向基台bd喷射液滴d。
由控制部240控制的照射单元232向由喷射单元222喷射并已着落的液滴d照射照射光,从而使液滴d固化。
如上文所述,控制部240控制上述各个单元。当使往复台cr相对于基台bd沿a方向(前进方向)移动时,控制部240形成由液滴d固化而获得的层lr,并且通过对各个层lr进行叠加而形成三维物体vm。
操作
接下来,将对使用根据本示例性实施例的成型装置210成型三维物体vm的过程进行说明,并且将对本示例性实施例中的操作进行说明。
首先,如果控制部240从外部装置接收数据,则控制部240将包括在上述数据中的三维物体vm的数据转换为用于形成各个层lr的层数据。另外,控制部240控制升降机构208,从而将平整辊100移动并固定至预定高度位置。
接下来,控制部240在使驱动源沿a方向(前进方向)移动布置在初始位置的往复台cr的同时使喷射单元222喷射液滴d。
接下来,随着往复台cr沿a方向(前进方向)移动,控制部240使用照射单元232向液滴d照射照射光。结果,照射光被照射到液滴d,从而使液滴d固化。
向已固化的成型液体g照射一次光。因此,成型液体g未被完全固化,而是处于半固化状态。在半固化的成型液体g的表面上出现微小的凹凸m2。然后,通过沿a方向(前进方向)移动并沿q方向旋转的平整辊100对照射光之后处于半固化状态下的成型液体g的表面上的微小凹凸m2进行平整。具体地说,将平整辊100按压在凹凸m2上,从而对微小凹凸m2进行均匀地平整。
在这种情况下,r方向表示这样的方向:在平整辊100与成型液体g之间的接触部分处,与成型液体g(基台bd)相对于平整辊100(往复台cr)移动的移动方向(-a方向)相同的旋转方向。因此,同平整辊100沿与成型液体g(基台bd)相对于平整辊100移动的移动方向相反的方向旋转的情况相比,可以更有效地平整成型液体g。
这里,在往复台cr中设置有多个平整辊100的情况下,对这两个平整辊100的高度位置进行非常精确的控制是很困难的。结果,如果设置两个平整辊100,则存在可能降低平整操作的执行精度的可能性。
然而,在根据本示例性实施例的成型装置210中,仅在往复台cr处布置了一个平整辊100。因此,不需要使多个平整辊100各自的高度对齐。因此,与在往复台cr处布置多个平整辊100的情况相比,进一步提高了成型液体g的平整精度。
其它
本发明不限于上述实施例。
例如,根据上述第一示例性实施例,在沿a方向(前进路径)移动期间,平整辊100在光照射之前对成型液体g进行平整。在沿b方向(后退方向)移动期间,平整辊100在光照射之后对成型液体g进行平整。然而,平整辊100也可以执行以下平整中的任一者:在沿a方向(前进路径)移动期间,在光照射之前对成型液体g进行平整;以及在沿b方向(后退路径)移动期间,在光照射之后对成型液体g进行平整。在这种情况下,当平整辊100不执行平整操作时,将平整辊退回到上侧,以便不与成型液体g接触。
另外,根据上述第一示例性实施例,平整辊100沿r方向旋转,但该构造不限于此。平整辊100也可以沿与r方向相反的方向旋转。
另外,根据上述第一示例性实施例,按第二照射单元34a、第一喷射单元22、平整辊100、第一照射单元32、第二喷射单元24和第二照射单元34b的顺序平行地布置这些部件,但该布置不限于此。
平整辊100可以布置在第二照射单元34a与第一喷射单元22之间。在这种情况下,当平整辊100沿b方向移动时,在光被照射到从第一喷射单元22喷射的第一液滴d1之前,平整辊100对成型液体g进行平整。
作为选择,平整辊100可以布置在第一照射单元32与第二喷射单元24之间。在这种情况下,平整辊100可以执行以下平整中的任一者:在沿a方向(前进路径)移动期间,在光照射至从第一喷射单元22喷射的第一液滴d1之前,对成型液体g进行平整;以及在沿b方向(后退路径)移动期间,在光照射至从第二喷射单元24喷射的第二液滴d2之后对成型液体g进行平整。
作为选择,平整辊100可以布置在第二喷射单元24与第二照射单元34b之间。在这种情况下,在沿a方向移动期间,在光照射至从第二喷射单元24喷射的第二液滴d2之前,平整辊100对成型液体g进行平整。
作为选择,平整辊100可以布置在第二照射单元34a和第二照射单元34b中的任一者的外侧。在这种情况下,在沿b方向移动期间,在光照射至从第一喷射单元22喷射的第一液滴d1之后,平整辊100对成型液体g进行平整,或者在沿a方向移动期间,在光照射至从第二喷射单元24喷射的第二液滴d2之后,平整辊100对成型液体g进行平整。
作为选择,可以采用没有第二喷射单元24的构造。即,一个平整辊100可以布置在具有第一喷射单元22、第一照射单元32和第二照射单元34的往复台cr处。
简而言之,根据第一示例性实施例,用于平整已着落的成型液体的至少一个平整辊100可以布置在至少具有以下部件的移动单元处:喷射单元;第一照射单元32,其照射照射光,从而在喷射单元沿前进方向移动的同时使排出并已着落的成型液体固化;以及第二照射单元34,其照射照射光,从而在喷射单元沿后退方向移动的同时使排出并已着落的成型液体固化。于是,平整辊100可以构造为执行以下平整中的至少任一者:在光照射之前对成型液体进行平整;以及在光照射之后对成型液体进行平整。
另外,根据上述第二实施例,采用按喷射单元222、照射单元232和平整辊100的顺序平行地布置这些部件的构造,但该布置不限于此。可以采用这种构造:将在照射照射光之后用于对成型液体进行平整的一个平整辊布置在具有一个或多个喷射单元和一个或多个照射单元的移动单元处。
另外,根据上述第一示例性实施例和第二示例性实施例,平整辊100对成型液体进行平整,但该构造不限于此。除平整辊100以外的平整单元也可以对成型液体进行平整。例如,刮板可以对成型液体进行平整。
另外,作为图像形成装置的构造,可以采用各种构造而不限于上述示例性实施例的构造。
此外,当然,可以在不背离本发明的要旨的范围以内采用各种实施例。