三维造型装置及三维造型物的制造方法

文档序号:1825021 发布日期:2021-11-12 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 三维造型装置及三维造型物的制造方法 (Three-dimensional modeling apparatus and method for manufacturing three-dimensional modeled object ) 是由 山崎茂 于 2021-04-23 设计创作,主要内容包括:本发明提供的三维造型装置及三维造型物的制造方法,能够抑制因造型中途更换部件而导致造型品质降低。该三维造型装置具备:塑化部,具有驱动电机、加热器以及借助驱动电机旋转的螺杆,将材料塑化生成造型材料;移动机构部,变更向载置台喷出造型材料的喷出部与载置台的相对位置;状态观测部,观测驱动电机或加热器的状态;预测部,根据状态观测部的观测结果预测驱动电机或加热器的寿命到达时期;通知部;以及控制部,根据造型数据控制塑化部及移动机构部以进行三维造型物的造型。控制部判定寿命到达时期是否在根据造型数据推定的造型时间内,当寿命到达时期在造型时间内时,在三维造型物的造型之前控制通知部以通知表示寿命判定的结果的寿命信息。(The invention provides a three-dimensional modeling device and a method for manufacturing a three-dimensional modeled object, which can prevent the degradation of modeling quality caused by replacing parts during modeling. The three-dimensional modeling apparatus includes: a plasticizing unit having a drive motor, a heater, and a screw rotated by the drive motor, for plasticizing the material to produce a molding material; a moving mechanism part for changing the relative position of the ejection part for ejecting the molding material to the loading platform and the loading platform; a state observation unit for observing the state of the drive motor or the heater; a prediction unit for predicting the life time of the drive motor or the heater based on the observation result of the state observation unit; a notification unit; and a control unit for controlling the plasticizing unit and the moving mechanism unit based on the molding data to mold the three-dimensional molded object. The control unit determines whether or not the life time is within a molding time estimated from the molding data, and controls the notification unit to notify life information indicating a result of the life determination before molding of the three-dimensional molded object when the life time is within the molding time.)

三维造型装置及三维造型物的制造方法

技术领域

本发明涉及三维造型装置及三维造型物的造型方法。

背景技术

关于三维造型装置,专利文献1中公开了通过利用UV灯进行照射而使树脂固化来造型造型物的装置。在该装置中,在UV灯的输出因经年劣化而降低,即使增加对UV灯的电力供给量也达不到目标的输出值的情况下,督促使用者更换构成UV灯的部件。

专利文献1:美国专利申请公开第2016/0114535号说明书

在如上述文献那样三维造型装置的部件经年劣化的情况下,例如由使用者更换经年劣化的部件。然而,根据经年劣化的程度,存在部件在造型物的造型中途迎来寿命,从而需要在造型中途更换部件的情况。当在造型中途更换部件时,有可能因为造型中断或重新开始而导致造型质量下降。

发明内容

根据本发明的第一方式,提供一种三维造型装置。该三维造型装置具备:塑化部,具有驱动电机、加热器以及借助所述驱动电机旋转的螺杆,并将材料塑化而生成造型材料;喷出部,向载置台喷出所述造型材料;移动机构部,变更所述喷出部与所述载置台的相对位置;状态观测部,观测所述驱动电机或所述加热器的状态;预测部,根据所述状态观测部的观测结果预测所述驱动电机或所述加热器的寿命到达时期;通知部;以及控制部,根据造型数据控制所述塑化部及所述移动机构部以进行三维造型物的造型。所述控制部进行判定由所述预测部预测出的所述寿命到达时期是否在根据所述造型数据推定的造型时间内的寿命判定,当所述寿命到达时期在所述造型时间内时,在所述三维造型物的造型之前对所述通知部进行控制,以通知表示所述寿命判定的结果的寿命信息。

根据本发明的第二方式,提供一种三维造型物的制造方法,利用具有驱动电机、加热器以及借助所述驱动电机旋转的螺杆的塑化部将材料塑化从而形成为造型材料,并从喷出部向载置台喷出所述造型材料而进行三维造型物的造型。该制造方法包括:第一工序,观测所述驱动电机或所述加热器的状态;第二工序,根据所述状态的观测结果预测所述驱动电机或所述加热器的寿命到达时期;第三工序,判定预测出的所述寿命到达时期是否在根据造型数据推定的造型时间内;第四工序,当所述寿命到达时期在所述造型时间内时,在所述三维造型物的造型之前通知作为所述寿命判定的结果的寿命信息;以及第五工序,根据所述造型数据控制所述塑化部及变更所述喷出部与所述载置台的相对位置的移动机构部进行所述三维造型物的造型。

附图说明

图1是表示第一实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图2是表示螺杆的槽形成面侧的构成的概略立体图。

图3是表示筒部的螺杆对置面侧的构成的俯视图。

图4是表示第一实施方式中的三维造型处理的工序图。

图5是横轴为加热器电量、纵轴为加热器温度的图表。

图6是表示第一到达电量的增加历史的图。

图7是表示第二实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图8是表示第二实施方式中的三维造型物的造型处理的工序图。

图9是横轴为电机电量、纵轴为电机转速的图表。

图10是表示第二到达电量的增加历史的图。

图11是表示第三实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图12是表示第四实施方式中的三维造型物的造型处理的工序图。

图13是表示第五实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图14是表示第五实施方式中的三维造型物的造型处理的工序图。

图15是横轴为喷出部的移动时间、纵作为喷出部的移动速度的图表。

图16是表示第六实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图17是横轴为腔室加热部消耗的电量、纵轴为腔室加热部的温度的图表。

图18是表示第七实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图19是横轴为送风部消耗的电量、纵轴为送风量的图表。

图20是表示第八实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图21是横轴为制冷剂流量、纵轴为被冷却部温度的图表。

图22是表示第九实施方式中的三维造型装置的概略构成的图。

图23是表示吸引部的概略构成的图。

图24是横轴为开阀驱动时间、纵轴为开阀驱动电流的图表。

附图标记说明

20…材料供给部、22…供给路、30…塑化部、31…螺杆箱、32…驱动电机、35…加热器、40…螺杆、42…槽形成面、43…侧面、44…材料导入口、45…槽、46…凸条部、47…中央部、50…筒部、52…螺杆对置面、53…被冷却部、54…引导槽、56…连通孔、58…第一传感器部、59…第二传感器部、60、60i…喷出部、61…喷嘴、62…供给流路、68…喷嘴流路、69…喷嘴孔、70…喷出量调节部、71…驱动轴、72…阀芯、80…吸引部、81…缸体、82…柱塞、83…柱塞驱动部、90、90b…温度获取部、100、100b、100c、100e、100f、100g、100h、100i…三维造型装置、105…送风部、106…管子、110…腔室、115…腔室加热部、116…第三传感器部、120…冷却部、121…制冷剂流路、122…入口部、123…出口部、124…制冷剂循环装置、200、200j…造型单元、300…载置台、311…造型面、400…移动机构部、500…控制部、600…状态观测部、700…预测部、750…指示获取部、800…通知部。

具体实施方式

A.第一实施方式:

图1是表示本实施方式中的三维造型装置100的概略构成的图。在图1中,示出了沿着相互正交的X、Y、Z方向的箭头。X、Y、Z方向是沿着相互正交的三个空间轴X轴、Y轴、Z轴的方向,分别包括沿着X轴、Y轴、Z轴的一侧的方向和其相反方向两者。X轴和Y轴是沿着水平面的轴,Z轴是沿着铅垂线的轴。在其他图中,也适当地示出了沿着X、Y、Z方向的箭头。图1中的X、Y、Z方向与其他图中的X、Y、Z方向表示相同的方向。在以下的说明中,在指定朝向的情况下,将正方向设为“+”,将负方向设为“-”,并在方向标记上同时使用正负的符号。

本实施方式中的三维造型装置100具备造型单元200、载置台300、移动机构部400、控制部500以及通知部800。三维造型装置100在控制部500的控制下,一边从造型单元200的喷出部60向载置台300喷出造型材料,一边驱动移动机构部400改变喷出部60与载置台300的相对位置,从而在载置台300的造型面311上造型出所期望形状的三维造型物。此外,有时也将造型材料称为熔融材料。

移动机构部400变更喷出部60与载置台300的相对位置。在本实施方式中,移动机构部400通过使载置台300相对于造型单元200移动,从而改变喷出部60与载置台300的相对位置。此外,有时也将喷出部60相对于载置台300的相对位置的变化简称为喷出部60的移动。在本实施方式中,例如也可以将使载置台300向+X方向移动说成使喷出部60向-X方向移动。另外,有时也将喷出部60相对于载置台300的相对移动速度简称为移动速度。

本实施方式中的移动机构部400由通过三个电机的驱动力使载置台300在X、Y、Z方向的三个轴方向上移动的三轴定位器构成。各电机在控制部500的控制下进行驱动。此外,移动机构部400也可以不是使载置台300移动的构成,而是不使载置台300移动而使喷出部60移动的构成。另外,移动机构部400也可以是使载置台300和喷出部60两者移动的构成。

造型单元200具备作为材料的供给源的材料供给部20、使从材料供给部20供给的材料熔融而形成为造型材料的塑化部30、以及喷出造型材料的喷出部60。

材料供给部20中收纳有颗粒、粉末等状态的材料。在本实施方式中,使用形成为颗粒状的树脂作为材料。本实施方式中的材料供给部20由料斗构成。材料供给部20的下方设置有连接材料供给部20与塑化部30之间的供给路22。材料供给部20经由供给路22向塑化部30供给材料。此外,之后对材料详细进行说明。

塑化部30具备驱动电机32、加热器35以及螺杆40。本实施方式的塑化部30还具备螺杆箱31和筒部50。塑化部30使从材料供给部20供给的材料的至少一部分塑化,生成具有流动性的糊状的造型材料,并供给至喷出部60。“塑化”是指对具有热塑性的材料加热而使其熔融。“熔融”不仅是指具有热塑性的材料被加热到熔点以上的温度而变为液状,还指通过将具有热塑性的材料加热到玻璃化转变温度以上的温度而使其软化,从而显现出流动性。此外,本实施方式的螺杆40是所谓的平头螺杆,有时也称为“卷轴(scroll)”。

螺杆箱31是用于收纳螺杆40的壳体。螺杆箱31的下表面上固定有筒部50,螺杆40收纳在由螺杆箱31和筒部50包围的空间内。螺杆箱31的上表面上固定有驱动电机32。

螺杆40具有沿其中心轴RX的方向上的高度小于直径的大致圆柱形状。螺杆40在与筒部50对置的面上具有形成有槽45的槽形成面42。具体而言,槽形成面42与后述的筒部50的螺杆对置面52对置。此外,本实施方式的中心轴RX与螺杆40的旋转轴一致。另外,之后对螺杆40的槽形成面42侧的构成详细进行说明。

驱动电机32连接在螺杆40的与槽形成面42相反侧的面上。螺杆40通过由驱动电机32的旋转产生的转矩以中心轴RX为中心旋转。驱动电机32在控制部500的控制下进行驱动。此外,驱动电机32也可以不直接与螺杆40连接。例如,螺杆40和驱动电机32也可以经由减速器连接。该情况下,例如也可以将驱动电机32连接在具有行星齿轮机构的减速器的行星齿轮上,将螺杆40连接在恒星齿轮上。

筒部50以与螺杆40的槽形成面42对置的方式配置在螺杆40的下方。筒部50具有与螺杆40的槽形成面42对置的螺杆对置面52。在筒部50中,在螺杆40的中心轴RX上设置有连通孔56。通过塑化部30生成的造型材料经由连通孔56供给至喷出部60。此外,之后对筒部50的螺杆对置面52侧的构成详细进行说明。

本实施方式的加热器35埋设于筒部50中。在本实施方式中,筒部50中设置有沿Y方向配置的两根棒状的加热器35。加热器35在控制部500的控制下对供给至螺杆40与筒部50之间的材料进行加热。

喷出部60配置在筒部50的下方。喷出部60具备向载置台300喷出造型材料的喷嘴61和使连通孔56与喷嘴61连通的供给流路62。

喷嘴61上设置有喷嘴流路68和喷嘴孔69。喷嘴流路68是设置于喷嘴61内的流路。喷嘴流路68经由供给流路62与筒部50的连通孔56连通。喷嘴孔69是设置于喷嘴流路68的与大气连通侧的端部上且流路截面缩小的部分。从塑化部30经由供给流路62供给至喷嘴流路68的造型材料从喷嘴孔69喷出。在本实施方式中,喷嘴孔69的开口形状为圆形。此外,喷嘴孔69的开口形状并不限于圆形,例如也可以是四边形或四边形以外的多边形。

图2是表示螺杆40的槽形成面42侧的构成的概略立体图。在图2中,用单点划线示出螺杆40的中心轴RX的位置。如参照图1所说明的那样,槽形成面42上设置有槽45。

螺杆40的槽形成面42的中央部47构成为与槽部45的一端连接的凹部。中央部47与图1所示的筒部50的连通孔56对置。中央部47与中心轴RX交叉。

螺杆40的槽45构成所谓的旋涡槽。槽45以从中央部47朝向螺杆40的外周画弧的方式呈旋涡状延伸。槽45也可以构成为呈渐开曲线状或螺旋状延伸。槽形成面42上设置有构成槽部45的侧壁部且沿着各槽部45延伸的凸条部46。槽45延续至形成于螺杆40的侧面43上的材料导入口44。该材料导入口44是接收经由材料供给部20的供给路22供给的材料的部分。

图2中示出了具有三个槽45和三个凸条部46的螺杆40的例子。设置于螺杆40上的槽45、凸条部46的数量并不限定于三个。在螺杆40上,既可以只设置一个槽45,也可以设置两个以上的多个槽45。另外,也可以与槽部45的数量相对应地设置任意数量的凸条部46。

图2中图示了材料导入口44形成于三个位置处的螺杆40的例子。设置于螺杆40上的材料导入口44的数量并不限于三处。在螺杆40上,材料导入口44既可以仅设于一处,也可以设于两处以上的多处。

图3是表示筒部50的螺杆对置面52侧的构成的俯视图。如上所述,在螺杆对置面52的中央形成有连通孔56。在螺杆对置面52的连通孔56的周围形成有多个引导槽54。各个引导槽54的一端与连通孔56相连,并从连通孔56朝向螺杆对置面52的外周呈漩涡状延伸。各个引导槽54具有将造型材料引导至连通孔56的功能。此外,为了高效地使造型材料到达连通孔56,优选在筒部50上形成有引导槽54,但也可以不形成引导槽54。

控制部500由具备一个以上的处理器、主存储装置以及与外部进行信号的输入输出的输入输出接口的计算机构成。控制部500通过由处理器执行读入到主存储装置上的程序或命令,从而发挥各种功能。例如,除了执行三维造型处理的功能之外,控制部500还发挥作为后述的状态观测部600、预测部700、指示获取部750的功能等。此外,控制部500也可以不是计算机,而是由多个电路的组合构成。

三维造型处理是指用于进行三维造型物的造型的处理。有时也将三维造型处理简称为造型处理。控制部500在三维造型处理中控制塑化部30和移动机构部400,从喷出部60向造型面311喷出造型材料。更为具体而言,控制部500通过使喷出至造型面311上的造型材料固化并形成造型材料的层,从而进行三维造型物的造型。造型材料的固化是指使从喷出部60喷出的造型材料失去流动性。在本实施方式中,造型材料通过冷却失去可塑性而固化。

在三维造型处理中,控制部500根据造型数据进行三维造型物的造型。造型数据是包括喷出部60相对于载置台300的相对移动路径和移动路径上的造型材料的线宽的数据。控制部500例如通过将表示使用三维CAD软件或三维CG软件制成的三维造型物的形状的形状数据上的三维造型物分割成规定厚度的层,从而生成造型数据。控制部500例如可以从与三维造型装置100连接的外部的计算机等获得形状数据。另外,控制部500例如也可以不生成造型数据而从外部的计算机等直接获得造型数据。进而,例如也可以通过切片机软件等生成造型数据。

造型材料的线宽是指喷出至造型面311上的造型材料的、与移动路径交叉的方向上的宽度。线宽取决于堆积量和喷出至造型面311上的造型材料的高度,该堆积量是指在喷出部60的每单位移动量中从喷出部60喷出的造型材料的量。堆积量根据喷出量和喷出部60的移动速度而变化,该喷出量是指每单位时间从喷出部60喷出的造型材料的量。此外,控制部500可以通过在保持喷出部60与造型面311之间的Z方向上的距离即间隙固定的同时喷出造型材料,从而将造型材料的高度保持为大致固定。

本实施方式的状态观测部600观测设置于塑化部30中的加热器35的状态。本实施方式的状态观测部600根据作为加热器35的实际温度而测定或算出的加热器温度和作为加热器35消耗的电力而测定或算出的加热器电量来观测加热器35的状态。关于状态观测部600进行的状态观测,之后详细进行说明。

在本实施方式中,通过具有温度传感器和电表的第一传感器部58来测定加热器温度及加热器电量。第一传感器部58的温度传感器例如可以由热电偶构成,也可以由半导体温度传感器等其他的接触式的温度传感器或非接触式的温度传感器构成。此外,在本实施方式中,通过第一传感器部58的温度传感器取得的加热器温度也被使用于控制部500对加热器35的反馈控制中。

本实施方式的预测部700根据通过状态观测部600观测的加热器35的观测结果来预测加热器35的寿命到达時期。加热器35的寿命到达時期是指加热器达到寿命的時期。此外,有时也将加热器35的寿命到达时期称为第一寿命到达时期。关于预测部700进行的第一寿命到达时期的预测,之后详细进行说明。

指示获取部750获取来自使用者的造型开始指示。造型开始指示是指来自使用者的用于开始进行三维造型物的造型的指示。造型开始指示例如通过相对于设置于三维造型装置100上的操作面板、或者与三维造型装置100连接的计算机等的输入操作来进行。指示获取部750例如经由未图示的电气配线获取针对操作面板或计算机等进行的造型开始指示。在其他的实施方式中,指示获取部750例如也可以具有通过无线通信获取造型开始指示的接收器。另外,指示获取部750也可以构成为除了获取造型开始指示以外,还获取来自使用者的造型开始指示以外的指示。

通知部800向使用者通知信息。本实施方式的通知部800由连接于控制部500的液晶监视器构成,通过将视觉信息显示于液晶监视器来通知信息。作为信息,通知部800例如通知三维造型装置100的控制状态、正在造型的三维造型物的造型状态、从造型开始起的经过时间等。例如在三维造型装置100设置于壳体内的情况下,通知部800也可以作为能够从壳体的外部视觉确认的监视器而配置于壳体的外壁面上。

图4是表示本实施方式中的实现三维造型物的制造方法的三维造型处理的工序图。当使用者在设置于三维造型装置100上的操作面板、或者与三维造型装置100连接的计算机中进行了三维造型处理的开始操作时,通过控制部500执行三维造型处理。此外,在本实施方式中,控制部500在三维造型处理刚开始之后获取造型数据。

在步骤S105中,控制部500将塑化部30的加热器35的目标温度设定为判定温度Tj,开始向加热器35供给电力。控制部500参照由第一传感器部58取得的加热器温度对加热器35进行反馈控制,以使加热器温度接近作为目标温度而设定的判定温度Tj。作为判定温度Tj,例如可以使用在后述的步骤S140的造型工序中控制加热器35时的造型温度。具体而言,当在步骤S140中将加热器35控制为250℃时,将判定温度设为250℃。此外,作为判定温度Tj,也可以不使用加热器35的造型温度,也可以使用比造型温度高的温度或者低的温度。

在步骤S110中,状态观测部600计算第一到达电量。第一到达电量是指加热器35的温度达到判定温度Tj所需的电量。本实施方式的状态观测部600通过计算该第一到达电量来进行状态观测。有时也将如步骤S110那样,进行加热器35的状态观测的工序称为第一工序。

图5是横轴为加热器电量、纵轴为加热器温度的图表。图5中分别示出了观测时期t1中的加热器电量相对于加热器温度的变化X1和观测时期t2中的加热器电量相对于加热器温度的变化X2。观测时期是指执行状态观测的时期,观测时期t2是观测时期t1之后的观测时期。具体而言,观测时期t2中的变化X2是在测定观测时期t1中的变化X1的三维造型处理之后执行的三维造型处理中测定。如图5所示,观测时期t1中的第一到达电量为电量P1。另一方面,观测时期t2中的第一到达电量是比电量P1大的电量P2。因此,在观测时期t2中,与观测时期t1时相比,加热器35的劣化加剧。

本实施方式的状态观测部600在步骤S110中加热器温度达到判定温度Tj之前的阶段计算出预测的第一到达电量。具体而言,状态观测部600测量加热器温度变为比判定温度Tj低的温度Tp为止的、加热器电量的变化。进而,状态观测部600根据加热器温度达到温度Tp为止的加热器电量的变化,计算加热器温度从Tp上升至判定温度Tj时的加热器电量的变化。例如,在观测时期t1,根据加热器温度达到温度Tp为止的加热器电量的变化X1a,计算出加热器温度从温度Tp上升至超过温度Tj的温度时的加热器电量的变化X1b。即,通过测定出变化X1a并计算出变化X1b,从而测定出上述观测时期t1中的变化X1。状态观测部600例如可以利用适当的函数对加热器电量的变化X1a进行近似,并根据被近似的函数来计算加热器电量的变化X1b。另外,与观测时期t1的情况同样地,在观测时期t2中,根据加热器温度变为温度Tp为止的加热器电量的变化X2a,计算出加热器温度从温度Tp上升至超过温度Tj的温度时的加热器电量的变化X2b。即,通过测定出变化X2a并计算出变化X2b,从而测定上述观测时期t2中的变化X2。

在步骤S115中,预测部700预测加热器35达到寿命的第一寿命到达时期。本实施方式的预测部700通过预测第一到达电量超过图5所示的第一判定值Pj1的时期,从而预测第一寿命到达时期。在本实施方式中,第一寿命到达时期使用后述的第一到达电量的增加历史进行预测。此外,有时也将如步骤S115那样,预测寿命到达时期的工序称为第二工序。

图6是表示第一到达电量的增加历史的图。图6示出了相对于加热器35的累积耗电量的增加的、第一到达电量的变化。图6示出了作为历史记录观测时期t1中的加热器35的累积耗电量TP1和第一到达电量P1的情形。另外,示出了作为历史记录观测时期t2中的累积耗电量TP2和第一到达电量P2的情形。预测部700例如在步骤S110中观测了观测时期t2中的加热器35的状态时,使用观测时期t2之前的增加历史来预测观测时期t2之后的第一到达电量的增加。预测部700例如利用函数Fn1对观测时期t2之前的增加历史进行近似,并根据该函数Fn1预测相对于观测时期t2之后的累积耗电量的增加的、第一到达电量的增加。预测部700通过这样预测观测时期t2之后的第一到达电量的增加,计算出第一到达电量变为第一判定值Pj1时的加热器35的累积耗电量TPj。此外,在图6中,作为观测时期t0中的增加历史,记录了使加热器35首次工作时的第一到达电量P0和累积耗电量TP0。该情况下,观测时期t0中的第一到达电量P0与累积耗电量TP0的关系例如也可以根据加热器35的温度相对于耗电量的变化的理论值而导出。

进而,预测部700根据算出的累积耗电量TPj与观测时期t2中的累积耗电量TP2的差异预测第一寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过将累积耗电量TP2与累积耗电量TPj之差TP2-TPj除以使加热器35在造型温度下工作时的耗电量而计算出加热器35达到寿命为止的剩余时间。此外,在图6所示的增加历史中,示出了在时期t3中第一到达电量变为判定值Pj。另外,例如在步骤S110中观测到的第一到达电量超过第一判定值Pj1的情况下,在步骤S115中,如图6所示的时期t4中的增加历史那样记录超过第一判定值Pj1的第一到达电量P4。时期t4中的累积耗电量是比TPj大的TP4,此时的加热器35的剩余时间算出为0。该情况下,第一寿命到达时期与后述的步骤S140的造型工序的开始时期一致。

在步骤S120中,控制部500计算出造型时间。造型时间是根据造型数据和控制塑化部30及移动机构部400时的控制值算出的、三维造型物的造型所需的造型时间。此外,在本实施方式中,如上所述,在三维造型处理开始之后获取造型数据,但在其他的实施方式中,也可以在执行步骤S120之前的其他时刻获取造型数据。

在步骤S125中,控制部500进行判定第一寿命到达时期是否在造型时间内的寿命判定。具体而言,在本实施方式中,控制部500对加热器35的剩余时间与造型时间进行比较,在加热器35的剩余时间在造型时间以下时,判定为第一寿命到达时期在造型时间内。此外,有时也将如步骤S125所示那样判定寿命到达时期是否在造型时间内的工序称为第三工序。

当在步骤S125中判定为第一寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S130中,控制部500对通知部800进行控制,向使用者通知寿命信息。寿命信息是表示寿命判定的结果的信息。在本实施方式中,具体而言,在步骤S130中,将表示第一寿命到达时期在造型时间以下的信息通知给使用者。如图4所示,步骤S130在后述的步骤S140的造型工序前执行。由此,例如使用者能够在三维造型物的造型前将已劣化的加热器35更换为未劣化的其他的加热器35。此外,在步骤S130中,控制部500例如也可以劝告使用者更换已劣化的加热器35。此外,有时也将如步骤S130那样通知寿命信息的工序称为第四工序。

在步骤S135中,控制部500使三维造型装置100待机直到通过指示获取部750获得造型开始指示为止。当通过指示获取部750获得了造型开始指示时,控制部500使处理从步骤S135进入步骤S140。即,当第一寿命到达时期在造型时间内时,本实施方式的控制部500在通过通知部800通知了寿命信息之后,通过指示获取部750获得造型开始指示之后进行三维造型物的造型。因此,使用者例如可以在将已劣化的加热器35更换为未劣化的其他加热器35之后进行造型开始指示,从而可以在加热器35的更换完成后进行三维造型物的造型。

在步骤S140中,控制部500进行三维造型物的造型。步骤S140在步骤S125中判定为第一寿命到达时期不在造型时间内时也执行。该情况下,在本实施方式中,不执行步骤S130的寿命信息的通知及步骤S135的待机,而在步骤S140中进行三维造型物的造型。此外,有时也将如步骤S140那样进行三维造型物的造型的工序称为第五工序。另外,在其他的实施方式中,当判定为寿命到达时期不在造型时间内时,控制部500例如也可以通知表示寿命到达时期不在造型时间内的寿命信息。该情况下,控制部500例如也可以在通知表示第一寿命到达时期不在造型时间内的寿命信息的同时进行三维造型物的造型。

根据以上说明的三维造型装置100,当第一寿命到达时期在造型时间内时,控制部500对通知部800进行控制,通知寿命信息。由此,使用者能够根据通过通知部800通知的寿命信息,例如在三维造型物的造型前,将已劣化的加热器35更换为未劣化的其他加热器35。因此,即使在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

另外,在本实施方式中,状态观测部600作为加热器35的状态而观测加热器35的第一到达电量,预测部700通过预测第一到达电量超过第一判定值Pj1的时期来预测第一寿命到达时期。因此,能够在加热器35的升温时简单容易地观测加热器35的状态,从而能够高效地预测加热器35的寿命到达时期。

另外,在本实施方式中,当加热器35的寿命到达时期在造型时间内时,控制部500在通过通知部800通知寿命信息之后,通过指示获取部750获取造型开始指示之后进行三维造型物的造型。由此,使用者例如可以在将已劣化的加热器35更换为其他的加热器35之后发出造型开始指示,开始进行三维造型物的造型。因此,即使在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也会进一步降低,从而能够进一步抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

另外,在本实施方式中,螺杆40以旋转轴为中心旋转,并具有槽形成面42,塑化部30具有与槽形成面42对置的筒部50。由此,能够使塑化部30小型化,因而能够使三维造型装置100小型化。

在此,对上述三维造型装置100中使用的三维造型物的材料进行说明。在三维造型装置100中,例如能够以具有热塑性的材料或者金属材料、陶瓷材料等各种材料作为主材料来进行三维造型物的造型。在此,“主材料”是指作为形成三维造型物的形状的中心的材料,且是指三维造型物中含有率占50重量%以上的材料。在上述造型材料中,包含将这些主材料以单体熔融而成的材料、或者与主材料一同含有的一部分成分熔融而形成为糊状的材料。

在使用具有热塑性的材料作为主材料的情况下,通过在塑化部30中使该材料塑化而生成造型材料。

作为具有热塑性的材料,例如可以使用下述热塑性树脂材料。

热塑性树脂材料的例子

聚丙烯树脂(PP)、聚乙烯树脂(PE)、聚缩醛树脂(POM)、聚氯乙烯树脂(PVC)、聚酰胺树脂(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、聚乳酸树脂(PLA)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的通用工程塑料、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮等的工程塑料。

在具有热塑性的材料中,也可以混入颜料、金属、陶瓷、以及蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等的添加剂等。具有热塑性的材料在塑化部30中通过螺杆40的旋转和加热器35的加热被塑化而转化为熔融的状态。

具有热塑性的材料最好在加热至其玻璃化转变温度以上而完全熔融的状态下从喷出部60射出。例如,在使用ABS树脂的情况下,最好在从喷出部60喷出时约为200℃。

在三维造型装置100中,也可以取代上述具有热塑性的材料而使用例如以下的金属材料作为主材料。该情况下,最好在将下述金属材料形成为粉末状而成的粉末材料中混合生成造型材料时熔融的成分,并作为材料MR供给至塑化部30。

金属材料的例子

镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单一金属、或者含有一种以上的这些金属的合金。

所述合金的例子

马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。

在三维造型装置100中,可以取代上述金属材料而使用陶瓷材料作为主材料。作为陶瓷材料,可以使用例如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等的氧化物陶瓷、或者氮化铝等的非氧化物陶瓷等。在使用上述那样的金属材料或陶瓷材料作为主材料的情况下,喷出至载置台300上的造型材料也可以通过烧结而固化。

作为材料MR投入材料供给部20中的金属材料或陶瓷材料的粉末材料,也可以是将单一的金属粉末或合金粉末、陶瓷材料的粉末多种加以混合而成的混合材料。另外,金属材料或陶瓷材料的粉末材料例如也可以通过以上例示那样的热塑性树脂或其以外的热塑性树脂包覆。该情况下,也可以在塑化部30中使该热塑性树脂熔融而呈现出流动性。

作为材料MR投入材料供给部20的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中,例如也可以添加以下的溶剂。溶剂可以使用选自下述溶剂中的一种或者组合使用两种以上。

溶剂的例子

水;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等的(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等的乙酸酯类;苯、甲苯、二甲苯等的芳族烃类;甲乙酮、丙酮、甲基异丁酮、乙基正丁酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等的酮类;乙醇、丙醇、丁醇等的醇类;四烷基乙酸铵类;二甲基亚砜、二乙基亚砜等的亚砜类溶剂;吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等的吡啶类溶剂;四烷基乙酸铵(例如四丁基乙酸铵等);丁基卡必醇乙酸酯等的离子液体等。

此外,供给至材料生成部20的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中,例如也可以添加以下那样的粘合剂。

粘合剂的例子

丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂、纤维素类树脂或者其他的合成树脂或PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)或者其他的热塑性树脂。

B.第二实施方式:

图7是表示第二实施方式中的三维造型装置100b的概略构成的图。不同于第一实施方式,三维造型装置100b不具备第一传感器部58而具备第二传感器部59。另外,在三维造型装置100b中,状态观测部600观测驱动电机32的状态,预测部700根据状态观测部600的观测结果预测驱动电机32的寿命到达时期。此外,三维造型装置100b的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

如上所述,本实施方式的状态观测部600观测设置于塑化部30中的驱动电机32的状态。本实施方式的状态观测部600根据作为驱动电机32的实际转速而测定或算出的电机转速和作为由驱动电机32消耗的电力而测定或算出的电机电量观测驱动电机32的状态。关于状态观测部600观测驱动电机32的状态的详细情况之后进行说明。

在本实施方式中,通过具有转速计和电表的第二传感器部59测定电机转速及电机电量。第二传感器部59的转速计具备未图示的发光部和受光部。第二传感器部59的转速计向设置于驱动电机32的旋转轴侧面上的未图示的反射标记照射激光,并接收从反射标记反射的激光。第二传感器部59通过测定从反射标记反射的激光的受光时刻的间隔来测定电机转速。此外,第二传感器部59的转速计既可以由其他的非接触方式的转速计构成,也可以由接触方式的转速计构成。此外,在本实施方式中,通过第二传感器部59的转速计获取的电机转速也被用于控制部500对驱动电机32的反馈控制。

本实施方式的预测部700根据由状态观测部600观测到的驱动电机32的观测结果预测驱动电机32的寿命到达时期。驱动电机32的寿命到达时期是指驱动电机32达到寿命的时期。此外,有时也将驱动电机32的寿命到达时期称为第二寿命到达时期。关于预测部700预测第二寿命到达时期的详细情况之后进行说明。

图8是表示第二实施方式中的三维造型物的造型处理的工序图。在步骤S205中,控制部500将驱动电机32的目标转速设定为判定转速Rj,使驱动电机32开始驱动。控制部500参照通过第二传感器部59取得的电机转速反馈控制驱动电机32,以使电机转速接近作为目标转速设定的判定转速Rj。此外,通过执行步骤S205,判定转速Rj例如被确定为用于判定驱动电机32的状态的值。判定转速Rj例如也可以与步骤S240的造型工序中被控制的驱动电机32的转速对应。该情况下,判定转速Rj例如也可以定为步骤S240中的驱动电机32的转速的平均值。

在步骤S210中,状态观测部600计算第二到达电量。第二到达电量是指驱动电机32的转速达到判定转速Rj所需的电量。本实施方式的状态观测部600通过计算该第二到达电量进行状态观测。与图4所示的第一实施方式中的步骤S110同样地,有时也将步骤S210那样进行驱动电机32的状态观测的工序称为第一工序。即,在第一工序中,进行驱动电机32或加热器35的状态观测。

图9是横轴为电机电量、纵轴为电机转速的图表。在图9中,分别示出了观测时期t1b中的电机电量相对于电机转速的变化Y1和观测时期t2b中的电机电量相对于电机转速的变化Y2。观测时期是指执行状态观测的时期,观测时期t2b是观测时期t1b之后的观测时期。具体而言,观测时期t2b中的变化Y2是在测定观测时期t1b中的变化Y1的三维造型处理之后执行的三维造型处理中测定。如图9所示,观测时期t1b中的第二到达电量为电量P1b。另一方面,观测时期t2b中的第一到达电量是比电量P1b大的电量P2b。因此,在观测时期t2b中,与观测时期t1b时相比,驱动电机32的劣化加剧。

本实施方式的状态观测部600在步骤S210中电机转速达到判定转速Rj之前的阶段计算出预测的第二到达电量。具体而言,状态观测部600测定电机转速变为小于判定转速Rj的转速Rp为止的电机电量的变化。进而,状态观测部600根据电机转速变为转速Rp为止的电机电量的变化,计算出电机转速从Rp增加至判定转速Rj时的电机电量的变化。例如,在观测时期t1b,根据电机转速变为转速Rp为止的电机电量的变化Y1a,计算出电机转速从转速Rp增加至超过判定转速Rj的转速时的电机电量的变化Y1b。即,上述观测时期t1b中的变化Y1通过测定变化Y1a并计算出变化Y1b而进行测定。状态观测部600例如可以利用适当的函数对电机电量的变化Y1a进行近似,并根据被近似的函数来计算电机电量的变化Y1b。另外,与观测时期t1b时同样地,在观测时期t2b中,根据电机转速变为转速Rp为止的电机电量的变化Y2a,计算出电机转速从转速Rp增加至超过判定转速Rj的转速时的电机电量的变化Y2b。即,上述观测时期t2b中的变化Y2通过测定变化Y2a并计算出变化Y2b而进行测定。

在步骤S215中,预测部700预测驱动电机32达到寿命的第二寿命到达时期。本实施方式的预测部700通过预测第二到达电量超过图9所示的第二判定值Pj2的时期来预测第二寿命到达时期。具体而言,使用后述的第二到达电量的增加历史来预测第二寿命到达时期。此外,与图4所示的第一实施方式中的步骤S115同样地,有时也将如步骤S215那样预测寿命到达时期的工序称为第二工序。

图10是表示第二到达电量的增加历史的图。图10中示出相对于驱动电机32的累积耗电量的增加的、第二到达电量的变化。图10中示出了作为历史记录观测时期t1b中的加热器35的累积耗电量TP1b和第二到达电量P1b的情形。另外,示出了作为历史记录观测时期t2b中的累积耗电量TP2b和第一到达电量P2b的情形。预测部700例如在步骤S210中观测了观测时期t2b中的驱动电机32的状态时,使用观测时期t2b之前的增加历史来预测观测时期t2b之后的第二到达电量的增加。预测部700例如利用函数Fn2对观测时期t2b之前的增加历史进行近似,并根据该函数Fn2预测相对于观测时期t2b之后的累积耗电量的增加的、第二到达电量的增加。预测部700通过这样预测观测时期t2b之后的第二到达电量的增加,从而计算出第二到达电量变为第二判定值Pj2时的加热器35的累积耗电量TPjb。此外,在图10中,作为观测时期t0b的增加历史,记录了使驱动电机32首次驱动时的第二到达电量P0b和累积耗电量TP0b。该情况下,观测时期t0b中的第二到达电量P0b与累积耗电量TP0b的关系例如也可以根据驱动电机32的转速相对于耗电量的变化的理论值而导出。

进而,预测部700根据计算出的累积耗电量TPjb与观测时期t2b中的累积耗电量TP2b的差异来预测第二寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过将累积耗电量TP2b与累积耗电量TPjb之差TP2b-TPjb除以使驱动电机32以造型工序中的平均转速驱动时的耗电量,从而算出驱动电机32达到寿命为止的剩余时间。此外,在图10所示的增加历史中,示出了在时期t3b中第二到达电量变为第二判定值Pj2。另外,例如在步骤S210中观测到的第二到达电量超过第二判定值Pj2的情况下,在步骤S215中,如图10所示的时期t4b中的增加历史那样记录超过第二判定值Pj2的第二到达电量P4b。时期t4b中的累积耗电量是比TPjb大的TP4b,此时的驱动电机32的剩余时间算出为0。该情况下,第二寿命到达时期与后述的步骤S240的造型工序的开始时期一致。

步骤S220与图4所示的步骤S120相同,故省略说明。

在步骤S225中,控制部500进行判定第二寿命到达时期是否在造型时间内的寿命判定。具体而言,在本实施方式中,控制部500对驱动电机32的剩余时间与造型时间进行比较,当驱动电机32的剩余时间在造型时间以下时,判定为第二寿命到达时期在造型时间内。此外,与图4所示的第一实施方式中的步骤S125同样地,有时也将如步骤S225那样判定寿命到达时期是否在造型时间内的工序称为第三工序。

当在步骤S225中判定为第二寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S230中,控制部500对通知部800进行控制,向使用者通知寿命信息。在本实施方式中,具体而言,在步骤S230中,将表示第二寿命到达时期在造型时间内的信息通知给使用者。如图8所示,步骤S230在后述的步骤S240的造型工序前执行。由此,例如使用者能够在三维造型物的造型之前将已劣化的驱动电机32更换为未劣化的其他的驱动电机32。此外,在步骤S230中,控制部500例如也可以劝告使用者更换已劣化的驱动电机32。此外,与图4所示的第一实施方式中的步骤S130同样地,有时也将如步骤S230那样通知寿命信息的工序称为第四工序。

在步骤S235中,控制部500使三维造型装置100待机直到通过指示获取部750获得造型开始指示为止。当通过指示获取部750获得了造型开始指示时,控制部500使处理从步骤S235进入步骤S240。在步骤S240中,控制部500进行三维造型物的造型。即,当第二寿命到达时期在造型时间内时,本实施方式的控制部500在通过通知部800通知了寿命信息之后,通过指示获取部750获得造型开始指示后进行三维造型物的造型。使用者例如可以在将已劣化的驱动电机32更换为未劣化的其他的驱动电机32之后发出造型开始指示,从而可以在加热器35的更换完成之后进行三维造型物的造型。此外,步骤S240在步骤S225中判定为第二寿命到达时期不在造型时间内时也执行。

根据以上说明的第二实施方式的三维造型装置100b,当第二寿命到达时期在造型时间内时,控制部500对通知部800进行控制,通知寿命信息。由此,使用者能够根据通过通知部800通知的寿命信息,例如在三维造型物的造型之前,将已劣化的驱动电机32更换为未劣化的其他的驱动电机32。因此,即使在驱动电机32的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换驱动电机32的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换驱动电机32时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

另外,在本实施方式中,状态观测部600作为驱动电机32的状态而观测驱动电机32的第二到达电量,预测部700通过预测第二到达电量超过第二判定值Pj2的时期来预测第二寿命到达时期。因此,可以在使驱动电机32的转速增加时简单容易地观测驱动电机32的状态,从而可以高效地预测驱动电机32的寿命到达时期。

此外,在其他的实施方式中,状态观测部600既可以观测驱动电机32的状态和加热器35的状态两者,也可以如第一实施方式或第二实施方式这样仅观测任意一者的状态。另外,预测部700既可以预测驱动电机32的寿命到达时期和加热器35的寿命到达时期两者,也可以如第一实施方式或第二实施方式这样预测任意一者的寿命到达时期。

C.第三实施方式:

图11是表示第三实施方式中的三维造型装置100c的概略构成的图。不同于第一实施方式,三维造型装置100c具备温度获取部90。此外,三维造型装置100c的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

温度获取部90获取塑化部30外部的温度即周围温度。在本实施方式中,温度获取部90具备温度传感器,作为周围温度而测定并获取设置三维造型装置100c的室内的温度。温度获取部90的温度传感器例如可以由热电偶构成,也可以由半导体温度传感器等其他的接触式的温度传感器或非接触式的温度传感器构成。此外,在其他的实施方式中,例如在塑化部30被收纳在腔室等的壳体内的情况下,温度获取部90也可以测定壳体内的塑化部30外部的空间的温度。

在本实施方式中,控制部500执行与图4所示的处理相同的三维造型处理。本实施方式的控制部500根据由温度获取部90获得的周围温度而改变步骤S115中的第一判定值Pj1。具体而言,当周围温度是高于第一周围温度的第二周围温度时,控制部500将第二周围温度下的第一判定值Pj1设定为高于第一周围温度下的第一判定值Pj1的值。

如图5所示,加热器电量相对于加热器温度的变化的变化程度根据加热器35的周围温度而变化。例如,当周围温度为第二周围温度时,与周围温度为第一周围温度时相比,实现相同的加热器温度所需的加热器电量减少。因此,当周围温度为第二周围温度时,与周围温度为第一周围温度时相比,表观上预测的加热器35的寿命到达时期有可能会晚。在本实施方式中,如上所述根据周围温度来确定第一判定值Pj1,因而在第一寿命到达时期的预测中考虑到了周围温度的影响。此外,各周围温度下的第一判定值Pj1例如预先根据调查相对于周围温度的变化的到达电量的变化的实验结果而确定。

根据以上说明的第三实施方式的三维造型装置100c,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当周围温度是比第一周围温度高的第二周围温度时,控制部500将判定值确定为比第一判定值低的第二判定值。由此,在预测部700对加热器35的寿命到达时期的预测中考虑到了周围温度的影响,从而能够更加适当地预测加热器35的寿命到达时期。因此,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性进一步降低,从而能够进一步抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

此外,在其他的实施方式中,控制部500也可以根据周围温度改变第二判定值Pj2。该情况下,控制部500例如执行与图8所示的处理相同的三维造型处理,使步骤S215中的第二判定值Pj2根据由温度获取部90获得的周围温度而变化。图8所示那样的电机电量相对于电机转速的变化的变化程度根据驱动电机32的周围温度而变化。因此,根据周围温度,从表观上来看,预测出的驱动电机32的寿命到达时期有可能会早、或者有可能会晚。通过如上所述根据周围温度确定第二判定值Pj2,在第二寿命到达时期的预测中考虑到了周围温度的影响,从而能够更加适当地预测驱动电机32的寿命到达时期。因此,在三维造型物的造型中途需要更换驱动电机32的可能性进一步降低,从而能够进一步抑制因为更换驱动电机32时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。此外,各周围温度下的第二判定值Pj2例如预先根据调查相对于周围温度的变化的到达电量的变化的实验结果而确定。

另外,在状态观测部600观测驱动电机32的状态和加热器35的状态两者,预测部700预测驱动电机32的寿命到达时期和加热器35的寿命到达时期两者的情况下,控制部500也可以根据周围温度来确定第一判定值Pj1和第二判定值Pj2两者。

D.第四实施方式:

图12是表示第四实施方式中的三维造型物的造型处理的工序图。在第四实施方式中,控制部500获取第一造型数据和第二造型数据作为造型数据。另外,在寿命判定中,当寿命到达时期在第一造型时间内时,控制部500判定寿命到达时期是否在第二造型时间内。第一造型时间是根据第一造型数据推断的造型时间。第二造型时间是根据第二造型数据推断的造型时间。此外,第二实施方式中的三维造型装置100的构成与第一实施方式相同,故省略说明。

图12中的步骤S305至步骤S315与图4中的步骤S105至步骤S115相同,故省略说明。

在步骤S320中,控制部500计算第一造型时间。第一造型时间根据第一造型数据和控制塑化部30及移动机构部400时的控制值进行计算。

在步骤S325中,控制部500计算第二造型时间。第二造型时间根据第二造型数据和控制塑化部30及移动机构部400时的控制值进行计算。

在步骤S330中,控制部500进行判定第一寿命到达时期是否在第一造型时间内的寿命判定。在本实施方式中,在步骤S330中,与图4所示的步骤S125同样地,控制部500通过将加热器35的剩余时间与第一造型时间进行比较,从而进行寿命判定。

当在步骤S330中判定为第一寿命到达时期在第一造型时间内时,在步骤S335中,控制部500进行判定第一寿命到达时期是否在第二造型时间内的寿命判定。在本实施方式中,与在步骤S330中将加热器35的剩余时间与第一造型时间进行比较来进行寿命判定同样地,控制部500通过将加热器35的剩余时间与第二造型时间进行比较来进行寿命判定。

当在步骤S335中判定为第一寿命到达时期在第二造型时间内时,在步骤S340中,控制部500控制通知部800,向使用者通知第一寿命信息。第一寿命信息是表示寿命判定的结果的信息,且是表示第一寿命到达时期在第一造型时间及第二造型时间内的信息。

当在步骤S335中判定为第一寿命到达时期不在第二造型时间内时,在步骤S345中,控制部500控制通知部800,向使用者通知第二寿命信息。第二寿命信息是表示寿命判定的结果的信息,且是表示第一寿命到达时期不在第二造型时间内的寿命信息。使用者可以根据第二寿命信息向控制部500发出指示,以使例如在根据第一造型数据进行三维造型物的造型之前,根据第二造型数据进行三维造型物的造型。此外,第二寿命信息例如也可以包含表示第一寿命到达时期在第一造型时间内的信息。另外,在步骤S335中,控制部500例如也可以劝告使用者开始根据第二造型数据进行三维造型物的造型。

在步骤S350中,控制部500使三维造型装置100待机直到通过指示获取部750获得造型开始指示为止。当通过指示获取部750获得造型开始指示时,控制部500使处理从步骤S350进入步骤S355。当步骤S350在步骤S340之后执行时,使用者可以发出如下造型开始指示,例如,在将已劣化的加热器35更换为未劣化的其他的加热器35之后,开始根据第一造型数据或第二造型数据进行三维造型物的造型。当步骤S350在步骤S345之后执行时,使用者例如可以根据第二寿命信息,发出开始根据第二造型数据进行三维造型物的造型的造型开始指示。

在步骤S355中,控制部500进行三维造型物的造型。当步骤S355在步骤S350之后执行时,控制部500根据待机期间使用者发出的造型开始指示,根据第一造型数据或第二造型数据进行三维造型物的造型。此外,步骤S355在步骤S330中判定为第一寿命到达时期不在造型时间内时也执行。该情况下,在步骤S355中,根据第一造型数据进行三维造型物的造型。

根据以上说明的第四实施方式的三维造型装置100,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当第一寿命到达时期在第一造型时间内时,控制部500判定寿命到达时期是否在第二造型时间内。由此,即使在第一寿命到达时期在第一造型时间内的情况下,当第一寿命到达时期不在第二造型时间内时,控制部500也可以根据第二造型数据进行三维造型物的造型。因此,在新更换加热器35之前,能够更长时间地使用加热器35。

另外,在本实施方式中,当第一寿命到达时期不在第二造型时间内时,控制部500在三维造型物的造型之前控制通知部800,通知表示第一寿命到达时期不在第二造型时间内的寿命信息。因此,使用者例如根据寿命信息向控制部500发出开始根据第二造型数据进行三维造型物的造型的造型开始指示,从而可以根据第二造型数据进行三维造型物的造型。

此外,在其他的实施方式中,当第二寿命到达时期在第一造型时间内时,控制部500也可以判定第二寿命到达时期是否在第二造型时间内。另外,当第二寿命到达时期不在第二造型时间内时,控制部500也可以在三维造型物的造型之前控制通知部800,通知表示第二寿命到达时期不在第二造型时间内的寿命信息。该情况下,控制部500例如可以在与第二实施方式的三维造型装置100b同样的构成中执行上述处理。

另外,在其他的实施方式中,当寿命到达时期不在第二造型时间内时,控制部500也可以不通知表示寿命到达时期不在第二造型时间内的寿命信息。该情况下,控制部500例如也可以不通知使用者便开始根据第二造型数据进行三维造型物的造型。

E.第五实施方式:

图13是表示第五实施方式中的三维造型装置100b的概略构成的图。在本实施方式中,控制部500在三维造型处理中,除了预测加热器35的寿命到达时期以外,还预测移动机构部400的寿命到达时期。此外,三维造型装置100e的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

图13中示出了区域L1及区域L2。区域L1及区域L2是沿作为造型面311的延伸方向的X方向及Y方向的平面区域。图13中分别示出了作为区域L1的-X方向端的位置L1a、作为区域L1的+X方向端的位置L1b、作为区域L2的-X方向端的位置L2a以及作为区域L2的+X方向端的位置L2b。此外,区域L1及区域L2在Y方向上也具有各个区域的一端及另一端,图13中未示出。

区域L1是由控制部500管理的喷出部60的可移动范围。具体而言,控制部500在控制移动机构部400而使喷出部60移动时,根据移动机构部400的控制值计算出喷出部60相对于载置台300的相对位置,并控制移动机构部400的控制值,以使喷嘴61不会在区域L1外移动。即,区域L1是所谓的软性的可移动范围。有时也将表示位置L1a或位置L2a的坐标称为软极限。区域L2是由未图示的限位开关等管理的、喷出部60的所谓硬性的可移动范围。区域L2例如也以通过利用光电传感器、磁传感器等的接近开关来管理。此外,区域L1例如也可以包含与进行三维造型物的造型的区域不同的区域,例如也可以包含用于喷出造型物的造型中未利用的造型材料的区域。另外,例如在识别出喷嘴61向区域L1外移动时,控制部500也可以在制喷出部60向区域L1外移动的同时通过通知部800通知错误信息。

图14是表示第五实施方式中的三维造型物的造型处理的工序图。此外,步骤S405至步骤S435与图4所示的步骤S105至步骤S135相同,故省略说明。

在步骤S440中,预测部700预测第三寿命到达时期。第三寿命到达时期是指加热器35及驱动电机32以外的特定部件达到寿命的时期。在本实施方式中,预测部700作为第三寿命到达时期,根据状态观测部600对移动机构部400的观测结果来预测移动机构部400的寿命到达时期。此外,在其他的实施方式中,也可以构成为由与状态观测部600、预测部700分开的计算机等进行移动机构部400的状态观测、寿命到达时期的预测。

状态观测部600观测移动固定距离的移动部60的移动所需的移动时间作为移动机构部400的状态。具体而言,在本实施方式中,控制部500使喷出部60从上述位置L1a移动至位置L1b。状态观测部600测定此时的喷出部60的移动速度和移动时间。此时,例如在构成移动机构部400的电机劣化时,喷出部60的加速度下降,移动时间增大。此外,在喷出部60的状态观测中,通过测定从位置L1a向位置L1b移动时的喷出部60的移动速度及移动时间,从而测定喷出部60在区域L1内长距离移动时的移动速度及移动时间,因此,可以抑制移动机构部400的故障,并提高移动机构部400的状态的观测精度。在其他的实施方式中,状态观测部600也可以测定在其他地点之间移动的喷出部60的移动速度及移动时间。另外,状态观测部600例如也可以通过对通过喷出部60的多次往复移动测定出的多个测定结果进行统计处理,从而观测移动机构部400的状态。

图15是以横轴为喷出部60的移动时间、纵轴为喷出部60的移动速度的图表。图15示出了使喷出部60从图13所示的位置L1a移动至位置L1b时的、喷出部60的移动时间及移动速度的测定结果的一例。如图15所示,观测时期t2e中的喷出部60的移动时间比观测时期t1e中的移动时间长。因此,移动机构部400在观测时期t2e中的劣化相比观测时期t1e时加剧。

预测部700根据状态观测部600的状态观测的结果预测移动机构部400的寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过预测喷出部60的移动时间超过第三判定值Pj3的时期,从而预测移动机构部400的寿命到达时期。预测部700例如可以与第一实施方式中使用第一达到电量的增加历史预测第一寿命到达时期同样地,使用移动机构部400的移动时间的增加历史来预测移动机构部400的寿命到达时期。

在步骤S445中,控制部500判定第三寿命到达时期是否在造型时间内。即,在本实施方式中,控制部500在步骤S445中判定移动机构部400的寿命到达时期是否在造型时间内。

当在步骤S445中判定为第三寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S450中,控制部500控制通知部800,向使用者通知第三寿命信息。第三寿命信息是表示与步骤S445的第三寿命到达时期相关的判定结果的信息。在本实施方式中,具体而言,在步骤S450中,将表示移动机构部400的寿命到达时期在造型时间内的信息通知给使用者。由此,使用者例如可以在步骤S460中的造型工序之前更换构成已劣化的移动机构部400的部件。此外,在步骤S450中,控制部500例如也可以劝告使用者更换已劣化的部件。

在步骤S455中,控制部500使三维造型装置100e待机直到通过指示获取部750获得造型开始指示为止。当通过指示获取部750获得造型开始指示时,控制部500使处理从步骤S455进入步骤S460。在步骤S460中,控制部500进行三维造型物的造型。使用者例如可以在将构成已劣化的移动机构部400的部件更换为未劣化的其他部件之后发出造型开始指示。此外,步骤S460在步骤S445中判断为第三寿命到达时期不在造型时间内时也执行。

根据以上说明的第五实施方式的三维造型装置100e,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当移动机构部400的寿命到达时期在造型时间内时,控制部500控制通知部800,通知与移动机构部400的寿命相关的信息。由此,使用者可以根据通知部800通知的信息,例如在三维造型物的造型之前,将构成已劣化的移动机构部400的部件更换为未劣化的其他部件。因此,即使在移动机构部400的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换部件的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换部件时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

F.第六实施方式:

图16是表示第六实施方式中的三维造型装置100f的概略构成的图。不同于第一实施方式,本实施方式的三维造型装置100f具备腔室110。另外,三维造型装置100f在腔室110内具备温度获取部90b、腔室加热部115以及第三传感器部116。此外,三维造型装置100f的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

腔室110是收纳三维造型装置100f的装置的一部分的壳体。在本实施方式中,腔室110中收纳有造型单元200、载置台300以及移动机构部400。在腔室110中,例如也可以设有开口部、开闭开口部的门等。该情况下,使用者通过打开门而使开口部变为打开状态,能够从开口部取出腔室110内的造型物。

温度获取部90b由与第二实施方式的温度获取部90相同的温度传感器构成。温度获取部90b获取腔室110内的温度。

腔室加热部115设置于腔室110内。腔室加热部115对腔室110内的空间进行加热。腔室加热部115例如既可以由对腔室110内进行加热的加热器构成,也可以由在从腔室110外取入被加热的空气的同时使空气在腔室110内外循环的循环装置构成。本实施方式的腔室加热部115由控制部500控制。控制部500通过参照温度获取部90b获得的温度调整腔室加热部115的输出,从而调整腔室110内的温度。

第三传感器部116设置于腔室110内。第三传感器部116测定腔室加热部115的温度以及腔室加热部115消耗的电量。第三传感器部116例如由电表和与温度获取部90b同样的温度传感器构成。

在本实施方式中,控制部500执行与图14所示的第五实施方式中的处理相同的三维造型处理。在本实施方式的步骤S440中,预测部700作为第三寿命到达时期,根据状态观测部600对腔室加热部115的观测结果预测腔室加热部115的寿命到达时期。此外,在其他的实施方式中,也可以构成为由与状态观测部600、预测部700分开的计算机等进行腔室加热部115的状态观测、寿命到达时期的预测。

图17是横轴为腔室加热部115消耗的电量、纵轴为腔室加热部115的温度的图表。本实施方式的状态观测部600例如可以与第一实施方式中的加热器35的状态观测同样地,通过计算腔室加热部115的温度达到判定温度Tjf所需的第三到达电量来进行状态观测。如图17所示,观测时期t2f中的第三到达电量为电量P2f,比观测时期t1f中的第三到达电量P1f大。因此,在观测时期t2f中,与观测时期t1f时相比,腔室加热部115的劣化加剧。

预测部700根据状态观测部600的状态观测的结果来预测腔室加热部115的寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过预测第三到达电量超过第四判定值Pj4的时期,从而预测腔室加热部115的寿命到达时期。预测部700例如可以与第一实施方式中使用第一到达电量的增加历史来预测第一寿命到达时期同样地,使用第三到达电量的增加历史来预测腔室加热部115的寿命到达时期。

在本实施方式中,在步骤S445中,控制部500判定第三寿命到达时期是否在造型时间内。即,在本实施方式中,控制部500在步骤S445中判定腔室加热部115的寿命到达时期是否在造型时间内。当在步骤S445中判定为第三寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S450,控制部500控制通知部800,向使用者通知表示腔室加热部115的寿命到达时期在造型时间内的信息。

根据以上说明的第六实施方式的三维造型装置100f,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当腔室加热部115的寿命到达时期在造型时间内时,控制部500控制通知部800,通知与腔室加热部115的寿命相关的信息。由此,使用者可以根据通知部800通知的信息,例如在三维造型物的造型之前,将构成已劣化的腔室加热部115的部件更换为未劣化的其他部件。因此,即使在腔室加热部115的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换部件的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换部件时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

G.第七实施方式:

图18是表示第七实施方式中的三维造型装置100g的概略构成的图。不同于第一实施方式,本实施方式的三维造型装置100g具备送风部105。此外,三维造型装置100g的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

送风部105具备呈等角度间隔地配置于喷出部60的周围的四根管子106。在图18中,为了便于图示,仅示出了两根管子106。这些管子106例如通过夹具91等固定于喷出部60或螺杆箱31上。各管子106中被导入了压缩空气,从各个管子106的前端朝向从喷出部60喷出至造型面311上的造型材料进行送风。送风部105通过向造型面311上的造型材料进行送风,能够使造型面311上的造型材料的温度降低,促进造型材料的固化。另外,送风部105可以通过调整对造型材料的送风量来调整造型材料的温度降低的速度,从而调整造型材料的固化。来自送风部105的送风量通过控制部500调整。具体而言,控制部500通过调整向管子106的压缩空气的导入量来调整送风量。此外,例如在设置有测定造型面311上的造型材料的温度的传感器的情况下,控制部500也可以根据造型面311上的造型材料的温度来调节送风量。

在本实施方式中,控制部500执行与图14所示的第五实施方式中的处理相同的三维造型处理。在本实施方式的步骤S440中,预测部700作为第三寿命到达时期,根据状态观测部600对送风部105的观测结果来预测送风部105的寿命到达时期。此外,在其他的实施方式中,也可以构成为由与状态观测部600、预测部700分开的计算机等进行送风部105的状态观测、寿命到达时期的预测。

图19是横轴为送风部105消耗的电量、纵轴为送风量的图表。图19所示的电量、送风量例如通过未图示的电表、流量计进行测定。本实施方式的状态观测部600例如可以与第一实施方式中的加热器35的状态观测同样地,通过计算送风量达到判定送风量Af所需的第四到达电量来进行状态观测。如图19所示,观测时期t2g中的第四到达电量为电量P2g,比观测时期t1g中的第三到达电量P1g大。因此,在观测时期t2g中,与观测时期t1g时相比,送风部105的劣化加剧。

预测部700根据状态观测部600的状态观测的结果来预测送风部105的寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过预测第四到达电量超过第五判定值Pj5的时期来预测送风部105的寿命到达时期。预测部700例如可以与第一实施方式中使用第一到达电量的增加历史来预测第一寿命到达时期同样地,使用第四到达电量的增加历史来预测送风部105的寿命到达时期。

在本实施方式中,在步骤S445中,控制部500判定第三寿命到达时期是否在造型时间内。即,在本实施方式中,控制部500在步骤S445中判定送风部105的寿命到达时期是否在造型时间内。当在步骤S445中判定为第三寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S450,控制部500控制通知部800,向使用者通知表示送风部105的寿命到达时期在造型时间内的信息。

根据以上说明的第六实施方式的三维造型装置100g,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当送风部105的寿命到达时期在造型时间内时,控制部500控制通知部800,通知与送风部105的寿命相关的信息。由此,使用者可以根据通知部800通知的信息,例如在三维造型物的造型之前,将构成已劣化的送风部105的部件更换为未劣化的其他部件。因此,即使在送风部105的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换部件的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换部件时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

此外,在其他的实施方式中,状态观测部600例如也可以利用温度传感器测定造型面311上表面的温度,作为送风部105的状态而观测相对于造型面311上表面的温度的送风部105的耗电量。

H.第八实施方式:

图20是表示第八实施方式中的三维造型装置100h的概略构成的图。本实施方式的三维造型装置100h与第一实施方式不同,具备冷却塑化部30的冷却部120。此外,三维造型装置100h的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

本实施方式的冷却部120具有:沿着筒部50的外周设置的制冷剂流路121、向制冷剂流路121的内部导入制冷剂的入口部122、与制冷剂流路121连通并将制冷剂向制冷剂流路121的外部排出的出口部123、以及制冷剂循环装置124。本实施方式的制冷剂循环装置124具备未图示的泵和用于冷却制冷剂的冷冻机。此外,在其他的实施方式中,制冷剂流路121也可以不设置于筒部50中,例如也可以设置于螺杆40内。

冷却部120由控制部500控制。具体而言,控制部500通过驱动制冷剂循环装置124,经由入口部122及出口部123使制冷剂在制冷剂流路121内外循环,并在制冷剂循环装置124内冷却制冷剂。控制部500通过这样使制冷剂循环来冷却塑化部30。

控制部500可以通过调整冷却部120的输出来调整塑化部30的温度。例如,通过提高冷却部120的输出,从而抑制塑化部30中的温度过度升高。另外,在如本实施方式这样制冷剂流路121沿筒部50的外周设置的情况下,控制部500可以通过调整冷却部120的输出来抑制筒部50整体的温度升高,并在筒部50的外周附近将温度保持得较低,在筒部50的中央部附近将温度保持得较高。此外,在对冷却部120的输出进行调整的情况下,控制部500例如既可以通过调整制冷剂循环装置124的泵的输出来调整冷却部120内的制冷剂的流量,也可以通过调整冷冻机的输出来调整制冷剂的温度。

在本实施方式中,控制部500执行与图14所示的第五实施方式中的处理相同的三维造型处理。在本实施方式的步骤S440中,预测部700作为第三寿命到达时期,根据状态观测部600对冷却部120的观测结果来预测冷却部120的寿命到达时期。此外,在其他的实施方式中,也可以构成为由与状态观测部600、预测部700分开的计算机等进行冷却部120的状态观测、寿命到达时期的预测。

图21是横轴为制冷剂流量、纵轴为被冷却部温度的图表。制冷剂流量是指在制冷剂流路121内流动的制冷剂的流量。被冷却部温度是指通过冷却部120冷却的被冷却部53的温度。在本实施方式中,如图20所示,被冷却部53构成筒部50的外周部的一部分。制冷剂流量、被冷却部温度通过例如未图示的流量计、温度传感器进行测定。状态观测部600作为冷却部120的状态而观测被冷却部温度被冷却至到达温度T1h时的制冷剂流量即到达流量。如图21所示,观测时期t2h中的到达流量f2比观测时期t1h中的到达流量f1大。即,在观测时期t2h中,与观测时期t1h时相比,用于实现到达温度T1h的制冷剂流量增加,对冷却部120的制冷剂进行冷却的效率降低。因此,冷却部120在观测时期t2h中与观测时期t1h时相比劣化加剧。

预测部700根据状态观测部600对状态观测的结果来预测冷却部120的寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过预测到达流量超过第六判定值Pj6的时期来预测冷却部120的寿命。预测部700例如可以与第一实施方式中使用第一到达电量的增加历史来预测第一寿命到达时期同样地,使用到达流量的增加历史来预测冷却部120的寿命到达时期。

在本实施方式中,在步骤S445中,控制部500判定第三寿命到达时期是否在造型时间内。即,在本实施方式中,控制部500在步骤S445中判定冷却部120的寿命到达时期是否在造型时间内。当在步骤S445中判定为第三寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S450,控制部500控制通知部800,向使用者通知表示冷却部120的寿命到达时期在造型时间内的信息。

根据以上说明的第八实施方式的三维造型装置100h,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当冷却部120的寿命到达时期在造型时间内时,控制部500控制通知部800,通知与冷却部120的寿命相关的信息。由此,使用者可以根据通知部800通知的寿命信息,例如在三维造型物的造型之前,将构成已劣化的冷却部120的部件更换为未劣化的其他部件。因此,即使在冷却部120的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换部件的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换部件时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

此外,在其他的实施方式中,状态观测部600例如也可以作为冷却部120的状态而观测相对于制冷剂流路121内流动的制冷剂的温度的冷却部120的消耗电量。

I.第九实施方式:

图22是表示第九实施方式中的三维造型装置100i的概略构成的图。不同于第一实施方式,本实施方式的造型单元200i的喷出部60i具备喷出量调节部70和吸引部80。此外,三维造型装置100i的未特别说明的方面与第一实施方式相同。

喷出量调节部70设置于供给流路62内。本实施方式的喷出量调节部70由蝶阀构成。喷出量调节部70具备作为轴状构件的驱动轴71和随着驱动轴71的旋转而旋转的板状的阀芯72。驱动轴71通过将未图示的电机的旋转力传递至阀芯72而使阀芯72旋转。驱动轴71以沿着驱动轴71的中心轴的方向与造型材料在供给流路62中的流动方向交叉的方式插通在交叉孔66内。

喷出量调节部70通过调节在供给流路62内流动的造型材料的流量来调节喷出量。具体而言,喷出量调节部70改变阀芯72的旋转角,从而调节在供给流路62内流动的造型材料的流量。有时也将阀芯72的旋转程度称为阀芯72的开阀率。当通过驱动轴71旋转而使阀芯72的板状的面与供给流路62中的造型材料的流动方向垂直时,开阀率变为0。当开阀率为0时,塑化部30与喷嘴61不连通,停止从喷嘴61中喷出造型材料。当阀芯72的板状的面与供给流路62中的造型材料的流动方向平行时,开阀率变为100。本实施方式的喷出量调节部70由控制部500控制。

图23是表示吸引部80的概略构成的图。吸引部80具备:在供给流路62中连接于喷出量调节部70下游的筒部状的缸体81、收纳于缸体81内的柱塞82、以及驱动柱塞82的柱塞驱动部83。在本实施方式中,柱塞驱动部83由在控制部500的控制下进行驱动的电机和将电机的旋转转换成沿缸体81的轴向的平移方向的移动的齿轮齿条副构成。此外,柱塞驱动部83例如既可以由将电机的旋转转换成沿缸体81的轴向的平移方向的移动的滚珠螺杆构成,也可以由螺线管机构或压电元件等的致动器构成。

如图23中使用箭头所示,当柱塞82向远离供给流路62的+Y方向移动时,缸体81内变为负压,因此,从供给流路62到喷嘴61的造型材料被吸引至缸体81内。另一方面,当柱塞82向靠近供给流路62的-Y方向移动时,缸体81内的造型材料被柱塞82推出至供给流路62。此外,有时也将柱塞82向远离供给流路62的方向的移动称为柱塞82的后退。另外,有时也将柱塞82向靠近供给流路62的方向的移动称为柱塞82的前进。

当停止从喷出部60i中喷出造型材料时,控制部500使柱塞82后退,朝向缸体81吸引从喷出部60i喷出的造型材料,从而能够抑制造型材料从喷出部60i的喷嘴孔69以拉丝的方式下垂的拖尾。此外,有时也将该拖尾的抑制称为断尾。控制部500可以通过控制喷出量调节部70和吸引部80,从而高精度地控制从喷出部60i喷出造型材料的开始和停止。

在本实施方式中,控制部500执行与图14所示的第五实施方式中的处理相同的三维造型处理。在本实施方式的步骤S440中,预测部700作为第三寿命到达时期,根据状态观测部600对喷出量调节部70的观测结果来预测喷出量调节部70的寿命到达时期。此外,在其他的实施方式中,也可以构成为由与状态观测部600、预测部700分开的计算机等进行喷出量调节部70的状态观测、寿命到达时期的预测。

图24是横轴为喷出量调节部70的开阀驱动时间、纵轴为喷出量调节部70的开阀驱动电流的图表。开阀驱动时间是指使喷出量调节部70的阀芯72的开阀率从0变为100所需的时间,开阀驱动电流是指使喷出量调节部70的阀芯72的开阀率从0变为100所需的电流值。例如,在构成喷出量调节部70的电机劣化的情况下,用于使阀芯72旋转的电流值增加,开阀驱动电流或开阀驱动时间增加。本实施方式的状态观测部600作为喷出量调节部70的状态而观测开阀驱动时间。如图24所示,观测时期t2i中的开阀驱动时间比观测时期t1i中的开阀驱动时间大。因此,喷出量调节部70在观测时期t2i中与观测时期t1i时相比劣化加剧。

预测部700根据状态观测部600的状态观测的结果来预测喷出量调节部70的寿命到达时期。在本实施方式中,预测部700通过预测开阀驱动时间超过第七判定值Pj7的时期来预测喷出量调节部70的寿命。预测部700例如可以与第一实施方式中使用第一达到电量的增加历史来预测第一寿命到达时期同样地,使用开阀驱动时间的增加历史来预测喷出量调节部70的寿命到达时期。

在本实施方式中,在步骤S445中,控制部500判定第三寿命到达时期是否在造型时间内。即,在本实施方式中,控制部500在步骤S445中判定喷出量调节部70的寿命到达时期是否在造型时间内。当在步骤S445中判定为第三寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S450,控制部500控制通知部800,向使用者通知表示喷出量调节部70的寿命到达时期在造型时间内的信息。

根据以上说明的第八实施方式的三维造型装置100i,在加热器35的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换加热器35的可能性也降低,从而能够抑制因为更换加热器35时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。特别是在本实施方式中,当喷出量调节部70的寿命到达时期在造型时间内时,控制部500控制通知部800,通知与喷出量调节部70的寿命相关的信息。由此,使用者可以根据通知部800通知的信息,例如在三维造型物的造型之前,将构成已劣化的喷出量调节部70的部件更换为未劣化的其他部件。因此,即使在喷出量调节部70的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换部件的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换部件时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

此外,在其他的实施方式中,状态观测部600例如也可以根据开阀驱动时间和开阀驱动电流的关系来观测喷出量调节部70的状态。该情况下,例如,也可以作为喷出量调节部70的状态而观测所测定的开阀驱动时间与开阀驱动电流之间的关系的图表(plot)相对于使未使用的喷出量调节部70的开阀率从0变为100时的开阀驱动时间与开阀驱动电流之间的关系的图表的背离度,并预测背离度超过特定值的时期作为喷出量调节部70的寿命到达时期。另外,例如,也可以作为喷出量调节部70的状态而观测使开阀率从0变为100所需的电流值或电量。

此外,在其他的实施方式中,例如,在步骤S440中,也可以预测吸引部80的寿命到达时期作为第三寿命到达时期。该情况下,状态观测部600例如既可以作为柱塞82的状态而观测柱塞82的前进或后退所需的时间或电流值、电量等,也可以根据柱塞82的前进或工序所需的时间与电流值的关系来观测柱塞82的状态。另外,预测部700可以与喷出量调节部70的寿命到达时期的预测同样地,使用增加历史来预测柱塞82的寿命到达时期。该情况下,进一步地,当在步骤S445中判定为吸引部80的寿命到达时期在造型时间内时,在步骤S450中向使用者通知与吸引部80的寿命相关的信息。由此,使用者可以根据被通知的信息,例如在三维造型物的造型之前,将构成已劣化的吸引部80的部件更换为未劣化的其他部件。

J.其他实施方式:

(J-1)在上述实施方式中,状态观测部600在加热器温度达到判定温度之前的阶段计算预测的第一到达电量。相对于此,例如,也可以在加热器温度达到判定温度Tj之后计算作为实测值的第一到达电量。另外,同样地,状态观测部600也可以在电机转速达到判定转速Rj之后计算作为实测值的第二到达电量。

(J-2)在上述实施方式中,状态观测部600作为加热器35的状态而观测第一到达电量。相对于此,作为加热器35的状态,状态观测部600也可以观测加热器35的温度达到判定温度所需的第一到达时间,而不是第一到达电量。具体而言,状态观测部600可以与图5所示的第一到达电量的观测同样地,根据加热器温度相对于加热器35的工作时间的变化来观测第一到达时间。另外,该情况下,预测部700也可以通过预测第一到达时间超过判定值的时期来预测第一寿命到达时期。具体而言,预测部700可以与图6所示的第一到达电量的增加历史同样地,使用第一到达时间的增加历史来预测第一寿命到达时期。进而,作为加热器35的状态,状态观测部600也可以不观测第一到达电量或第一到达时间。例如,状态观测部600也可以观测加热器35的累积耗电量作为加热器35的状态。该情况下,预测部700也可以通过预测加热器35的累积耗电量超过第一判定值的时期来预测第一寿命到达时期。另外,同样地,作为驱动电机32的状态,状态观测部600也可以观测驱动电机32的转速达到判定转速所需的第二到达时间或驱动电机32的累积耗电量,而不是第二到达电量。另外,例如也可以通过测定造型材料的喷出量而算出螺杆40对材料的可塑化量,观测驱动电机32的转速的控制值、或相对于电机电量的材料的可塑化量。

(J-3)在上述实施方式中,当寿命到达时期在造型时间内时,控制部500在接收到来自使用者的造型开始指示之后进行三维造型物的造型。相对于此,控制部500也可以不接收来自使用者的造型开始指示而进行三维造型物的造型。控制部500例如也可以在判定为寿命到达时期在造型时间内之后,在经过了预定的时间之后进行三维造型物的造型。

(J-4)在上述实施方式中,螺杆40是平头螺杆。相对于此,螺杆40也可以不是平头螺杆,而是其他的螺杆。螺杆40例如也可以是借助驱动电机32旋转的同轴直列螺杆。该情况下,塑化部30也可以不具有筒部50。

(J-5)在上述实施方式中,通知部800由显示视觉信息的液晶监视器构成。相对于此,通知部800也可以不由液晶监视器构成。通知部800例如也可以构成为通知语音信息的扬声器。另外,通知部800也可以由通过向其他的计算机等发送消息来通知信息的通信设备构成。进而,通知部800也可以构成为并用多个上述那样的通知手段来通知信息。

(J-6)在上述实施方式中,两根棒状的加热器35埋设于筒部50中。相对于此,加热器35也可以不埋设在筒部50中。例如,加热器35也可以设置于螺杆40中。另外,加热器35的个数既可以是一个,也可以是三个以上。

(J-7)在上述实施方式中,造型单元200使颗粒状的材料塑化形成为造型材料,使造型材料在载置台300上堆积而进行三维造型物的造型。相对于此,造型单元200例如也可以构成为以所谓的FDM方式进行三维造型物的造型,所述FDM方式是将丝状的材料塑化形成为造型材料,并使造型材料在载置台300上堆积而进行三维造型物的造型。

(J-8)在上述实施方式中,控制部500发挥作为状态观测部600、预测部700以及指示获取部750的功能。相对于此,控制部500也可以不发挥作为状态观测部600、预测部700以及指示获取部750的功能。例如,状态观测部600和预测部700也可以不是作为控制部500的功能的一部分而构成,而是状态观测部600和预测部700分别由具备一个以上的处理器、主存储装置、以及与外部进行信号的输入输出的输入输出接口的计算机构成。另外,指示获取部750既可以被构成为与控制部500分开并经由电气配线或无线通信获取造型开始指示的获取部,也可以构成为具有这样的获取部的计算机等。该情况下,控制部500可以经由例如电气配线或无线通信获取通过指示获取部750获得的造型开始指示。

(J-9)在上述第五实施方式至第九实施方式中,在图14所示的三维造型处理中,预测第一寿命到达时期和第三寿命到达时期。相对于此,在第五实施方式至第九实施方式中,例如既可以预测第二寿命到达时期和第三寿命到达时期,也可以预测第一寿命到达时期、第二寿命到达时期以及第三寿命到达时期。另外,在一次三维造型处理中,作为第三寿命到达时期,例如也可以预测第五实施方式至第九实施方式所示的多个部件的寿命。进而,第三寿命到达时期的预测既可以在第一寿命到达时期或第二寿命到达时期的预测之前进行,也可以与第一寿命到达时期或第二寿命到达时期的预测同时进行。

K.其他方式:

本发明并不限于上述实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实现。例如,本发明也可以通过以下的方式实现。与以下记载的各方式中的技术特征对应的上述实施方式中的技术特征,为了解决本发明的课题的一部分或全部、或者为了实现本发明的效果的一部分或全部,可以适当地进行替换或组合。另外,只要在本说明书中未说明该技术特征为必须特征,便能够适当地删除。

(1)根据本发明的第一方式,提供一种三维造型装置。该三维造型装置具备:塑化部,具有驱动电机、加热器以及借助所述驱动电机旋转的螺杆,并将材料塑化而生成造型材料;喷出部,向载置台喷出所述造型材料;移动机构部,变更所述喷出部与所述载置台的相对位置;状态观测部,观测所述驱动电机或所述加热器的状态;预测部,根据所述状态观测部的观测结果预测所述驱动电机或所述加热器的寿命到达时期;通知部;以及控制部,根据造型数据控制所述塑化部及所述移动机构部以进行三维造型物的造型。所述控制部进行判定由所述预测部预测出的所述寿命到达时期是否在根据所述造型数据推定的造型时间内的寿命判定,当所述寿命到达时期在所述造型时间内时,在所述三维造型物的造型之前对所述通知部进行控制,以通知表示所述寿命判定的结果的寿命信息。

根据这样的方式,使用者可以根据通知部通知的寿命信息,例如在三维造型物的造型之前,将已劣化的驱动电机或加热器更换为未劣化的其他的驱动电机或加热器。因此,即使在驱动电机或加热器的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换驱动电机或加热器的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换驱动电机或加热器时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

(2)在上述方式的三维造型装置中,也可以是所述状态观测部观测所述加热器的温度达到判定温度所需的第一到达时间、或者所述加热器的温度达到所述判定温度所需的第一到达电量作为所述加热器的状态,所述预测部通过预测所述第一到达时间或所述第一到达电量超过第一判定值的时期,从而预测所述加热器达到寿命的第一寿命到达时期作为所述寿命到达时期。根据这样的方式,可以在加热器的升温时简单容易地观测加热器的状态,从而可以高效地预测加热器的寿命到达时期。

(3)在上述方式的三维造型装置中,也可以具备获取作为所述塑化部外部的温度的周围温度的温度获取部,所述控制部根据所述周围温度确定所述第一判定值。根据这样的方式,在预测部对第一寿命到达时期的预测中考虑到了周围温度的影响,从而能够更加适当地预测第一寿命到达时期。因此,在三维造型物的造型中途需要更换加热器的可能性进一步降低,从而能够进一步抑制因为更换加热器时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

(4)在上述方式的三维造型装置中,也可以是所述状态观测部观测所述驱动电机的转速达到判定转速所需的第二到达时间、或者所述驱动电机的转速达到所述判定转速所需的第二到达电量作为所述驱动电机的状态,所述预测部通过预测所述第二到达时间或所述第二到达电量超过第二判定值的时期,从而预测所述驱动电机达到寿命的第二寿命到达时期作为所述寿命到达时期。根据这样的方式,可以在使驱动电机的转速增加时简单容易地观测驱动电机的状态,从而可以高效地预测驱动电机的寿命到达时期。

(5)在上述方式的三维造型装置中,也可以具备获取作为所述塑化部外部的温度的周围温度的温度获取部,所述控制部根据所述周围温度确定所述第二判定值。根据这样的方式,在预测部对第二寿命到达时期的预测中考虑到了周围温度的影响,从而能够更加适当地预测第二寿命到达时期。因此,在三维造型物的造型中途需要更换驱动电机的可能性进一步降低,从而能够进一步抑制因为更换驱动电机时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

(6)在上述方式的三维造型装置中,也可以具备从使用者获取开始进行所述三维造型物的造型的造型开始指示的指示获取部,所述控制部在所述寿命到达时期在所述造型时间内时,在通过所述通知部通知了所述寿命信息之后,在通过所述指示获取部获得所述造型开始指示之后进行所述三维造型物的造型。根据这样的方式,使用者例如可以在将已劣化的驱动电机或加热器更换为其他的驱动电机或加热器之后发出造型开始指示,开始进行三维造型物的造型。因此,即使在驱动电机或加热器的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换驱动电机或加热器的可能性也会进一步降低,从而能够进一步抑制因为更换驱动电机或加热器时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

(7)在上述方式的三维造型装置中,也可以是所述控制部获取第一造型数据和第二造型数据作为所述造型数据,当在所述寿命判定中所述寿命到达时期在根据所述第一造型数据推定的第一造型时间内时,所述控制部判定所述寿命到达时期是否在根据所述第二造型数据推定的第二造型时间内。根据这样的方式,即使在第一寿命到达时期在第一造型时间内的情况下,当第一寿命到达时期不在第二造型时间内时,控制部也可以根据第二造型数据进行三维造型物的造型。因此,在新更换加热器之前,能够更长时间地使用加热器。

(8)在上述方式的三维造型装置中,也可以是当所述寿命到达时期不在所述第二造型时间内时,所述控制部在所述三维造型物的造型之前对所述通知部进行控制,以通知表示所述寿命到达时期不在所述第二造型时间内的所述寿命信息。根据这样的方式,使用者例如可以根据寿命信息向控制部发出开始按照第二造型数据进行三维造型物的造型的造型开始指示。因此,在新更换加热器之前,能够更长时间地使用加热器。

(9)在上述方式的三维造型装置中,也可以是所述螺杆具有以旋转轴为中心旋转且形成有槽的槽形成面,所述塑化部具有与所述槽形成面对置的筒部。根据这样的方式,由于可以使塑化部小型化,因而可以使三维造型装置小型化。

(10)根据本发明的第二方式,提供一种三维造型物的制造方法,利用具有驱动电机、加热器以及借助所述驱动电机旋转的螺杆的塑化部将材料塑化从而形成为造型材料,并从喷出部向载置台喷出所述造型材料而进行三维造型物的造型。该制造方法包括:第一工序,观测所述驱动电机或所述加热器的状态;第二工序,根据所述状态的观测结果预测所述驱动电机或所述加热器的寿命到达时期;第三工序,判定预测出的所述寿命到达时期是否在根据造型数据推定的造型时间内;第四工序,当所述寿命到达时期在所述造型时间内时,在所述三维造型物的造型之前通知作为所述寿命判定的结果的寿命信息;以及第五工序,根据所述造型数据控制所述塑化部及变更所述喷出部与所述载置台的相对位置的移动机构部进行所述三维造型物的造型。

根据这样的方式,使用者可以根据被通知的寿命信息,例如在三维造型物的造型之前,将已劣化的驱动电机或加热器更换为未劣化的其他的驱动电机或加热器。因此,即使在驱动电机或加热器的劣化加剧的情况下,在三维造型物的造型中途需要更换驱动电机或加热器的可能性也会降低,从而能够抑制因为更换驱动电机或加热器时造型中断、或者重新开始而导致造型品质降低。

本发明并不限于上述的三维造型装置、三维造型物的制造方法,能够以各种方式实现。例如,能够以三维造型装置的控制方法、用于进行三维造型物的造型的计算机程序、记录有计算机程序的非暂时性的有形的记录介质等的方式实现。

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