CN107825698B - 三维造型装置、三维造型方法及存储介质 - Google Patents

三维造型装置、三维造型方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供三维造型装置、三维造型方法及存储介质，可抑制材料流动引起的立体物造型精度下降。三维造型装置层积由具有流动性的材料形成的材料层来成形立体物，执行第一造型处理、第二造型处理和第三造型处理，在所述第一造型处理中，形成向所述材料层的层积方向突出的多个凸部，形成与两个以上所述凸部相邻且比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部，在所述第二造型处理中，在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层，在所述第三造型处理中，在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部。

Description

三维造型装置、三维造型方法及存储介质
技术领域
本发明涉及三维造型装置、三维造型方法及存储介质。
背景技术
作为三维造型装置，公开有采用在高度方向依次重叠表示造型对象、即立体物的截面的材料层，从而成形该立体物的方法的装置(例如，下面的专利文献1)。这样的造型技术还被称为增材制造(additive manufacturing)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-212042号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在如上所述的三维造型装置中，在形成构成立体物的材料层时，由于材料具有流动性，有时降低立体物的尺寸精度(造型精度)。本发明的目的在于提供一种通过与现有方法不同的方法，可以改善材料流动带来的立体物造型精度下降的技术。
用于解决技术问题的手段
本发明是为了解决上述技术问题中的至少一个而做出的，可以通过以下方式实现。
[1]根据本发明的第一方式，提供一种三维造型装置。该三维造型装置具有造型部以及控制部。所述造型部通过层积由具有流动性的材料形成的材料层而成形立体物。所述控制部控制所述造型部。所述控制部执行第一造型处理，形成向层积所述材料层的层积方向突出的多个凸部，从而形成比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部。所述控制部执行第二造型处理，在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层。所述控制部执行第三造型处理，在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部。
根据该方式的三维造型装置，抑制配置在凹部的材料流动，并且抑制配置在凸部顶部的材料流向凹部流动，在凸部以及凹部的每一个中限制液体流动的范围。因此，抑制材料层表面的平整度因材料的流动而下降，提高立体物的造型精度。
[2]在上述方式的三维造型装置中，可以是，所述第一造型处理是层积两层以上所述材料层而形成所述凸部的处理，所述第二造型处理是如下处理：在所述凸部的所述材料层与所述凹部内的所述材料层之间产生两层所述材料层量的厚度以上的分开距离的状态下，在所述凸部上和所述凹部内分别层积一层以上的所述材料层。
根据该方式的三维造型装置，可使得层积在凸部上的材料层与形成在凹部内的材料层在层积方向上适当分开，从而进一步抑制材料从凸部向凹部流动。因此，可进一步抑制材料层表面的平整度下降。
[3]在上述方式的三维造型装置中，可以是，所述第一造型处理是如下处理：以所述凸部和所述凹部在垂直于所述层积方向的第一方向和垂直于所述层积方向及所述第一方向的第二方向的各方向上交替排列的方式，形成所述凸部。
根据该方式的三维造型装置，凸部和凹部形成为在沿形成的材料层的表面的方向上分散，所以可提高材料层表面的平滑度。
[4]在上述方式的三维造型装置中，可以是，所述造型部通过去除包含在所述材料中的溶剂的至少一部分而形成所述材料层。根据该方式的三维造型装置，限制去除溶剂之前的材料的流动范围，所以可抑制材料层表面的平整度下降。
[5]在上述方式的三维造型装置中，可以是，所述造型部通过使得包含在所述材料中的粉末熔化后进行固化，形成所述材料层。根据该方式的三维造型装置，抑制熔化材料时的该材料的流动范围，所以可抑制材料层表面的平整度下降。
[6]根据本发明的第二方式，提供一种三维造型方法，通过层积由具有流动性的材料形成的材料层，成形立体物，所述三维造型方法具备如下工序：形成向层积所述材料层的层积方向突出的多个凸部，从而形成比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部；在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层；以及在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部。
根据该三维造型方法，在凸部以及凹部的各形成区域中限制材料的流动范围，所以可抑制材料的流动性引起的材料层表面的平整度下降。
[7]根据本发明的第三方式，提供一种存储介质，存储有使得三维造型装置成形立体物的计算机程序，该三维造型装置层积由具有流动性的材料形成的材料层而成形立体物，所述计算机程序使所述三维造型装置所具有的计算机实现如下功能：形成向层积所述材料层的层积方向突出的多个凸部，从而形成比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部；在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层；以及在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部。
根据该计算机程序，可提高三维造型装置中的立体物的造型精度。
上述的本发明各方式所具有的多个构成元素并不是全部都是必须要具有的，为了解决上述技术问题的一部分或全部、或者为了实现本说明书中记载的一部分或全部效果，对于所述多个构成元素的一部分，可以适当地变更、删除、与新的其他构成元素的替换、删除一部分限定内容。另外，为了解决上述技术问题的一部分或全部、或者为了实现本说明书中记载的一部分或全部效果，可以将包括在上述的本发明一方式中的技术特征的一部分或全部与包含在上述的本发明其他方式中的技术特征的一部分或全部组合，作为本发明的单独的一方式。
可以以除了三维造型装置、三维造型方法以及计算机程序之外的各种方式实现本发明。可以以例如三维造型装置的控制方法及控制装置、用于三维造型的数据的制作方法以及用于制作该数据的计算机程序、记录用于三维造型的计算机程序的非暂时性记录介质等方式实现。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的三维造型装置构成的示意图。
图2是示出三维造型装置中执行的造型工序顺序的流程图。
图3是示意性示出工序1中形成的材料层的第一示意图。
图4是示意性示出工序1中形成的材料层的第二示意图。
图5是示意性示出工序2中形成的材料层的第一示意图。
图6是示意性示出工序2中形成的材料层的第二示意图。
图7是示意性示出工序3中形成的材料层的第一示意图。
图8是示意性示出工序3中形成的材料层的第二示意图。
图9是示意性示出工序4中形成的材料层的示意图。
图10是示出第二实施方式中的三维造型装置构成的示意图。
附图标记说明
10：造型部，11：材料供给部，11m：主体部，11n：喷嘴，12：造型台，12s：面，13：移动机构，14：固化能量给予部，15：控制部，15a：CPU，15b：存储器，16：熔化能量给予部，20：凸部，20a：第一层，20b：第二层，21：凹部，100、100A：三维造型装置，MD：数据，ML、ML1～MLn：材料层，MLs：材料层，MT：材料。
具体实施方式
A、第一实施方式：
图1是示出第一实施方式中的三维造型装置100的构成的示意图。图1示出了箭头G，表示三维造型装置100以通常使用状态配置时的重力方向(竖直方向)。在后面参照的各图中，也适当地示出了箭头G。
本实施方式的三维造型装置100通过造型部10依次层叠材料层，从而成形立体物。该材料层构成将作为造型对象的立体物在一定方向以微小间隔切割为多个得到的层，通过配置具有流动性的材料MT并固化而形成。在本实施方式中，根据造型分辨率，在预定的坐标呈点状(dot)排列因包含溶剂而具有流动性的材料MT，从而形成各材料层。在后面说明材料MT的具体例子。三维造型装置100的造型部10具备材料供给部11、造型台12、移动机构13以及固化能量给予部14。
材料供给部11向造型台12上的指定位置喷出并配置具有流动性的材料MT的液滴。材料供给部11具有由金属制成的空心容器构成的主体部11m。材料供给部11的主体部11m设有与主体部的内部空间连通的喷嘴11n。喷嘴11n朝造型台12开口。喷嘴11n的口径可以是例如5～300μm程度。材料供给部11通过设在主体部11m内部的活塞的往返移动，从喷嘴11n呈液滴状喷出从材料供给源(未图示)加压供给到主体部11m的材料MT。在本实施方式中，材料供给部11从重力方向上侧朝下方的造型台12喷出材料MT的液滴。材料供给部11每次喷出1点量的材料MT。需要说明的是，材料供给部11还可以通过除活塞的往返移动之外的方法从喷嘴11n喷出材料MT。材料供给部11还可以是例如利用通过压电元件等使填充有材料MT的压力室的内壁面变形时的该压力室内的压力变动来喷出材料MT。
造型台12是用于成形作为造型对象的立体物的基台，具有形成材料层的面12s。在本实施方式中，水平配置面12s。图1示出了表示以造型台12的面12s为基准的方向的箭头X、Y、Z。箭头X、Y分别表示沿造型台12的面12s且彼此正交的两个方向。箭头X、Y的方向分别与材料供给部11使材料MT液滴在造型台12的面12s上落下的坐标的坐标轴方向一致。在本实施方式中，箭头X、Y表示平行于水平方向的方向。箭头Z表示与造型台12的面12s正交的方向。箭头Z的方向与在造型台12上层积材料层的层积方向一致。层积方向可以视为立体物的高度方向。在本实施方式中，箭头Z的方向与重力方向一致。
移动机构13使造型台12相对于材料供给部11的喷嘴11n相对移动。移动机构13使造型台12向沿箭头X、Y、Z的方向位移。移动机构13具备产生驱动力的马达、使造型台12向沿箭头X、Y的方向移动的辊轮或传动带、使造型台12向沿箭头Z的方向移动的升降机等各种促动器(省略示出这些部件)。在本实施方式中，造型台12相对于材料供给部11移动，从而控制材料MT液滴在造型台12的面12s上的的落下位置。需要说明的是，在三维造型装置100中，还可以构成为固定造型台12，材料供给部11通过移动机构13相对于造型台12进行位移。
固化能量给予部14向落到造型台12上的材料MT的液滴给予能量，去除包含在材料MT中的溶剂的至少一部分，降低材料MT的流动性，使得材料MT比喷出时更加固化。这时，优选地，固化能量给予部14将材料MT固化到至少能够维持材料层形状的程度。在本实施方式中，固化能量给予部14由激光装置构成，通过照射激光，向材料MT给予光能量。固化能量给予部14至少包括激光光源、用于将从激光光源发射的激光集中在落到造型台12上的液滴的聚光透镜以及用于扫描激光的振镜(未图示)。固化能量给予部14利用激光扫描材料MT的落下位置，通过激光的光能量加热材料MT，从而减少包含在材料MT中的溶剂的量。每当材料供给部11喷出材料MT的液滴时、或者按照每个材料层，固化能量给予部14向该材料MT给予用于固化的能量。
除了上述的造型部10之外，三维造型装置100还具备控制造型部10的控制部15。控制部15由具备CPU15a以及存储器15b的计算机构成。CPU15a从存储器15b读取并执行计算机程序，从而发挥各种功能。CPU15a执行用于使得三维造型装置100成形立体物的计算机程序。该计算机程序使控制部15实现控制造型部10执行后述的平整部位的造型工序的功能。该计算机程序可以记录在例如硬盘或闪存、DVD-ROM等各种记录介质中。
控制部15按照上述的计算机程序，控制上述的材料供给部11、移动机构13以及固化能量给予部14。控制部15从连接于三维造型装置100的外部计算机(未图示)接收用于成形立体物的数据MD。该数据MD中包含表示用于形成在立体物的高度方向层叠的各材料层的材料MT的配置位置的数据。另外，本实施方式中，数据MD表示的材料MT的配置位置是通过材料供给部11喷出而配置材料MT的点的位置。
控制部15基于该数据MD，确定使材料供给部11喷出材料MT的液滴的定时或该液滴在造型台12上的落下位置、固化能量给予部14的激光照射位置或照射定时等处理条件。控制部15还可以具有根据表示立体物的数据MD，制作表示后述的造型工序中材料层形成顺序的数据的功能。控制部15还可以通过网络或记录介质来获得数据MD，而不是从外部计算机获得。在后面说明在控制部15的控制下执行的造型工序的内容。
说明在本实施方式中使用的材料MT的具体例子。在本实施方式中，材料MT是包含粉末材料以及溶剂的糊状的流动性组合物。材料MT还可以包含粉末材料以及溶剂。作为粉末材料，可以是例如，镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单体粉末、或者包含这些金属中一种以上的合金粉末(马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金)、或者组合了选自单体粉末和合金粉末的一种或两种以上的混合粉末。材料MT的溶剂可以是例如水；乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙基、乙酸正丁酯、乙酸异丁基等乙酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳族烃类；甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基铵类；二甲基亚砜、二乙亚砜等亚砜类溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶类溶剂；四烷基铵(例如，四正丁基乙酸铵等)等离子液体等或者选自其中的一种或两种以上的组合。
材料MT可以是在上述的粉末材料和溶剂中混合粘合剂而形成为泥浆状或糊状的混合材料。粘合剂可以是例如丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂、纤维素类树脂或其他合成树脂或者PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)或者其他热塑性树脂。材料MT并不限定于包含上述粉末材料的材料，还可以是熔化了例如聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯等通用工程塑料等树脂的材料。除此之外，材料MT还可以是聚砜、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、聚醚醚酮等工程塑料等树脂。如上所述，作为材料MT，可以采用除了上述金属之外的金属、陶瓷、树脂等。材料MT中还可以包含烧结助剂。
参照图2～图9，说明三维造型装置100中执行的造型工序的一例。图2是示出三维造型装置100中执行的造型工序顺序的流程图。图3～图9是示意性示出在图2的各工序中层积在造型台12上的材料层ML的一例的示意图。图3～图9的图面上部示出了从箭头Z方向观察时的造型台12上的材料层ML。另外，图3～图9的图面下部示出了各自的图面上部示出的A-A截面的材料层ML的示意性截面。
为了便于说明，在图3～图9的图面上部，通过呈格子状划分的虚线来表示造型台12的面12s上的坐标。控制部15使材料供给部11向通过该虚线划分的各网格内喷出材料MT的液滴，从而形成材料MT的点(dot)。下面，将由一个材料MT的点(dot)形成且构成材料层ML的一部分的点(dot)单位的材料层称为“材料层MLs”。为了便于说明，在图3～图9中，材料层MLs的剖面线按照在形成工序不同。另外，为了便于说明，在图3～图9中，以立方体形状示出材料层MLs。实际上，当形成为与其他材料层MLs不连结时，从箭头Z方向观察时，单体的材料层MLs具有大致圆形形状的外周轮廓，从箭头X、Y方向观察时，具有大致是半圆形在层积方向被压缩的形状。
本实施方式的三维造型装置100至少在形成包含在立体物中的平整部位时，执行下面说明的造型工序。“平整部位”是指平整的材料层ML层积了预定层数以上的部位。“平整的材料层ML”是指在箭头X、Y方向上，分别有预定数量以上的材料层MLs以没有隔开点(dot)间隔方式连续排列的材料层ML。在本实施方式中，将箭头X、Y每个方向上排列有两层以上材料层MLs的平整的材料层ML层积了四层以上的部位称为平整部位。平整部位的表面不一定要构成作为造型对象的立体物的表面。平整部位可以是其一部分或者全部被埋在立体物内部的部位。下面，作为有助于理解的具体例子，说明具有大致长方形形状的平整部位的造型工序。
在工序1中，控制部15执行第一造型处理，通过固化从材料供给部11喷出的材料MT，从而在造型台12上形成向层积方向突出的多个凸部20(图3、图4)。各凸部20只要在不同坐标上具有顶点即可，在下端部等中，一部分与其他凸部20连结也可以。优选地，层积两层以上的材料层MLs来形成各凸部20。在后面说明其理由。在本实施方式中，层积两层材料层MLs来形成各凸部20(图4)。
控制部15形成用于构成作为各凸部20的基端部的第一层20a的多个材料层MLs(图3)。构成第一层20a的材料层MLs构成平整部位的最下层、即第一层的材料层ML1的一部分。在本实施方式中，构成第一层20a的材料层MLs以在箭头X方向(第一方向)和箭头Y方向(第二方向)上分别交替出现形成有材料层MLs的区域和未形成有材料层MLs的区域的方式排列。更加具体地，构成第一层20a的材料层MLs在箭头X方向和箭头Y方向上分别隔开1点(dot)间隔排列。
其次，控制部15在各第一层20a上形成用于构成作为凸部20上端部的第二层20b的材料层MLs(图4)。构成第二层20b的材料层MLs构成平整部位的第二层材料层ML2的一部分。
在工序1的第一造型处理中，通过形成上述的凸部20，在造型台12上形成向层积方向凹陷的多个凹部21(图4)。各凹部21是与两个以上凸部20相邻且比凸部20向层积方向凹陷的部位。各凹部21由面向形成在彼此相对的位置上的两个凸部20的侧面的区域构成。该区域包括夹在两个凸部20中的区域、面向相邻排列的两个凸部20中的每一个且在其排列方向上位于该两个凸部20之间的区域。例如，在图4中，包括在X方向和Y方向中的至少一个方向上夹在两个凸部20之间的区域、在X方向以及Y方向的每个方向上分别至少存在一个一个相邻的凸部20的区域。在本实施方式中，第一造型处理可以解释为以在垂直于层积方向的第一方向和垂直于层积方向以及第一方向的第二方向的各方向上、凸部20和凹部21交替排列的方式形成凸部20的处理。
在工序2中，控制部15执行第二造型处理，在各凸部20上层积材料层MLs，并且在各凹部21内形成材料层MLs(图5)。在第二造型处理中，形成在各凹部21内的材料层MLs形成为相对于层积在各凸部20上的材料层MLs向层积方向分开，与层积在各凸部20上的材料层MLs不直接连结。形成在各凹部21内的材料层MLs形成为在比层积在相邻的凸部20上的材料层MLs靠下方处，与构成该凸部20的材料层MLs接触。
在本实施方式中，在第二造型处理中的第一层材料层MLs的层积工序中，在各凸部20上形成用于构成平整部位的第三层材料层ML3的材料层MLs，在各凹部21内形成用于构成平整部位的第一层材料层ML1的材料层MLs。通过该层积工序，完成平整部位的第一层材料层ML1。
在工序2的第二造型处理中，在上述的第一层材料层MLs的层积工序之后，重复在各凸部20的材料层MLs上和各凹部21内的材料层MLs上层积材料层MLs的层积工序(图6)。第二造型处理中的第二层之后的材料层MLs的层积工序重复至各凸部20的材料层MLs达到第n-1层的高度为止。N是自然数，是构成平整部位的材料层ML的层数。当平整部位由四层的材料层ML构成时，可以省略第二造型处理中的第二层之后的层积工序。
第二造型处理是，在凸部20的最顶部的材料层MLs与凹部21内的最顶部的材料层MLs之间形成两层量的材料层MLs的厚度以上的分开距离的状态下，在凸部20上和凹部21内分别层积一层以上的材料层MLs的处理。在本实施方式的第二造型处理中，作为所述的分开距离，在形成两层量的材料层MLs的厚度的状态下重复材料层MLs的层积工序。
在本实施方式中，通过工序2的第二造型处理，在凸部20上形成用于构成平整部位的第n-1层和第n-2层的材料层MLn－1、MLn－2的一部分的材料层MLs。另外，在凹部21内层积n-3层份的材料层MLs，从而完成至平整部位的第n-3层的材料层MLn－3。
在工序3中，控制部15执行第三造型处理，通过将材料MT配置在凹部21内的材料层MLs上并进行固化，填埋凹部21(图7)。在本实施方式中，在凹部21内层积多个材料层MLs，直到达到与凸部20的最顶部的材料层MLs相同高度位置为止，使得第n-1层的材料层MLn－1表面平整(图8)。更加具体地，在凹部21内层积用于构成平整部位的第n-1层和第n-2层的材料层MLn－1、MLn－2的一部分的两层材料层MLs。由此，完成至平整部位的第n-1层的材料层MLn－1。
在工序4中，控制部15执行第四造型处理，形成作为平整部位的最上层的第n层材料层MLn(图9)。在工序4，以覆盖造型台12的平整部位的形成区域内整体的方式形成材料层MLs，从而形成平整的材料层MLn。通过以上工序，结束平整部位的造型工序。需要说明的是，可以省略工序4的第四造型处理。但是，通过执行第四造型处理，可提高平整部位的上表面的平整度、平滑度。在工序4之后，在造型台12中所成形的立体物还可以通过加热炉或加热器进行烧结。
如上所述，根据本实施方式的三维造型装置100，在形成平整部位时，在第一造型处理中，形成凸部20以及凹部21，在第二造型处理中，在凸部20之上和凹部21内形成材料层MLs。在第二造型处理中，形成在凸部20上的材料层MLs和形成在凹部21内的材料层MLs形成为不直接连结，从而配置在凸部20上的材料MT和配置在凹部21内的材料MT不接触。由此，通过凸部20来抑制配置在凹部21内的材料MT流动，并且抑制配置在凸部20上的材料MT流动到凹部21内。从而，能够细微分散具有流动性的材料MT的配置区域，可抑制具有流动性的1点(dot)量的材料MT之间连接而材料MT在较广范围内流动扩散。因此，可抑制干燥速度在材料MT的配置区域内出现差距，并且可抑制由于这样的各部位干燥时间差异导致各材料层ML表面的平整度下降。另外，可抑制平整部位的上表面平整度因材料MT的表面张力引起的材料层ML表面弯曲而下降。
在本实施方式的第二造型处理中，通过两层以上的材料层MLs构成凸部20之后，在凸部20上和凹部21内层积材料层MLs。从而，确保配置在凸部上的区域的材料MT与配置在凹部21内的区域的材料MT之间的分开距离，进一步抑制材料MT从凸部20之上到凹部21内的流动。因此，可抑制材料层ML在各区域内的形状崩溃，可进一步抑制平整部位的尺寸精度下降。
在本实施方式的第一造型处理中，凸部20形成为在箭头X、Y方向的每个方向上凸部20和凹部21交替排列。由此，材料层MLs的形成区域进一步细微分散，可进一步抑制平整部位的尺寸精度下降。尤其是，在本实施方式中，凸部20和凹部21以1点(dot)为单位交替排列，因此能够进一步提高各材料层ML上表面的平整度。
另外，在本实施方式中，在第四造型处理，在提高了平整度的第n-1层的材料层MLn－1上形成以没有隔开点(dot)间隔的方式配置材料MT形成的第n层的材料层MLn。由此，如上所述，可更加细腻地成形平整部位的上表面。
由本实施方式的三维造型装置100成形的平整部位的形状并不限定于作为具体例子说明的上述的大致长方体形状。平整部位在垂直于层积方向的切割面下的截面形状还可以是大致圆形形状、多边形形状等任意形状，可以不是大致四边形形状。另外，除上述的平整部位的造型处理之外，本实施方式的三维造型装置100还可以适当地执行用于成形具有与平整部位不同形状的部位的其他造型处理。
B、第二实施方式：
图10是示出第二实施方式中的三维造型装置100A构成的示意图。第二实施方式的三维造型装置100A具备熔化能量给予部16，以此来代替固化能量给予部14，除此之外，具有与第一实施方式的三维造型装置100大致相同的构成。
熔化能量给予部16通过照射激光将由材料供给部11配置在造型台12上的材料MT加热至材料MT中的粉末材料的融点以上的温度。被熔化能量给予部16照射激光的材料MT的粉末材料在熔化而变成具有流动性的状态之后再被固化。
如此，三维造型装置100A首先熔化包含在材料MT中的粉末材料，使颗粒之间结合，并进行固化，从而形成材料层ML。需要说明的是，在三维造型装置100A中，还可以是材料供给部11将干燥的粉末材料配置在通过控制部15指定的坐标位置，以此来代替材料供给部11喷出包含粉末材料和溶剂的糊状的材料MT。材料供给部11可以是例如以可去除的覆膜包住该粉末材料的状态配置在指定的坐标位置。在三维造型装置100A中，通过熔化能量给予部16，材料MT变为熔化的具有流动性的状态。可解释为，在成形立体物时，三维造型装置100A通过具有流动性的材料MT来形成材料层ML。
在成形平整部位时，三维造型装置100A执行与在第一实施方式中说明的处理相同的造型处理(图2)。由此，与第一实施方式中的说明相同地，提高了平整部位的造型精度。但是，在第二实施方式的三维造型装置100A中，优选地，第一造型处理中形成的凸部20由三层以上的材料层MLs形成。这是因为，在熔化材料MT来形成材料层MLs时，由于其熔化，材料层MLs的高度(厚度)有可能变为比第一实施方式的三维造型装置100时更小。
如上所述，根据第二实施方式的三维造型装置100A，与第一实施方式的三维造型装置100相同地，也可以抑制立体物的尺寸精度因材料的流动而下降，从而可以提高立体物的造型精度。除此之外，根据第二实施方式的三维造型装置100A，可以实现与第一实施方式中说明的作用效果相同的各种作用效果。
C、变形例：
C1、变形例1：
在上述的各实施方式中，材料供给部11以1点(dot)为单位将材料MT喷出配置在造型台12的面12s。相对于此，材料供给部11还可以以除喷出之外的方法，将材料MT配置在造型台12的面12s上，而不是以1点(dot)为单位配置在造型台12的面12s。材料供给部11还可以例如通过丝网印刷等方法，按照材料层ML的每个图案，将材料MT配置在造型台12的面12s上。材料供给部11按照1点(dot)1点或者每个材料层ML，通过转印将材料MT配置在造型台12的面12s上。
C2、变形例2：
在上述第一实施方式中，造型部10通过固化能量给予部14的激光照射，去除包含在材料MT中的溶剂的至少一部分，并进行固化，从而降低材料MT的流动性。在上述第二实施方式中，造型部10通过熔化能量给予部16的激光照射，熔化包含在材料MT中的粉末材料并进行固化。相对于此，造型部10既可以通过除照射激光方法之外的方法去除材料MT的溶剂，也可以熔化包含在材料MT中的粉末材料。造型部10可以通过例如加热器等来加热材料MT。造型部10还可以通过例如熔化剂来熔化材料MT。另外，造型部10还可以将具有流动性的材料MT通过加热烧结来实现固化。造型部10可以通过其他方法来固化材料MT。造型部10还可以通过例如在材料MT上涂布固化剂来实现固化。造型部10还可以采用光固化性树脂作为材料MT，通过光固化来固化材料MT。
C3、变形例3：
在上述的各实施方式中，在工序1的第一造型处理(图3、图4)，凸部20形成为在箭头X方向和箭头Y方向的每个方向上凸部20和凹部21交替排列。相对于此，在工序1的第一造型处理，凸部20还可以形成为例如仅在箭头X或者箭头Y方向中的一个方向上凸部20和凹部21交替排列。
C4、变形例4：
在上述的各实施方式中，在工序1的第一造型处理(图3、图4)，多个凸部20形成为以1点(dot)间隔呈交错排列。相对于此，多个凸部20可以以1点(dot)以上的间隔排列，还可以呈方格状排列，而不是交错排列。多个凸部20还可以随机形成。
C5、变形例5：
在上述的各实施方式中，在工序1的第一造型处理(图3、图4)，层积2层以上的材料层MLs来形成各凸部20。相对于此，还可以由1层的材料层MLs来形成各凸部20，而不是层积多个材料层MLs。这种情况下，构成凸部20的材料层MLs可以形成为比其他部位的材料层MLs更高。
C6、变形例6：
在上述的各实施方式中，在工序1的第一造型处理(图3、图4)，凸部20形成在造型台12上的平整的面12s上。相对于此，凸部20还可以重叠在造型台12上预设的凸结构上。
C7、变形例7：
在上述各实施方式的第一造型处理(图3、图4)中，在形成凸部20时，与形成凸部20的下层部分时相比，可以进一步减少形成上层部分时的材料MT的量。由此，可以较高地堆积形成凸部20。在上述各实施方式的构成中，可以按照层积位置、配置部位来改变各材料层MLs的厚度。
C8、变形例8：
上述各实施方式的材料MT并不限定于第一实施方式中举例的材料。材料MT只要具有从具有流动性的状态固化的性质即可。还可以例如采用粉末状的树脂材料作为材料MT，熔化该树脂材料后进行固化。
C9、变形例9：
在上述各实施方式中，还可以通过硬件来实现通过软件实现的功能以及处理中的一部分或者全部。另外，还可以通过软件来实现通过硬件实现的功能以及处理中的一部分或者全部。作为硬件，可以采用例如集成电路、分立电路或组合了这些电路的电路模块等各种电路。
本发明并不限定于上述实施方式、实施例和变形例，在不脱离其宗旨的范围内可以以各种构成实现。例如，为了解决上述技术问题中的一部分或全部，或者为了实现上述效果中的一部分或全部，可以适当地替换、组合与发明内容中记载的各方式中技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征。另外，在没有说明其技术特征是本说明书中必要的技术特征的情况下，可以适当地删除这些特征。

Claims (5)

1.一种三维造型装置，具备：
造型部，通过层积由具有流动性的材料形成的材料层，成形立体物；以及
控制部，控制所述造型部，
所述控制部执行第一造型处理、第二造型处理和第三造型处理，
在所述第一造型处理中，形成向层积所述材料层的层积方向突出的多个凸部，从而形成比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部，
在所述第二造型处理中，在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层，
在所述第三造型处理中，在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部，
所述第一造型处理是如下处理：层积两层以上所述材料层，以所述凸部和所述凹部在垂直于所述层积方向的第一方向和垂直于所述层积方向及所述第一方向的第二方向的各方向上交替排列的方式，形成所述凸部，
所述第二造型处理是如下处理：在所述凸部的所述材料层与所述凹部内的所述材料层之间产生两层所述材料层量的厚度以上的分开距离的状态下，在所述凸部上和所述凹部内分别层积一层以上的所述材料层，
所述材料是糊状的流动性组合物。
2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其中，
所述造型部通过去除包含在所述材料中的溶剂的至少一部分而形成所述材料层。
3.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其中，
所述造型部通过使得包含在所述材料中的粉末熔化并成为具有流动性的状态后进行固化，形成所述材料层。
4.一种三维造型方法，通过层积由具有流动性的材料形成的材料层，成形立体物，所述三维造型方法具备如下工序：
第一工序，形成向层积所述材料层的层积方向突出的多个凸部，从而形成比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部；
第二工序，在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层；以及
第三工序在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部，
所述第一工序是如下工序：层积两层以上所述材料层，以所述凸部和所述凹部在垂直于所述层积方向的第一方向和垂直于所述层积方向及所述第一方向的第二方向的各方向上交替排列的方式，形成所述凸部，
所述第二工序是如下工序：在所述凸部的所述材料层与所述凹部内的所述材料层之间产生两层所述材料层量的厚度以上的分开距离的状态下，在所述凸部上和所述凹部内分别层积一层以上的所述材料层，
所述材料是糊状的流动性组合物。
5.一种存储介质，存储有使得三维造型装置成形立体物的计算机程序，该三维造型装置层积由具有流动性的材料形成的材料层而成形立体物，所述计算机程序使所述三维造型装置所具有的计算机实现如下功能：
第一功能，形成向层积所述材料层的层积方向突出的多个凸部，从而形成比所述凸部向所述层积方向凹陷的凹部；
第二功能，在所述凸部上层积所述材料层，并且在所述凹部内形成与层积在所述凸部上的所述材料层分开的所述材料层；以及
第三功能，在所述凹部内的所述材料层上配置所述材料，从而填埋所述凹部，
所述第一功能是如下功能：层积两层以上所述材料层，以所述凸部和所述凹部在垂直于所述层积方向的第一方向和垂直于所述层积方向及所述第一方向的第二方向的各方向上交替排列的方式，形成所述凸部，
所述第二功能是如下功能：在所述凸部的所述材料层与所述凹部内的所述材料层之间产生两层所述材料层量的厚度以上的分开距离的状态下，在所述凸部上和所述凹部内分别层积一层以上的所述材料层，
所述材料是糊状的流动性组合物。
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