CN108527843A - 三维打印方法、三维打印装置和立体造型物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维打印方法、三维打印装置和立体造型物。为了将具备热塑性的丝体(12)层积来得到立体造型物(10)，三维打印方法具有丝体形成工序和层积工序。在丝体形成工序中，使通过加热而塑化的由热塑性树脂构成的覆盖材(16)附着于比塑化的覆盖材(16)温度低的由热塑性树脂构成的芯材(14)的外周面的至少局部，来形成丝体(12)。在层积工序中，将由塑化的覆盖材(16)和能够塑性变形但比塑化的覆盖材(16)温度低的芯材(14)构成的丝体(12)按压并层积于被层积部。根据本发明，能够使制造效率和成型精度双方均优异。

Description

三维打印方法、三维打印装置和立体造型物

技术领域

本发明涉及一种三维打印方法、三维打印装置和立体造型物。

背景技术

作为能够以简单的结构得到廉价的立体造型物的三维打印方法，已知一种将塑化(熔融)的树脂制的丝体以成为所期望的形状的方式层积，并且在保持该形状的状态下使其固化的、所谓的熔融沉积成型法(FDM,Fused Deposition Modeling)(例如，参照国际公开第2015/182675号)。

在该方法中，为了提高立体造型物的制造效率，考虑增大向被层积部供给丝体的喷嘴的排出部的直径、增大喷嘴的移动速度。

发明内容

但是，当为了提高立体造型物的制造效率而增大喷嘴的排出部的直径时，每单位时间的塑化丝体的供给量增加，相应地会导致该丝体从被层积到被层积部至固化为止所需要的时间也增加。

因此，有如下担忧：难以使丝体的固化追随喷嘴的移动速度，在丝体固化为止的期间会产生挠曲、下垂等变形。也就是说，有如下担忧：难以使丝体层积成所期望的形状、以及难以在保持已层积的丝体的形状的状态下使其固化而得到立体造型物，立体造型物的成型精度下降。

另外，通过每单位时间的塑化丝体的供给量的增加，该塑化丝体因固化而收缩的量也增大，由此也容易导致立体造型物的成型精度下降。

本发明的主要目的在于提供一种制造效率和成型精度双方均优异的三维打印方法。

本发明另一个目的在于提供一种制造效率和成型精度双方均优异的三维打印装置。

本发明的又一个目的在于提供一种制造效率和成型精度双方均优异的立体造型物。

根据本发明的一实施方式，提供一种三维打印方法，将具备热塑性的丝体层积来得到立体造型物，该三维打印方法具有丝体形成工序和层积工序，其中，在所述丝体形成工序中，使通过加热而塑化的由热塑性树脂构成的覆盖材附着于比塑化的所述覆盖材温度低的由热塑性树脂构成的芯材的外周面的至少局部，来形成所述丝体，在所述层积工序中，将由塑化的所述覆盖材和能够塑性变形但比塑化的所述覆盖材温度低的所述芯材构成的所述丝体按压并层积于被层积部。

第一，在本发明所涉及的三维打印方法中，层积由通过加热而塑化的覆盖材和能够塑性变形但比塑化的覆盖材温度低的芯材构成的丝体，并使其固化，来得到立体造型物。据此，例如，与将整体被加热为均一的温度的塑化丝体层积、使其固化的情况相比，芯材为低温，换而言之，仅覆盖材被加热为高温，相应地能够使丝体迅速固化。另一方面，覆盖材由于能够被充分加热而塑化，因此能够与相邻的丝体良好地成为一体。即，能够避免丝体彼此的粘结性下降，且能够缩短塑化的丝体的固化的时间。

其结果，能够使丝体的固化容易地追随喷嘴的移动速度，而使丝体以所期望的形状层积。另外，能够抑制在使层积后的丝体固化为止的期间所产生的挠曲、下垂等变形，并且，能够将固化后的丝体彼此良好地粘结。并且，如上所述，能够减少被加热为高温而塑化的部分的量，相应地能够减小丝体因固化而收缩的量。

因此，即使为了实现立体造型物的制造效率的提高，而增大对被层积部的每单位时间的丝体的供给量、增大供给丝体的喷嘴的移动速度(层积速度)，也能够避免成型精度下降。

第二，在该三维打印方法中，如上所述，在将丝体层积于被层积部时，构成该丝体的芯材为比塑化的覆盖材低的温度且为能够塑性变形的温度。因此，能够使由芯材和覆盖材构成的丝体容易地变形并层积，且即使如此使丝体变形，也能够避免在其内部留下歪曲。此外，比塑化的覆盖材温度低的芯材可以是在使覆盖材附着之前开始达到能够塑性变形的温度，也可以是通过使塑化的覆盖材附着，并使其热量传导来达到能够塑性变形的温度。

第三，在该三维打印方法中，使丝体按压被层积部并层积于被层积部。据此，能够使被层积部与覆盖材之间，以及芯材与覆盖材之间良好地接触，促进彼此之间的热传导，因此，能够使丝体更迅速地固化。

据此，根据本发明，能够得到制造效率和成型精度均优异的立体造型物。另外，由于丝体彼此被良好地粘结，而且避免了随着造型在丝体的内部残留歪曲，因此该立体造型物的品质也优异。

在上述的三维打印方法中优选，在所述层积工序中，使用排出所述丝体的喷嘴将所述丝体层积于所述被层积部，使所述喷嘴在如下状态下移动：以使所述丝体被从所述喷嘴的行进方向的前方侧按压的方式，使所述丝体的排出方向相对于所述丝体的层积方向倾斜的状态。

在这种情况下，能够容易地确定丝体相对于被层积部的层积姿势，因此，如上所述，能够使丝体迅速固化，从而不需要使用用于支承层积的丝体的治具等，就能够有效率地得到成型精度优异的立体造型物。

另外，根据本发明的另一实施方式，提供一种三维打印装置，将具备热塑性的丝体层积来得到立体造型物，该三维打印装置具有喷嘴和移动机构，其中，所述喷嘴具有：覆盖材排出部，其排出通过加热而被塑化的由热塑性树脂构成的覆盖材；和芯材排出部，其排出比塑化的所述覆盖材温度低的由热塑性树脂构成的芯材，所述喷嘴向被层积部排出所述丝体，其中，所述丝体是通过使从所述覆盖材排出部排出的所述覆盖材附着于从所述芯材排出部排出的所述芯材的外周面的至少局部而形成的，所述移动机构通过使所述喷嘴三维移动，来将由塑化的所述覆盖材和能够塑性变形但比塑化的所述覆盖材温度低的所述芯材构成的所述丝体按压并层积于所述被层积部。

本发明所涉及的三维打印装置具有喷嘴和移动机构，其中，所述喷嘴排出由通过加热而塑化的覆盖材和能够塑性变形但比塑化的覆盖材温度低的芯材构成的丝体，所述移动机构通过使该喷嘴三维移动，来将丝体按压并层积于被层积部。即，根据该三维打印装置，由于能够适用上述的三维打印方法，因此制造效率和成型精度优异，而且，能够得到高品质的立体造型物。

在上述的三维打印装置中优选，所述移动机构使所述喷嘴在如下状态下移动：以从所述喷嘴的行进方向的前方侧使所述丝体按压所述被层积部的方式，使所述丝体的排出方向相对于所述丝体的层积方向倾斜的状态。

在这种情况下，不需要使用用于支承层积的丝体的治具等，就能够有效率地得到成型精度优异的立体造型物。

在上述的三维打印装置中优选，所述芯材排出部和所述覆盖材排出部为彼此直径不同的管状，大径的所述覆盖材排出部以覆盖小径的所述芯材排出部的外周面的方式配置，在所述覆盖材排出部的内周面和所述芯材排出部的外周面之间形成有储存所述覆盖材的储存部，在所述芯材排出部的外周面和内周面之间设有阻热部，所述阻热部抑制储存于所述储存部的所述覆盖材的热量向所述芯材传导。

在这种情况下，第一，如上所述，由于芯材排出部配置于覆盖材排出部的内侧，因此能够实现三维打印装置的小型化。

第二，在芯材排出部的外周面和覆盖材排出部的内周面之间形成储存部，能够将熔融的覆盖材储存于该储存部。据此，能够从覆盖材排出部连续且稳定地排出覆盖材，能够有效率地形成丝体。另外，能够容易地进行停止或再次开始覆盖材的排出的控制，进而能够容易地进行停止或再次开始从喷嘴排出丝体的控制。因此，能够使立体造型物的成型精度提高。

第三，在芯材排出部的外周面和内周面之间设置有阻热部，据此，能够抑制储存于储存部的覆盖材的热量向芯材排出部内的芯材传导。即，即使形成上述的储存部，也由于能够避免熔融覆盖材的温度在该储存部内下降、芯材的温度在芯材排出部内上升，而能够良好地制作丝体。

根据本发明的又一实施方式，提供一种立体造型物，其由被层积的热塑性树脂制的丝体构成，所述丝体由芯材和附着于该芯材的外周面的至少局部的覆盖材构成，相邻的所述丝体的所述芯材彼此通过所述覆盖材而一体化。

该立体造型物能够适用上述的三维打印方法和三维打印装置来得到，因此，制造效率和成型精度优异，而且具有高品质。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的立体结构物的概略立体图。

图2是图1的Ⅱ－Ⅱ的剖视图。

图3是本发明的实施方式所涉及的三维打印装置的主要部分的概略图。

图4是图3的三维打印装置的喷嘴的剖视图。

图5是构成三维打印装置的移动机构的机器人的图形符号。

图6A～图6C是说明丝体的层积工序的说明图。

具体实施方式

下面以优选的实施方式为例，边参照附图边对本发明所涉及的三维打印方法、三维打印装置和立体造型物进行详细地说明。

如图1和图2所示，本实施方式所涉及的立体造型物10通过使以成为所期望的形状的方式层积的丝体12(参照图2)彼此一体化而形成。此外，如图1所示，在本实施方式中，立体造型物10为长方体，但不局限于此，立体造型物10也可以根据其用途等而使其为各种形状。

丝体12例如由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)等热塑性树脂构成，如图2所示，丝体12由芯材14、附着于该芯材14的外周面的覆盖材16构成。另外，相邻的丝体12的芯材14彼此通过覆盖材16而一体化。此外，芯材14和覆盖材16可以是由彼此不同种类的树脂构成，也可以是由相同种类的树脂构成。

立体造型物10例如能够由使用图3所示的三维打印装置20的三维打印方法来得到。本实施方式所涉及的三维打印装置20使用以长形的固形树脂的状态被分别供给的1根芯材14和3根覆盖材16来形成丝体12，并且将该丝体12层积在工作台22上来制作立体造型物10(参照图1)。此外，形成丝体12所使用的覆盖材16的根数不限定于3根，可根据长形固形树脂的状态的覆盖材16的直径、丝体12的直径等适当设定。

具体而言，三维打印装置20主要具有芯材加热机构24、芯材输送机构26、覆盖材输送机构28、覆盖材加热机构30、喷嘴32、和移动机构34(参照图5)。

芯材加热机构24由如下的加热器等构成，即，是将以长形固形树脂的状态被供给的芯材14如后述那样，加热到比通过覆盖材加热机构30对覆盖材16进行加热使其塑化的温度低的温度的加热器。此外，例如，在芯材14由ABS构成的情况下，加热至大致160℃。

另外，如图3所示，芯材加热机构24除了被供给芯材14之外，还可以被供给长形固形树脂的状态的覆盖材16。据此，能够将利用芯材加热机构24的热量而预热的覆盖材16供给给覆盖材加热机构30，因此，能够有效率地对覆盖材16进行加热。

芯材输送机构26例如具有：一组驱动辊36，其位于芯材加热机构24和喷嘴32之间，配设于该喷嘴32的附近；和电机(未图示)，其使该驱动辊36旋转。通过在将芯材14夹在一组驱动辊36之间的状态下使该驱动辊36旋转，能够以使芯材14穿过芯材加热机构24被供给给喷嘴32的方式输送芯材14。另外，驱动辊36能够正反向旋转，能够根据其旋转方向，将芯材14在朝向喷嘴32前进的方向和相对于喷嘴32后退的方向之间切换来输送芯材14。

在芯材加热机构24与芯材输送机构26之间设置有由隔热材料形成的配管38。从芯材加热机构24排出的芯材14穿过与外部隔热的配管38的内部，据此在保持温度的状态下被向喷嘴32输送。

覆盖材输送机构28例如具有：一组驱动辊40，其位于芯材加热机构24和覆盖材加热机构30之间，配设于该覆盖材加热机构30的附近；电机(未图示)，其使该驱动辊40旋转。该覆盖材输送机构28设置为与被供给到芯材加热机构24的覆盖材16的根数对应的个数(在本实施方式中为3个)，以使覆盖材16穿过芯材加热机构24供给给覆盖材加热机构30的方式，来输送各该覆盖材16。这些驱动辊40也与所述驱动辊36同样能够正反向旋转，能够根据该旋转方向，将覆盖材16在朝向覆盖材加热机构30前进的方向和相对于覆盖材加热机构30后退的方向之间切换来输送覆盖材16。

在芯材加热机构24与覆盖材输送机构28之间设置有与所述配管38同样由隔热材料形成的配管42，该配管42的根数(在本实施方式中为3根)对应与供给到芯材加热机构24的覆盖材16的根数。从芯材加热机构24排出的覆盖材16穿过与外部隔热的配管42的内部，据此在保持温度的状态下被向覆盖材加热机构30输送。

覆盖材加热机构30由加热覆盖材16而使其塑化的加热器等构成，使如上所述由芯材加热机构24预热的3根覆盖材16成为液态树脂，并向连通该覆盖材加热机构30和喷嘴32的连通管44排出。

喷嘴32向工作台22排出丝体12。具体而言，如图3和图4所示，喷嘴32具有：芯材排出部50，其将由芯材加热机构24加热后的芯材14排出；和覆盖材排出部52，其将由覆盖材加热机构30塑化的覆盖材16排出。

芯材排出部50具有主体管54和保温管56。主体管54具有：大径部58，其设置于被供给芯材14的基端侧(图4的箭头X方向侧)；和小径部60，其设置于排出芯材14的顶端侧(图4的箭头Y方向侧)，且直径比大径部58小。大径部58的顶端侧为朝向小径部60缩径的锥形。另外，在该大径部58的顶端部与小径部60的基端部之间形成有基于彼此的直径差而成的台阶。

保温管56由隔热材料形成，其内径与主体管54的小径部60的内径大致相等，其外径比大径部58的内径小。该保温管56以顶端侧的端面与如上所述那样形成于大径部58和小径部60之间的台阶面抵接的方式配设于该大径部58的内侧。

在主体管54和保温管56之间设置有阻热部62。阻热部62由在大径部58与保温管56之间形成的空间64、设置于该空间64的隔热材66等构成，阻隔芯材排出部50的内部和外部的热传导。另外，阻热部62例如还可以具有能够使空气等冷却介质在空间64内流通的冷却介质流通机构(未图示)。在这种情况下，能够更良好地阻隔芯材排出部50的内部和外部的热传导。

覆盖材排出部52具有储存管部68、堵塞储存管部68的基端侧的开口的盖部70、和设置于储存管部68的顶端侧的锥形部72。

储存管部68由隔热材料形成，其内径比主体管54的大径部58的外径大，以覆盖该大径部58的除了基端侧的局部之外的外周面的方式配设。也就是说，在储存管部68的内周面与大径部58的外周面之间形成能够储存塑化的覆盖材16的储存部74。

如图4所示，也可以在储存部74内配设圆盘部件76。圆盘部件76在其径向的大致中心形成有供主体管54贯插的贯插孔77，并且形成有沿厚度方向贯通比该贯插孔77靠外周侧的部分的多个通孔78。塑化的覆盖材16经由该通孔78从储存部74的基端侧向顶端侧流动，据此，能够使该覆盖材16的压力、温度均等化。

在盖部70上，于径向的大致中心形成有供主体管54的基端侧贯插的贯插孔80，并且在该贯插孔80的外周侧形成有用于连接连通管44的供给口82。塑化的覆盖材16经由该供给口82被供给给储存部74。

锥形部72以从储存管部68向顶端侧缩径的方式延伸，在其顶端设置有能够将储存部74内的覆盖材16排出的排出口84。排出口84的内径比小径部60的顶端侧的外径大，小径部60的顶端侧配设在排出口84的内侧。

也就是说，如上述那样构成的喷嘴32将比塑化的覆盖材16温度低的芯材14从小径部60的顶端侧排出，并且将塑化的覆盖材16从锥形部72的排出口84排出。据此，能够形成在能够塑性变形但比塑化的覆盖材16温度低的芯材14的外周面附着有塑化的覆盖材16的丝体12，并将其排出。

此外，在本实施方式中，是以如下示例进行的说明，即，将排出口84与小径部60以彼此轴心一致的方式配置，据此形成在芯材14的整个外周面上以在整个周向上为均匀厚度的方式附着有覆盖材16的丝体12，但不特别地局限于此。例如，还能够通过使排出口84与小径部60的轴心错开等，以使芯材14和覆盖材16偏心的方式来调整彼此的相对位置。

在喷嘴32中，如上所述，由于芯材排出部50配置在覆盖材排出部52的内侧，因此，与例如将芯材排出部50和覆盖材排出部52排列设置这样的情况相比，能够实现喷嘴32的小型化。进而能够实现整个三维打印装置20的小型化。

在从喷嘴32连续地排出丝体12的时，使芯材输送机构26和覆盖材输送机构28的各驱动辊36、40分别向一方向连续地旋转即可。另一方面，在停止从喷嘴32排出丝体12时，停止各所述驱动辊36、40的旋转即可。在这种情况下，通过使覆盖材输送机构28的驱动辊40暂时向另一方向旋转后停止，能够消除从覆盖材排出部52多余地排出塑化的覆盖材16的担心。另外，喷嘴32也可以设置有对小径部60的顶端侧和排出口84的双方或仅对排出口84以使之能够自如开闭的方式进行堵塞的盖(未图示)。

如图5中使用图形符号而示意性地所示，移动机构34具有机器人90、控制部(未图示)。机器人90具有：主体部92，其基于三维直角坐标系而动作；和多关节型的臂部94，其安装于该主体部92。臂部94从其基端向顶端的手腕部96顺次具有第1关节98和第2关节100。在手腕部96例如固定有芯材输送机构26、覆盖材输送机构28、覆盖材加热机构30、和喷嘴32(在图3中用双点划线包围的结构要素，下面也将这些统称为喷嘴32等)。

移动机构34在控制部的控制下驱动机器人90，据此能够使喷嘴32等相对于工作台22三维移动。此时，如上所述，由于喷嘴32实现了小型化，因此能够由移动机构34容易且高精度地移动喷嘴32等。

本实施方式所涉及的三维打印装置20基本为上述结构的装置，下面通过与三维打印装置20的动作之间的关系对本实施方式所涉及的三维打印方法进行说明。

通过驱动芯材输送机构26和覆盖材输送机构28，来将长形的固形树脂状态的芯材14和覆盖材16连续地供给给芯材加热机构24。据此，能够将芯材14和覆盖材16加热到比通过覆盖材加热机构30加热覆盖材16而使其塑化的温度低的温度。

在通过芯材加热机构24被加热的芯材14和覆盖材16中，覆盖材16经由配管42被供给给覆盖材加热机构30。然后，在覆盖材加热机构30中，被塑化而成为液态树脂的覆盖材16经由连通管44被供给给喷嘴32的覆盖材排出部52，并储存于储存部74。

另一方面，芯材14经由配管38被供给给喷嘴32的芯材排出部50。在芯材排出部50中，芯材14穿过芯材排出部50的保温管56的内部，其中，保温管56通过阻热部62等而被阻隔与外部的热传导。因此，如上所述，即使熔融的高温的覆盖材16储存于在芯材排出部50的主体管54的外周面与覆盖材排出部52的储存管部68的内周面之间形成的储存部74，也能够抑制该覆盖材16的热量传导给芯材14。

另外，芯材排出部50将被加热到比塑化的覆盖材16低的温度的芯材14从小径部60排出。另一方面，覆盖材排出部52将已充分塑化的覆盖材16从排出口84排出，并使其附着于从小径部60排出的芯材14的外周面。据此，能够从喷嘴32排出丝体12。也就是说，进行本实施方式所涉及的三维打印方法的丝体形成工序。

在本实施方式中，如上所述，能够储存规定量的覆盖材16的储存部74介于覆盖材加热机构30和排出口84之间。据此，能够从排出口84连续地且稳定地排出覆盖材16，而有效率地得到丝体12。另外，能够容易地进行停止或再次开始从覆盖材排出部52排出覆盖材16的控制，进而能够容易地进行停止或再次开始从喷嘴32排出丝体12的控制。

将如上所述那样形成的丝体12从喷嘴32排出，并且，通过移动机构34使喷嘴32等三维移动。此时，构成丝体12的覆盖材16为塑化的状态，且芯材14为能够塑性变形但比塑化的覆盖材16低的温度。据此，使丝体12按压工作台22上的被层积部并层积于工作台22上的被层积部。也就是说，进行本实施方式所涉及的三维打印方法的层积工序。

此外，比塑化的覆盖材16温度低的芯材14可以在附着覆盖材16之前的阶段达到能够塑性变形的温度，换而言之，可以通过芯材加热机构24的加热来达到能够塑性变形的温度，芯材14也可以通过使塑化的覆盖材16附着于芯材14，并通过该覆盖材16的热量传导来达到能够塑性变形的温度。即，在使覆盖材16附着于芯材14之前和刚附着于芯材14之后，该芯材14的温度可以达到能够塑性变形的温度，也可以未达到能够塑性变形的温度。在将丝体12层积于被层积部时，构成该丝体12的芯材14为比塑化的覆盖材16低的温度且为能够塑性变形的温度即可。

如图3所示，移动机构34最好为：以从喷嘴32等行进方向(箭头A方向)的前方侧按压丝体12的方式，使丝体12的排出方向(箭头C方向)相对于该丝体12的层叠方向(箭头B方向)倾斜的状态。后面对该理由进行说明。

在此，在从喷嘴32排出的丝体12是层积于工作台22的第1层时，被层积部是指该工作台22的规定的位置。另外，在从喷嘴32排出的丝体12是层积于以前层积的丝体12的第2层之后时，被层积部是指以前层积的丝体12的规定的位置。

图6A～图6C是对丝体12的层积工序进行说明的说明图，具体而言，是以前层积的丝体12a和将该丝体12a作为被层积部的丝体12b的截面图。

如图6A所示，刚从喷嘴32排出后的丝体12b，为塑化的覆盖材16b附着于比该覆盖材16b温度低的芯材14b的外周面的状态。如图6B所示，在使丝体12b按压以前层积的丝体12a并层积于以前层积的丝体12a时，覆盖材16b以填满丝体12b与丝体12a之间的方式进行流动。在该状态下，如图6C所示，通过覆盖材16b进行固化，能够通过覆盖材16a、16b使丝体12a和丝体12b一体化。

此外，在图6A～图6C中，表示使丝体12a、12b彼此层积而一体化的样子，其中，丝体12a、12b为芯材14a、14b和覆盖材16a、16b以分别成为同心的方式配置的状态，换而言之，为在芯材14a、14b的整个外周面上以在整个周向上成为均匀厚度的方式附着有覆盖材16a、16b的状态。但是，覆盖材16a、16b相对于芯材14a、14b的相对位置、覆盖材16a、16b的形状，当然可根据施加给丝体12a、12b的重力、塑化的覆盖材16a、16b的粘度等而采用各种形态。在覆盖材16b至少介于芯材14a与芯材14b之间的状态下，通过使该覆盖材16b固化，能够使丝体12a和丝体12b一体化。

反复进行上述的丝体形成工序和层积工序，通过使包含丝体12a、12b的所需量的丝体12全部以成为所期望的形状的方式层积，并使其固化，能够得到立体造型物10。

即，在该三维打印方法中，使由通过加热而塑化的覆盖材16和能够塑性变形但比塑化的覆盖材16温度低的芯材14构成的丝体12层积，并使其固化，来得到立体造型物10。据此，例如，与将整体被加热为均一温度的塑化丝体层积并使其固化的情况相比，芯材14b为低温，换而言之，仅覆盖材16b被加热为高温，相应地能够使丝体12b迅速固化。

另一方面，覆盖材16b由于能够被充分加热而塑化，因此能够与相邻的丝体12a良好地成为一体。即，能够避免丝体12a、12b彼此的粘结性下降，且能够缩短塑化的丝体12b固化的时间。

其结果，能够使丝体12b的固化容易地追随喷嘴32的移动速度，使包含丝体12a、12b的所有丝体12层积为所期望的形状。另外，能够抑制在层积后的丝体12固化为止的期间所产生的挠曲、下垂等变形，并且，能够将固化后的丝体12彼此良好地粘结。并且，如上所述，能够减少被加热为高温而塑化的部分的量，由此能够减小丝体12因固化而收缩的量。

因此，即使为了实现立体造型物10的制造效率的提高，而增大对被层积部的每单位时间的丝体12的供给量、增大供给丝体12的喷嘴32的移动速度(层积速度)，也能够避免成型精度下降。

另外，在该三维打印方法中，在将丝体12层积于被层积部时，构成该丝体12的芯材14为能够塑性变形的温度。因此，即使芯材14为比塑化的覆盖材16低的温度，也能够使丝体12容易地变形并层积，且即使如此使丝体12变形，也能够避免在其内部留下歪曲。

并且，在该三维打印方法中，使丝体12按压被层积部并层积于被层积部。据此，能够使被层积部与覆盖材16良好地接触，且使芯材14与覆盖材16良好地接触，而促进彼此之间的热传导，因此，能够使丝体12更迅速地固化。

如此，在层积丝体12时，如上所述，使喷嘴32在以丝体12被从喷嘴32的行进方向的前方侧按压的方式倾斜的状态下移动，据此，能够容易地确定丝体12的层积姿势。因此，能够使丝体12迅速固化，从而不需要使用用于支承层积的丝体12的治具等，就能够有效率地得到成型精度优异的立体造型物10。

据此，根据使用了本实施方式所涉及的三维打印装置20的三维打印方法，能够得到制造效率和成型精度双方均优异的立体造型物10。另外，该立体造型物10由于丝体12彼此被良好地粘结，而且避免了随着造型而在丝体12的内部残留歪曲，因此品质也优异。

本发明并不特别地限定于上述实施方式，在没有脱离其要旨的范围内，能够进行各种变形。

在上述实施方式所涉及的三维打印方法中，通过使覆盖材16以在整个周向上成为均匀厚度的方式附着于芯材14的整个外周面，而形成以使圆柱状的芯材14和环状的覆盖材16成同心的方式配置的丝体12，但不特别地局限于此。

例如，也可以通过使覆盖材16仅附着于芯材14的外周面的局部来形成丝体12，并使该丝体12的附着有覆盖材16的部分按压被层积部并层积于被层积部。在这种情况下，与使覆盖材16附着在芯材14的整个外周面的情况相比，能够减少为了形成丝体12而所需的覆盖材16的量，能够使丝体12更迅速地固化。

另外，在上述实施方式所涉及的三维打印装置20中，芯材排出部50和覆盖材排出部52为彼此直径不同的管状，大径的覆盖材排出部52以覆盖小径的芯材排出部50的外周面的方式配置，但不特别地局限于此。尤其是，在使覆盖材16仅附着于芯材14的外周面的局部来形成丝体12的情况下，也可以使芯材排出部50与覆盖材排出部52并列设置。

并且，在使覆盖材16仅附着于芯材14的外周面的局部的丝体12层积、固化而得到的立体造型物10中，也可以是覆盖材16仅介于相邻的丝体的芯材彼此之间。也就是说，与芯材14的整个外周面被覆盖材16覆盖的上述实施方式所涉及的立体造型物10不同，芯材14的外周面也可以有从覆盖材16露出的部分。

在上述实施方式所涉及的三维打印装置20中，使用以长形的固形树脂状态被供给的覆盖材16来形成丝体12，但覆盖材16也可以以任意的状态被供给。例如，覆盖材16也可以是以颗粒(Pellet)状的固形树脂状态被供给。在这种情况下，作为对覆盖材16进行塑化的覆盖材加热机构，例如可以采用与构成普通的注塑成型机的气缸同样的结构。

移动机构34具有图5所示的机器人90，但如果是能够使喷嘴32等相对于工作台22三维移动的结构，则并不特别地限定，能够采用各种结构。

Claims (6)

1.一种三维打印方法，层积具备热塑性的丝体(12)来得到立体造型物(10)，其特征在于，

具有丝体形成工序和层积工序，其中，

在所述丝体形成工序中，使通过加热而塑化的由热塑性树脂构成的覆盖材(16)附着于比塑化的所述覆盖材(16)温度低的由热塑性树脂构成的芯材(14)的外周面的至少局部，来形成所述丝体(12)，

在所述层积工序中，将由塑化的所述覆盖材(16)和能够塑性变形但比塑化的所述覆盖材(16)温度低的所述芯材(14)构成的所述丝体(12)，按压并层积于被层积部(22)。

2.根据权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，

在所述层积工序中，使用排出所述丝体(12)的喷嘴(32)将所述丝体(12)层积于所述被层积部(22)，

使所述喷嘴(32)在如下状态下移动：以使所述丝体(12)被从所述喷嘴(32)的行进方向的前方侧按压的方式，使所述丝体(12)的排出方向相对于所述丝体(12)的层积方向倾斜的状态。

3.一种三维打印装置(20)，层积具备热塑性的丝体(12)来得到立体造型物(10)，其特征在于，

具有喷嘴(32)和移动机构(34)，其中，

所述喷嘴(32)具有：覆盖材排出部(52)，其排出通过加热而被塑化的由热塑性树脂构成的覆盖材(16)；和芯材排出部(50)，其排出比塑化的所述覆盖材(16)温度低的由热塑性树脂构成的芯材(14)，所述喷嘴(32)向被层积部(22)排出所述丝体(12)，其中，所述丝体(12)是通过使从所述覆盖材排出部(52)排出的所述覆盖材(16)附着于从所述芯材排出部(50)排出的所述芯材(14)的外周面的至少局部而形成的，

所述移动机构(34)通过使所述喷嘴(32)三维移动，来将由塑化的所述覆盖材(16)和能够塑性变形但比塑化的所述覆盖材(16)温度低的所述芯材(14)构成的所述丝体(12)按压并层积于所述被层积部(22)。

4.根据权利要求3所述的三维打印装置(20)，其特征在于，

所述移动机构(34)使所述喷嘴(32)在如下状态下移动：以从所述喷嘴(32)的行进方向的前方侧将所述丝体(12)按压于所述被层积部(22)的方式，使所述丝体(12)的排出方向相对于所述丝体(12)的层积方向倾斜的状态。

5.根据权利要求3或4所述的三维打印装置(20)，其特征在于，

所述芯材排出部(50)和所述覆盖材排出部(52)为彼此直径不同的管状，大径的所述覆盖材排出部(52)以覆盖小径的所述芯材排出部(50)的外周面的方式配置，

在所述覆盖材排出部(52)的内周面和所述芯材排出部(50)的外周面之间形成有储存所述覆盖材(16)的储存部(74)，

在所述芯材排出部(50)的外周面和内周面之间设有阻热部(62)，所述阻热部(62)抑制储存于所述储存部(74)的所述覆盖材(16)的热量向所述芯材(14)传导。

6.一种立体造型物(10)，其由被层积的热塑性树脂制的丝体(12)构成，其特征在于，

所述丝体(12)由芯材(14)和附着于该芯材(14)的外周面的至少局部的覆盖材(16)构成，

相邻的所述丝体(12)的所述芯材(14)彼此通过所述覆盖材(16)而一体化。