立体物造形方法

文档序号:1248856 发布日期:2020-08-21 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 立体物造形方法 (Method for forming three-dimensional object ) 是由 八角邦夫 于 2020-02-12 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能够在立体物的内部较容易地形成空洞的立体物造形方法。立体物造形方法是通过在作业面层叠墨层来形成层叠体的立体物造形方法,该立体物造形方法包括:空隙部形成工序,在作业面上或者在形成于作业面的墨层的最上层的包围预定区域的范围层叠墨层,从而形成由墨包围的空隙部;和悬垂部形成工序,对于要包含空隙部的墨层层叠新的墨层的情况,在面向空隙部的墨上配置新的墨时,通过设为使墨的一部分以空隙部的外形形状不崩溃的范围的层叠角度向空隙部的内侧突出了的状态,从而形成随着朝向上方而自空隙部的外周侧向内侧伸出且包围空隙部的悬垂部。(The invention provides a three-dimensional object forming method capable of easily forming a cavity in the three-dimensional object. The three-dimensional object forming method is a three-dimensional object forming method for forming a laminated body by laminating an ink layer on a working surface, and the three-dimensional object forming method comprises the following steps: a void portion forming step of forming a void portion surrounded by ink by stacking ink layers on the working surface or in a region surrounding a predetermined region of the uppermost layer of the ink layers formed on the working surface; and an overhanging portion forming step of forming, when a new ink layer is stacked on an ink layer to include the void portion, an overhanging portion that protrudes from an outer peripheral side of the void portion toward an inner side and surrounds the void portion as it goes upward by providing a state in which a part of the ink protrudes toward the inner side of the void portion at a stacking angle within a range in which an outer shape of the void portion does not collapse when the new ink is disposed on the ink facing the void portion.)

立体物造形方法

技术区域

本发明涉及一种立体物造形方法。

背景技术

以往,对于利用三维打印机层叠造形材料来造形的立体物,为了谋求例如轻量化、材料费的削减等目的,已知一种在立体物的内部形成空洞的技术(例如,参照专利文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-071154号公报

专利文献2:日本特开2017-217889号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而,在专利文献1、专利文献2中公开的方法是如下这样的:在层叠体形成凹部,利用盖构件或者固形物堵塞凹部后,在盖构件或者固形物上层叠新的墨层,以在立体物设置内部空洞。在该情况下,若例如盖构件或者固形物倾斜地进行堵塞,则会与喷出墨的喷头相干涉,因此难以形成具有空洞的立体物,还会成为故障的原因。因此,利用盖构件或者固形物堵塞凹部的工序无论是自动还是手动都要求严密的精确性。

本发明是鉴于上述的情况而做成的,其目的在于提供一种能够较容易地形成包围空隙部的悬垂部的立体物造形方法。

用于解决问题的方案

本发明的立体物造形方法是通过在作业面层叠墨层来形成层叠体的立体物造形方法,该立体物造形方法包括:空隙部形成工序,在所述作业面上或者在形成于所述作业面的所述墨层的最上层的包围预定区域的范围层叠所述墨层,从而形成由所述墨包围的空隙部;以及悬垂部形成工序,对于要在包含所述空隙部的所述墨层层叠新的所述墨层的情况,在面向所述空隙部的所述墨上配置新的所述墨时,通过设为使所述墨的一部分以所述空隙部的外形形状不崩溃的范围的层叠角度向所述空隙部的内侧突出了的状态,从而形成随着朝向上方而自所述空隙部的外周侧向内侧伸出且包围所述空隙部的悬垂部。

采用本发明,能够在墨层的一部分形成空隙部,并自空隙部的外周侧以空隙部的外形形状不崩溃的范围的层叠角度向内侧形成悬垂部。由此,能够较容易地形成包围空隙部的悬垂部。

另外,在上述的立体物造形方法中,该立体物造形方法还包括:空洞部形成工序,通过在所述悬垂部上配置所述墨来堵塞所述空隙部,从而形成空洞部。由此,能够在立体物的内部较容易地形成空洞部。并且,与在立体物的内部设置凹部并利用盖构件或者固形物进行堵塞来形成空洞部的方法相比,无需盖构件或者固形物,空洞部的配置、容积等的设计的自由度得到提高。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,所述悬垂部形成工序包括:在一部分向所述空隙部的内侧突出了的状态的所述墨上重叠配置多层所述墨。由此,作业面与悬垂部的内侧的壁面形成的角度变大,因此能够使悬垂部的形状不会崩溃,而较为稳定。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,在所述悬垂部形成工序中,以使所述作业面与所述悬垂部的内侧的壁面形成的角度为60°以上且90°以下的层数来重叠所述墨。由此,能够使作业面与悬垂部的内侧的壁面形成的角度足够大,因此能够使悬垂部的形状不会崩溃,而较为稳定。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,所述墨在俯视时呈矩阵状地以预定的间距滴下,在所述悬垂部形成工序中,使所述墨的滴下位置向所述空隙部的内侧偏移1个间距地滴下所述墨,从而形成所述墨的一部分向所述空隙部的内侧突出的状态。由此,能够较容易地实现使墨的一部分向空隙部的内侧突出了的状态。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,所述空隙部形成工序包括:在包围所述预定区域的范围重叠多层所述墨层。由此,能够使空洞部在上下形成得较宽。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,所述空隙部形成工序包括:以扩宽所述空隙部的方式重叠所述墨层。由此,能够使空洞部在平面方向上形成得较宽。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,在所述空隙部形成工序中,形成多个所述空隙部,在所述悬垂部形成工序和所述空洞部形成工序中的至少一者中,将多个所述空隙部之间的部分形成为利用所述墨形成的增强部。由此,能够确保在立体物的内部具有多个空洞部的立体物的强度。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,所述层叠体包括由造形材料形成的层叠体和用于支承所述造形材料的由支承材料形成的层叠体中的至少一者。由此,能够节约造形材料和支承材料。

发明的效果

采用本发明,能够提供一种可在立体物的内部较容易地形成空洞的立体物造形方法。

附图说明

图1是表示本实施方式的立体物制造方法所使用的立体物造形装置的示意图。

图2是从墨滴的喷出面侧观察喷出单元的说明图。

图3是表示控制部的一例的功能框图。

图4是表示通过实施方式的立体物制造方法制造的立体物的截面结构的一例的图。

图5是表示空洞部的一例的剖视图。

图6是表示空洞部的一例的立体图。

图7是表示空洞部的另一例的立体图。

图8是表示空洞部的另一例的剖视图。

图9是表示空洞部的另一例的剖视图。

图10是表示空洞部的另一例的剖视图。

图11是表示空洞部的一例的立体图。

图12是表示在造形部内配置有多个空洞部的情况的一例的图。

图13是图12的ZX剖视图。

图14是表示本实施方式的立体物制造方法的一例的流程图。

图15是表示立体物制造方法的制造过程的图。

图16是表示墨的形状的一例的图。

图17是表示利用假想墨滴形成悬垂部的情况的一例的图。

图18是表示在三维数据附加空洞数据的处理的一例的流程图。

图19是表示编辑空洞数据的情况的处理的一例的流程图。

附图标记说明

F1、底面;F2、垂直面;F3、悬垂面;F4、外侧倾斜面;R0、最上层;R1、R2、Rn、层;S10、空隙部形成工序;S20、悬垂部形成工程;S30、空洞部形成工序;AR、区域;Pv、间距;10、立体物造形装置;12、喷出单元;14、主扫描驱动部;16、造形台;16a、作业面;18、控制部;22、滑架;24、导轨;32c、32k、32m、32y、彩色墨用喷头;34、造形材料用喷头;36、白墨用喷头;38、透明墨用喷头;40、支承材料用喷头;44、紫外线光源;50、平坦化辊单元;51、辊部;52、剩余造形材料回收机构;60、立体物;61、造形部;61H、悬垂部;61P、增强部;62、支承部;63、63A、63B、63C、63D、空洞部;64、造形内空洞部;65、支承物内空洞部;66、空隙部、70、墨滴;71、假想墨滴;181、三维数据输入部;182、三维数据输出部;183、输入操作部;184、处理部;185、运算部;186、选择部;187、空洞数据生成变更部;188、存储部;189、显示部

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的立体物造形方法的实施方式进行说明。其中,该实施方式并不用于限定本发明。并且,下述实施方式的构成要素包括本领域技术人员能够并且容易置换的要素或者实质上等同的要素。

图1是表示本实施方式的立体物制造方法所使用的立体物造形装置10的示意图。图1所示的立体物造形装置10是利用层叠造形法对立体物5造形的三维打印机。在该情况下,层叠造形法是指例如重叠多层来对立体物5造形的方法。立体物5是指例如三维构造物。立体物造形装置10所执行的立体物造形方法也可以是例如根据三维构造物的形状信息和彩色图像信息来对三维构造物造形的彩色造形方法。

另外,除以下说明的方面之外,立体物造形装置10具有与公知的立体物造形装置相同或者相似的结构为佳。另外,立体物造形装置10是例如变更作为公知的向平面的打印装置的喷墨打印机的结构的一部分而得到的装置为佳。例如,立体物造形装置10是变更使用紫外线固化型墨(UV墨)的喷墨打印机的一部分而得到的装置为佳。

本实施方式的立体物造形装置10包括:喷出单元12、主扫描驱动部14、作为载置立体物5的载置台的造形台16、以及控制部18。喷出单元12是喷出要成为立体物5的材料的液滴的部分,喷出会根据预定的条件固化的树脂,即固化性树脂的液滴等,并使该液滴固化,从而形成构成立体物5的各层。更具体而言,喷出单元12例如重复进行多次层形成动作和固化动作,该层形成动作根据控制部18的指示喷出液滴从而形成固化性树脂层,该固化动作使利用层形成动作形成了的固化性树脂层固化。喷出单元12重复进行这些动作,从而重叠多层固化了的固化性树脂层来形成。

另外,对于本实施方式的立体物造形装置10,喷出单元12通过喷出彩色的紫外线固化型墨的墨滴,从而对立体物5的表面或者内部进行着色,并对着色了的立体物5造形。另外,如图1所示,喷出单元12在进行立体物5的造形时在立体物5的周围形成支承物6。支承物6是用于支承造形中的立体物5的层叠构造物(支承层),立体物5的造形完成后,利用水等溶解而去除。

主扫描驱动部14是使喷出单元12进行主扫描动作的驱动部。其中,在本实施方式中,使喷出单元12进行主扫描动作是指例如使喷出单元12所具有的喷墨头进行主扫描动作。另外,主扫描动作是指例如一边向预先设定好的主扫描方向(图中的Y方向)移动一边喷出墨滴的动作。

主扫描驱动部14具有滑架22和导轨24。其中,滑架22是与造形台16相对并保持喷出单元12的保持部。即,滑架22以自喷出单元12喷出的墨滴的喷出方向成为朝向造形台16的方向的方式保持喷出单元12。在主扫描动作时,滑架22以保持喷出单元12的状态沿着导轨24移动。导轨24是引导滑架22的移动的轨道构件,在主扫描动作时,根据控制部18的指示来使滑架22移动。

其中,主扫描动作时的喷出单元12的移动是相对于立体物5的相对移动为佳。因此,在立体物造形装置10的结构的变形例中,例如也可以是,使喷出单元12的位置固定,而使造形台16移动,从而移动立体物5这一侧。

造形台16是在作为上表面的作业面16a载置造形中的立体物5的载置台。该造形台16具有使作业面16a沿上下方向(图中的Z方向)移动的功能,根据控制部18的指示,与立体物5的造形的进行相配合地使作业面16a移动。由此,能够适当地调整造形中途的立体物5的被造形面与喷出单元12之间的距离(间隙)。其中,该情况下的立体物5的被造形面是指要利用喷出单元12形成接下来的层的面。另外,使造形台16相对于喷出单元12上下移动的沿Z方向的扫描也可以通过沿Z方向移动喷出单元12这一侧来进行。

控制部18是控制立体物造形装置10的各部的装置,该控制部18具有作为执行各种处理的控制器发挥作用的CPU(CentralProcessingUnit:中央处理器)、作为存储各种信息的存储器发挥作用的RAM(RandomAccessMemory:随机存取存储器)和ROM(ReadOnlyMemory:只读存储器)等。控制部18基于要造形的立体物5的形状信息、彩色图像信息等控制立体物造形装置10的各部,从而进行用于对立体物5造形的动作的控制。

其中,立体物造形装置10还包括立体物5的造形、着色等所需的各种结构为佳。例如,立体物造形装置10也可以包括使喷出单元12进行副扫描动作的副扫描驱动部等。在该情况下,副扫描动作是指例如相对于造形中的立体物5沿与主扫描方向正交的副扫描方向(图中的X方向)相对地移动喷出单元12的喷墨头的动作。对于副扫描驱动部,例如在对副扫描方向上的长度长于喷出单元12的喷墨头的造形宽度的立体物5造形的情况等下,根据需要使喷出单元12进行副扫描动作。更具体而言,副扫描驱动部也可以是沿副扫描方向移动造形台16的驱动部,或者也可以是使导轨24沿副扫描方向与保持喷出单元12的滑架22一起移动的驱动部。

图2是从墨滴的喷出面侧观察喷出单元的说明图。喷出单元12具有多个彩色墨用喷头32y、32m、32c、32k(以下,记为多个彩色墨用喷头32y~32k)、白墨用喷头36、透明墨用喷头38、造形材料用喷头34、支承材料用喷头40、多个紫外线光源44以及平坦化辊单元50。

彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38以及造形材料用喷头34是作为以喷墨方式喷出固化性树脂的液滴的喷出部件的喷头。这些彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38以及造形材料用喷头34是喷出紫外线固化型墨的墨滴的喷墨头,其副扫描方向(X方向)上的位置一致,而沿主扫描方向(Y方向)并排配置。

彩色墨用喷头32y~32k是分别喷出彼此不同色的彩色墨的墨滴的喷墨头。该彩色墨用喷头32y~32k能够喷出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)各色的紫外线固化型墨的墨滴。另外,白墨用喷头36是喷出白色(W)的紫外线固化型墨的墨滴的喷墨头。

另外,造形材料用喷头34是喷出用作造形材料的紫外线固化型墨的墨滴的喷墨头,该造形材料具有流动性,且用于形成立体物。该造形材料用喷头34能够喷出预定色的造形用墨(MO)的墨滴。作为造形用墨,也可以使用例如白色的墨或者透明墨等。

另外,透明墨用喷头38是喷出紫外线固化型的透明墨的墨滴的喷墨头。该透明墨是指透明(T)的墨。该透明墨是含有紫外线固化型的树脂且不含着色剂的墨。

另外,支承材料用喷头40是喷出含有支承物6(参照图1)的材料(S)的墨滴的喷墨头。该情况下的支承物6的材料是紫外线固化型墨,并且优选使用在立体物5的造形后能够利用水溶解的水溶性的材料。其中,作为支承物6的材料,也可以适当地使用支承物6用的公知的材料。另外,支承材料用喷头40与彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38以及造形材料用喷头34在副扫描方向上的位置一致,而沿主扫描方向并排地配置。

其中,作为彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38、造形材料用喷头34以及支承材料用喷头40,能够适当地使用例如公知的喷墨头。这些喷墨头在与造形台16(参照图1)相对的面具有多个喷嘴沿副扫描方向排列的喷嘴列。在该情况下,各喷墨头的喷嘴列的排列方向相同并且彼此平行。并且,在主扫描动作时,一边向与喷嘴排列的方向正交的主扫描方向移动,一边分别向Z方向喷出墨滴。

多个紫外线光源44是使紫外线固化型墨固化的紫外线的光源,能够使用紫外线LED(LightEmittingDiode:发光二极管)、金属卤化物灯、汞灯等。多个紫外线光源44以它们之间夹着彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38、造形材料用喷头34以及支承材料用喷头40的方式分别配置于喷出单元12的主扫描方向上的一端侧和另一端侧。对于本实施方式1的立体物造形装置10,作为紫外线光源44,设有UV1和UV2,UV1配置于喷出单元12的主扫描方向(Y方向)上的左端侧,在喷出单元12相对于造形台16相对地向右方向进行主扫描时点灯。UV2配置于喷出单元12的主扫描方向(Y方向)上的右端侧,在喷出单元12相对于造形台16相对地向左方向进行主扫描时点灯。其中,根据墨基于紫外线的固化敏感度,也可以存在UV1和UV2这两者同时点灯的情况,另外,也可以仅具有UV1和UV2中的任一者,而没有另一者。

平坦化辊单元50是用于使在立体物5的造形中形成的紫外线固化型墨层平坦化并使层的厚度一定的结构。平坦化辊单元50配置于彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38、造形材料用喷头34以及支承材料用喷头40的列与配置于喷出单元12的另一端侧的作为紫外线光源44的UV2之间。由此,平坦化辊单元50与彩色墨用喷头32y~32k、白墨用喷头36、透明墨用喷头38、造形材料用喷头34以及支承材料用喷头40的列在副扫描方向上的位置一致,而沿主扫描方向并排配置。该平坦化辊单元50以能够相对于喷出单元12沿上下方向移动的方式设于喷出单元12,以向下方移动了的状态与墨层接触,而使层的厚度一定。平坦化辊单元50具有:辊部51,其向顺时针方向旋转,以使得与滑架22一起向主扫描方向(图中的左方向)移动,而刮除能够流动的状态的造形材料中的剩余造形材料;和剩余造形材料回收机构52,其回收由辊部51刮除的剩余造形材料(参照图1)。

图3是表示控制部18的一例的功能框图。在本实施方式中,利用控制部18的控制,除上述的立体物5之外,还能够制造例如后述的具有造形部61、支承部62以及空洞部63的立体物60(参照图4)。如图3所示,制御部18具有:三维数据输入部181、三维数据输出部182、输入操作部183、处理部184、运算部185、选择部186、空洞数据生成变更部187、存储部188以及显示部189。

三维数据输入部181用于输入来自服务器、个人计算机等未图示的输入源的三维数据。向三维数据输入部181输入的三维数据不包括与空洞部63的位置、各参数(尺寸、容积等)相关的空洞数据。三维数据输出部182用于输出经处理部184处理了的三维数据。自三维数据输出部182输出的三维数据存在包括空洞数据的情况。输入操作部183能够使用例如操作按钮、鼠标、键盘等输入装置输入预定的操作数据。

处理部184生成在自三维数据输入部181输入的三维数据中附加与空洞部63的位置、各参数等相关的空洞数据而得到的附加数据。处理部184将生成了的附加数据向三维数据输出部182输出。

运算部185对能够在三维数据中附加空洞数据的可附加区域的形状、尺寸、体积等各参数进行运算。选择部186基于由运算部185运算出的可附加区域的各参数而从存储于存储部188的空洞的图案中选择要附加于三维数据的空洞数据。

空洞数据生成变更部187基于来自例如输入操作部183的输入结果而生成新的存储于存储部188的空洞数据。并且,空洞数据生成变更部187基于来自例如输入操作部183的输入结果而对存储于存储部188的空洞数据的各参数进行编辑。

在存储部188存储多个空洞数据。例如,在存储部188存储预先设定的标准空洞数据和新生成的不标准空洞数据。

显示部189使用例如液晶显示器等显示装置。显示部189能够显示自处理部184输出的数据。例如,显示部189能够显示由处理部184生成了的三维数据或者附加数据。

接着,对使用了立体物造形装置10的实施方式的立体物制造方法进行说明。图4是表示利用实施方式的立体物制造方法制造的立体物60的截面结构的一例的图。在本实施方式中,立体物60是例如鸟的三维形状,但并不限定于此,也可以是以人物、车、建筑物、饮品食品等为模型的三维形状等。

如图4所示,立体物60具有:造形部61、支承部62以及空洞部63。造形部61利用造形材料形成例如鸟的三维形状。造形部61的表面的例如鸟的外观的颜色也可以利用彩色墨形成。支承部62由支承材料形成。空洞部63包括造形内空洞部64和支承物内空洞部65。造形内空洞部64是形成于造形部61的内部的空洞部。支承物内空洞部65是形成于支承部62的内部的空洞部。以下,在不区分造形内空洞部64和支承物内空洞部65的情况下表述为“空洞部”。

图5是表示空洞部63的一例的剖视图。图5所示的空洞部63A具有底面F1、垂直面F2和悬垂面F3。底面F1是例如与作业面16a平行的平面。垂直面F2是例如与作业面16a以及底面F1垂直的平面。垂直面F2配置于图5的左右方向上的两端。

悬垂面F3由造形部61的悬垂部61H形成。悬垂部61H是造形部61中的、随着朝向上方而向空洞部63A的内侧伸出的部分。悬垂部61H的内侧的壁面是悬垂面F3。悬垂面F3是例如相对于与作业面16a平行的平面向空洞部63A的内侧倾斜了角度θ的平面。角度θ优选例如60°以上且90°以下。其中,悬垂面F3不限定于平面,也可以包含曲面。在该情况下,曲面的切面同与作业面16a平行的平面之间的角度优选60°以上且90°以下。

图6是表示空洞部63A的一例的立体图。如图6所示,图5所示的空洞部63A能够视为这样的结构:具有例如F1、F2、F3这5个面和五边形的未悬垂的垂直(ZY面)的两个面。另外,图7是表示空洞部63A的另一例的立体图。例如如图7所示,空洞部63A也能够视为在上端具有悬垂的圆锥的圆柱状的截面结构。该情况的悬垂的角度θ也优选60°以上且90°以下。

图8是表示空洞部63的另一例的剖视图。图8所示的空洞部63B具有底面F1和悬垂面F3。空洞部63B是相对于空洞部63A而言未设置垂直面F2的结构。该情况的悬垂的角度θ也优选60°以上且90°以下。

图9是表示空洞部63的另一例的剖视图。图9所示的空洞部63C具有底面F1、垂直面F2和悬垂面F3。空洞部63C的底面F1也可以不是与作业面16a平行的平面,而是沿着造形部61的外形弯曲或者弯折而成的形状。该情况的悬垂面F3的角度θ也优选60°以上且90°以下。

图10是表示空洞部63的另一例的剖视图。图10所示的空洞部63D具有外侧倾斜面F4和悬垂面F3。该情况的悬垂面F3的角度θ也优选60°以上且90°以下。外侧倾斜面F4是随着自空洞部63D的下端朝向上方而向空洞部63D的外侧倾斜而成的平面。其中,外侧倾斜面F4不限定于平面,也可以是包含曲面的结构。图11是表示空洞部63D的一例的立体图。

图12是表示在造形部61内配置有多个空洞部63D的情况的一例的图。图13是图12的ZX剖视图。另外,图12是图13的ZY剖视图。如图12和图13所示,空洞部63D以在相邻的空洞部63D之间一者的悬垂面F3与另一者的外侧倾斜面F4相对的方式配置。

在造形部61的多个空洞部63D的周围形成有增强部61P。增强部61P在相邻的空洞部63D之间且是一者的悬垂面F3与另一者的外侧倾斜面F4之间的部分形成为板状。并且,在例如图12所示的例子中,增强部61P在空洞部63D的截面形状的角部之间的部分形成为例如梁状。如此,梁状的增强部61P和板状的增强部61P形成于多个空洞部63D之间。其中,形成于一者的悬垂面F3和另一者的外侧倾斜面F4之间的板状的增强部61P也是构成悬垂部61H的部分。增强部61P的形状不限定于板状或者梁状,也可以是其他的形状。另外,对于在支承部62内配置空洞部63的情况,也能够进行同样的说明。

接着,对用于制造上述的立体物60的具体的方法进行说明。图14是表示本实施方式的立体物制造方法的一例的流程图。图15是表示立体物制造方法的制造过程的图。如图14所示,本实施方式的立体物造形方法具有空隙部形成工序(步骤S10)、悬垂部形成工序(步骤S20)和空洞部形成工序(步骤S30)。

在空隙部形成工序S10中,如图15的(A)所示,在作业面16a上或者在形成于作业面16a的墨的最上层R0的包围预定区域AR的范围层叠墨层R1,从而形成由墨包围了的空隙部66。在空隙部形成工序S10中,也可以是,在包围预定区域AR的范围沿垂直(Z)方向重叠多层墨层。在该情况下,能够使空洞部63在上下形成得较宽。另外,在空隙部形成工序S10中,也可以是,以随着朝向上方而扩宽空隙部66的方式沿垂直(Z)方向重叠墨层。在该情况下,能够使空洞部63在平面方向上形成得较宽。

在悬垂部形成工序S20中,如图15的(B)所示,对于要在包含空隙部66的墨层R1层叠新的墨层R2的情况,在面向空隙部66的墨上配置新的墨时,通过设为使墨的一部分向空隙部66的内侧突出了的状态,从而形成随着朝向上方而自空隙部66的外周侧向内侧伸出的悬垂部61H。

也可以是,悬垂部形成工序S20包括:在一部分向空隙部66的内侧突出了的状态的墨上重叠配置多层墨。由此,作业面16a与悬垂面F3形成的角度变大,因此能够使悬垂部61H的形状稳定。

另外,在悬垂部形成工序S20中,以使作业面16a与悬垂面F3形成的角度θ为60°以上且90°以下的层数来重叠墨。由此,能够使角度θ足够大,因此能够使悬垂部61H的形状稳定。

另外,墨在俯视时呈矩阵状地以预定的间距Pv滴下,在悬垂部形成工序S20中,使墨的滴下位置向空隙部66的内侧偏移1个间距地滴下墨,从而形成使墨的一部分向空隙部66的内侧突出了的状态。由此,能够较容易地实现墨的一部分向空隙部66的内侧突出了的状态。

图16是表示墨的形状的一例的图。如图16所示,自例如喷出单元12喷出于例如平面上的墨滴70在俯视时形成为圆形。另外,如侧视时所示的那样,该墨滴70形成为随着自墨滴70的外周部分朝向中央部分去而向上方隆起的形状。

这样的墨滴70能够设定为例如俯视时呈正方形的假想墨滴71。也就是说,假想墨滴71在将由喷出单元12喷出的墨滴70的间距,即分辨率的倒数记作Pv时,能够设定为一边是长度V的正方形的墨滴,该长度V满足

V=3Pv。

在例如以600dpi的分辨率喷出墨滴70的喷出单元12的情况下,

Pv=(1英寸/600点)=42μm,

V=126μm。

并且,在该情况下,假想墨滴71的厚度t能够为墨滴70的体积除以假想墨滴71的正方形的面积的值。在本实施方式中,能够为例如

t=18μm。

图17是表示由假想墨滴71形成悬垂部61H的情况的一例的图。在本实施方式中,对于形成悬垂部61H的情况,以使墨向空隙部66侧突出1个间距的方式配置墨。在将与作业面16a平行的平面和悬垂面F3的角度θ设为60°以上的情况下,如图17所示,在向空隙部66侧突出了的墨上重叠新的墨来层叠。在将重叠墨的层数记作N(其中,N是自然数)时,能够表示为

tanθ=N·t/Pv。

在本实施方式中,在例如Pv=42μm、t=18μm的情况下,在N=4层时θ≈60°。因此,在N≥4的情况,即层叠了4层以上的墨的状态下,以使新的墨向空隙部66侧突出1个间距的方式配置该新的墨,通过重复这样的动作,能够形成具有θ为大致60°以上的悬垂面F3的悬垂部61H。其中,自然数N的值不限定于4以上,能够根据例如间距Pv、假想墨滴71的一边的长度V、厚度t各值适当地设定。

通过重复进行悬垂部形成工序S20,空隙部66的上部的面积渐渐地变小。在此,进行空洞部形成工序S30。在空洞部形成工序S30中,如图15的(C)所示,在悬垂部61H上配置墨层Rn来堵塞空隙部66的上部。在空洞部63形成后,形成造形部61直到获得立体物60的外廓为止。

也可以是,在上述的空隙部形成工序S10中,先形成多个空隙部66,在悬垂部形成工序S20和空洞部形成工序S30中的至少一者中,将多个空隙部66之间的部分形成为利用墨形成的增强部61P。由此,能够在立体物60的内部高效地形成多个空洞部63,并且确保立体物60的强度。

另外,在上述的立体物造形方法中,作为立体物60,能够在由造形材料形成的层叠体即造形部61和由支承材料形成的层叠体即支承部62中的至少一者的内部形成空洞部63。由此,能够节约造形材料和支承材料。

接着,对生成用于造形立体物60的三维数据(附加数据)的处理进行说明。图18是表示在三维数据中附加空洞数据的处理的一例的流程图。如图18所示,在向三维数据输入部181输入了三维数据的情况(步骤S101)下,处理部184进行是否附加空洞数据的判断(步骤S102)。在步骤S102中,处理部184使引导画面显示于显示部189,该引导画面以是否向输入操作部183输入附加空洞数据的方式进行引导。之后,处理部184基于输入操作部183的输入内容来进行是否附加空洞数据的判断。

在附加空洞数据的情况(步骤S102的是)下,分别判断是否向三维数据中的对应于造形部61的数据中附加空洞数据(步骤S103),并且是否向三维数据中的对应于支承部62的数据中附加空洞数据(步骤S104)。在步骤S103、步骤S104中,与步骤S102同样地,处理部184基于输入操作部183的输入内容来进行是否附加空洞数据的判断。

在附加空洞数据的情况(步骤S103的是、步骤S104的是)下,从存储于存储部188的空洞数据中选择要附加的空洞数据(步骤S105)。在步骤S105中,利用例如运算部185对可附加区域的各参数进行运算,选择部186基于运算部185的运算结果选择空洞数据。

在选择出空洞数据后,处理部184进行是否自动配置空洞数据的判断(步骤S106)。在步骤S106中,处理部184基于输入操作部183的输入内容来进行是否自动配置空洞数据的判断。在不自动配置空洞数据的情况(步骤S106的否)下,操作者以手动作业的方式配置空洞数据(步骤S107)。在自动配置空洞数据的情况(步骤S106的是)下,处理部184基于选择出的空洞数据生成在三维数据中附加了空洞数据而得到的附加数据。之后,处理部184基于输入操作部183的输入内容对是否结束附加空洞数据的附加处理进行判断(步骤S108)。

在步骤S108中判断为结束附加处理的情况(步骤S108的是)下,或者,在步骤102或者步骤S104中判断为不附加空洞数据的情况(步骤S102的否,步骤S104的否)下,处理部184基于输入操作部183的输入内容进行是否开始造形动作的判断(步骤S109)。在进行造形动作的情况(步骤S109的是)下,对喷出单元12输出开始造形动作的意思的控制信号(步骤S110)。另外,在不进行造形动作的情况(步骤S109的否)下,不进行造形动作而结束处理。

图19是表示编辑空洞数据的情况的处理的一例的流程图。如图19所示,处理部184基于输入操作部183的输入内容进行是否新生成未存储于存储部188的非标准的空洞数据的判断(步骤S201)。在进行新生成的情况(步骤S201的是)下,空洞数据生成变更部187基于来自例如输入操作部183的输入结果来生成能存储于存储部188的新的空洞数据(步骤S202)。在生成了新的空洞数据后,对是否将生成了的空洞数据存储于存储部188进行判断(步骤S203)。在判断为存储的情况(步骤S203的是)下,选择部186将生成了的空洞数据新存储于存储部188(步骤S204)。在判断为不存储的情况(步骤S203的否)下,重复进行步骤S201之后的处理。

在不进行新生成的情况(步骤S201的否)下,或者在步骤S204中存储了新的空洞数据后,处理部184基于输入操作部183的输入内容来进行是否变更存储于存储部188的现有的空洞数据的判断(步骤S205)。在判断为进行变更的情况(步骤S205的是)下,空洞数据生成变更部187基于来自例如输入操作部183的输入结果来对存储于存储部188的空洞数据的各参数进行变更(步骤S206)。在变更了空洞数据的各参数后,处理部184基于输入操作部183的输入内容来对是否将变更了的空洞数据存储于存储部188进行判断(步骤S207)。在判断为存储的情况(步骤S207的是)下,对是否替换进行判断(步骤S208)。在判断为替换的情况(步骤S208的是)下,选择部186将变更后的空洞数据以替换的方式存储于存储部188(步骤S209)。在判断为不替换的情况(步骤S208的否)下,选择部186将变更后的空洞数据新存储于存储部188(步骤S210)。

在步骤S205中判断为不进行空洞数据的变更的情况(步骤S205的否)下、在步骤S209中进行了替换存储的情况下、或者在步骤S210中进行了新存储的情况下,结束处理。

如上所述,采用本发明,在墨层R1的一部分形成空隙部66,自空隙部66的外周侧向内侧形成悬垂部61H,从而能够较容易地形成包围空隙部66的悬垂部61H。

另外,通过在悬垂部61H上配置墨来堵塞空洞部63,能够较容易地形成在内部具有空洞部63的立体物60。由此,能够在立体物60的内部较容易地形成空洞部63。另外,与在立体物的内部设置凹部并利用盖构件进行堵塞来形成空洞部的方法相比,空洞部63的配置、容积等的设计的自由度得到提高。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,在悬垂部形成工序S20中,在一部分向空隙部66的内侧突出了的状态的墨上重叠配置多层墨。由此,作业面16a与悬垂面F3形成的角度θ变大,因此能够使悬垂部61H的形状稳定。

另外,在上述的立体物造形方法中,在悬垂部形成工序S20中,以使作业面16a与悬垂面F3形成的角度θ为60°以上且90°以下的层数来重叠墨。由此,能够使作业面16a与悬垂面F3形成的角度θ足够大,因此能够使悬垂部61H的形状稳定。其中,角度θ越接近90°,能够使悬垂面形成得越稳定,但空隙的总容积变小,墨的节约量减少。相反,角度θ越接近60°,悬垂面的形成越不稳定,但空隙的总容积变大,墨的节约量增加。此外,角度θ也依赖于墨的物理性质,例如粘度、表面张力越大,即使是较小的角度、例如50°,也能够较稳定地形成悬垂面。

另外,在上述的立体物造形方法中,墨在俯视时呈矩阵状地以预定的间距Pv滴下,在悬垂部形成工序S20中,使墨的滴下位置向空隙部66的内侧偏移1个间距地滴下墨,从而形成墨的一部分向空隙部66的内侧突出了的状态。由此,能够较容易地实现墨的一部分向空隙部66的内侧突出了的状态。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,空隙部形成工序S10包括:在包围预定区域AR的范围重叠多层墨层R1。由此,空洞部63能够在上下形成得较宽。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,空隙部形成工序S10包括:以扩宽空隙部66的方式重叠墨层R1。由此,空洞部63能够在平面方向上形成得较宽。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,在空隙部形成工序S10中,形成多个空隙部66,在悬垂部形成工序S20和空洞部形成工序S30中的至少一者中,将多个空隙部66之间的部分形成为利用墨形成的增强部61P。由此,能够在立体物60的内部高效地形成多个空洞部63,并且确保立体物60的强度。

另外,在上述的立体物造形方法中,也可以是,立体物60包括由造形材料形成的层叠体即造形部61和用于支承造形材料的由支承材料形成的层叠体即支承部62中的至少一者。由此,能够节约造形材料和支承材料。

另外,在上述的立体物造形方法中,以使用紫外线固化型墨的造形方法进行了说明,但也可以是使用热塑性墨,即通过加热溶解来层叠并且恢复室温会固化的墨的造形方法。由此,无需紫外线光源。

本发明的技术范围并不限定于上述实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地施加变更。

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