CN110023060A - 用于制造塑形制品的塑形设备和方法 - Google Patents
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Abstract
塑形设备(100)中的平台(10)具有塑形表面(12),在塑形表面(12)上形成塑形制品。调节本体(30)具有包含邻近区的表面(32),并且能够被布置成相对于平台形成保持区域,保持区域用于保持邻近区与平台之间的材料。照射单元(40)经由调节本体的邻近区利用能量射线选择性地照射保持在保持区域中的材料的区域。第一移动机构(61)使平台和调节本体在沿着塑形表面的方向上相对地移动。第二移动机构(62)使平台和调节本体在材料的堆叠方向上相对地移动。根据材料中的堆叠层数,控制机构在平台和调节本体通过第一移动机构相对地移动的方向上可变地控制能量射线对材料的照射位置。
Description
技术领域
本技术涉及一种由通过光的能量射线进行固化的材料形成三维对象的建模设备及通过该建模设备制造建模对象的方法。
背景技术
例如,建模设备主要使用的一种方法是光学建模方法。光学建模方法是这样一种方法,即,通过利用激光局部选择性地照射(irradiating)光固化树脂,对树脂的所需部分进行固化和拉伸,以形成建模对象。光学建模方法包括被称为调节液位方法(regulatedliquid level method)的方法。在调节液位方法中,通过例如平板玻璃表面调节光固化树脂的液位并且通过经由玻璃聚焦在液位与玻璃表面之间的界面上的激光而执行拉伸(drawing)。
例如,专利文献1或2中描述的建模设备包括圆柱形滚筒。在滚筒与建模平台(modeling stage.)之间形成在一个方向上较长的裂纹区域(slit region)。在该裂纹区域中,利用光照射光固化材料。其被称为一维调节液位方法。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请特开公开号2012-40757
专利文献2:日本专利申请特开公开号2015-120261
发明内容
技术问题
对提供建模设备的建模精度的需求,即,以高精度形成建模对象的需求正在逐年增加。
本公开的目标是提供一种能够形成高度准确的建模对象的建模设备及制造该建模对象的方法。
问题的解决方法
为了实现上述所述目标,根据实施方式的建模设备包括平台、调节构件、照射单元、第一移动机构、第二移动机构、以及控制机构。
平台包括建模表面,在建模表面上形成建模对象。
调节构件包括含相邻区域的表面,调节构件能够被布置成相对于平台形成保持区域,保持区域用于保持相邻区域与平台之间的材料。
照射单元经由调节构件的相邻区域选择地将能量射线照射到保持在保持区域中的材料的区域。
第一移动机构使平台和调节构件在沿着建模表面的方向上相对于彼此移动。
第二移动机构使平台和调节构件在材料的层压方向上相对于彼此移动。
控制机构根据材料的层压层数,通过第一移动机构可变地控制能量射线在平台和调节构件的相对运动的方向上对材料的照射位置。
在该建模设备中,根据材料的层数,通过第一移动机构控制在相对运动的方向上的照射位置。由此,能够实现每个层数的最佳照射位置。因此,能够提高建模精度。
控制机构可以使用保持区域的第一区域作为中心,通过第一移动机构将照射位置设置在与平台相对于调节构件行进的方向的一侧相对的一侧上,第一区域位于相邻区域中的最靠近于平台的区域与平台之间。
在材料被能量射线照射并且固化之后,当经过保持区域的第一区域时,将该固化材料挤压在平台或附着至上一层的固化材料(附着至平台)与调节构件之间,并且能够使得最新固化材料附着至平台或附着至上一层的固化材料。因此,能够提高建模精度。
当材料的层数在第一范围内时,控制机构可以对位于相邻区域的区域(最靠近于平台)与平台之间的保持区域的第一区域内的材料辐射能量射线辐射。进一步地,当材料的层数在比第一范围大的第二范围内时,控制机构可以对位于保持区域的第二区域内的材料辐射能量射线,该第二区域不同于该第一区域。
在层数相对较大的第二范围内,对位于第二区域内的材料辐射能量射线,第二区域不同于第一区域。因此,相对大量的材料不齐固化并且该固化材料被挤压在保持区域的第一区域中并且能够使得最新固化层可靠地附着至被附着至上一层的固化材料。因此,形成高度准确的建模对象。
对于每层或每个多层,当材料的层压层数在第三范围内时,控制机构可以将照射位置从第一区域逐步一致第二区域,第三范围比第一范围大并且比第二范围小。因此,形成高度准确的建模对象。
可以将第一范围中的层数设置成使得其下限值是1并且其上限值是3至20中的任意一个值。可以将第二范围中的层数设置成使得其下限值是4至21中的任意一个值。
控制机构可以包括沿着建模表面移动照射单元的机构或改变照射单元的照射角的机构。
第一移动机构可以使平台或调节构件做往复运动。控制机构可以分别针对平台或调节构件的向前运动和向后运动中的每个设置照射位置并且辐射能量射线。因此,建模速度增加并且能够提高产率。
代替上述所述控制机构,根据另一实施方式的建模抓过在可以包括这样一种控制机构,即,根据建模表面与相邻区域之间的距离,在通过第一移动机构使平台和调节构件相对运动的方向上可变地控制能量射线对于材料的照射位置。
用于根据实施方式的制造建模对象的方法是用于通过上述建模设备完成制造建模对象的方法。在该制造方法中,在通过第一移动机构使平台和调节构件沿着建模表面的方向相对于彼此移动时,对材料区域选择性地辐射能量射线。
通过第二移动机构使平台和调节构件在材料的层压方向上相对于彼此移动。
根据材料的层数通过第一移动机构在平台和调节构件的相对运动的方向上可变地控制能量射线对材料的照射位置。
用于根据另一实施方式的制造建模对象的方法是用于通过上述所述建模设备完成建模对象的制造方法。在该制造方法中,在通过第一移动机构使平台和调节构件沿着建模表面的方向相对于彼此移动时,对材料的区域选择性地辐射能量射线。
根据建模表面与相邻区域之间的距离在平台和调节构件通过第一移动机构的相对运动的方向上可变地控制能量射线对材料的照射位置。
发明的有利效果
如上所述,根据本技术,可以形成具有高度准确形状的建模对象。
应注意,此处描述的效果不一定必须受限制并且可以提供本公开中描述的任意效果。
附图说明
[图1]图1是示出根据本技术的实施方式的建模设备的示意性侧视图。
[图2]图2是图1中所示的建模设备的前视图。
[图3]图3是示出放大状态下的平台和滚筒的示图。
[图4]图4是示出树脂材料(固化材料)的层数与照射单元在x’方向上的移位量之间的关系的曲线图的实施例(实例1)。
[图5]图5示出了照射单元和其中照射位置从原点位置发生移位的状态。
[图6]图6示出了显示根据另一实施例的树脂材料(固化材料)的层数与照射单元在x’方向上的移位量之间的关系的曲线图的实施例(实例2)。
[图7]图7中的A是示出根据实施方式2的建模设备的侧视图。图7中的B示出了照射单元及其中照射位置从原点位置发生移位的状态。
[图8]图8是示出根据实施方式2的建模设备的层数与照射位置的移位量之间的关系的曲线图。
[图9]图9是示出根据实施方式的建模设备的侧视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述根据本技术的实施方式。
1.实施方式1
1.1)建模设备的配置
图1是示出根据本技术的实施方式的建模设备的示意性侧视图。图2是图1中所示的建模设备100的正视图。建模设备100主要包括平台10、作为调节构件的滚筒30、包括喷嘴20的材料供应机构、照射单元40、平台移动机构60、照射单元移动机构45、以及控制单元50。
为了描述,在其中布置有建模设备100的三维空间中,将高度方向上的竖直轴称为z轴,并且将沿着水平面与z轴垂直的两个轴称为x轴和y轴。
平台10包括建模表面12,即,形成建模对象的一侧上的表面。平台10以建模表面12面向滚筒30的一侧的方式布置在滚筒30的上方。平台10以这样一种方式布置:使建模表面12在相对于x-y平面(即,水平面)围绕y轴旋转的方向上以一定的倾角倾斜。相对于x-y平面随意设定该倾角。
为了描述,将(x,y,z)坐标系围绕y轴旋转与平台10的倾角对应的量时的坐标系定义成(x’,y’,z’)坐标系。
滚筒30以使圆筒的纵轴沿着y轴的这样一种方式布置。滚筒30包括允许从照射单元40发射的能量射线穿过的材料。在使用光固化树脂作为建模对象的组成材料的情况下,使用光作为能量射线。在下文中,将建模对象的组成材料称为树脂材料。通常,树脂材料是紫外线固化树脂并且能量射线是紫外线。例如,使用玻璃、丙烯酸树脂等允许紫外线穿过的透明材料作为滚筒30的材料。
材料供应机构被配置成能够在滚筒30与平台10之间供应树脂材料。具体地,材料供应机构中的喷嘴20布置在滚筒30与平台10之间并且被配置为在滚筒30的圆柱形表面与平台10的建模表面12之间供应树脂材料R(见图3)。喷嘴20包括在y方向上设置的多个喷嘴或包括在y方向上较长的弹射狭缝。
尽管图中未示出,然而,材料供应机构包括存储树脂材料的槽、连接至喷嘴20的管道、设置在管道中的阀、在一定压力下馈送树脂材料的泵等。
图3是示出放大状态的平台10和滚筒30的示图。滚筒30的表面32包括与平台10相邻的相邻区域K。滚筒30相对于平台10以这样一种方式布置:使用于保持树脂材料R的保持区域H形成在该相邻区域K与平台10的建模表面12之间。树脂材料R主要通过表面张力保持。
滚筒30布置在平台10的建模表面12的下方并且平台10倾斜。这使得未被固化的树脂材料R易于流出并且在建模表面12的x方向上向下倾斜地移出。
保持区域H包括位于相邻区域K的区域(最为邻近的区域)的位置处的最窄部分(第一区域),即,最靠近于平台10。保持区域H是滚筒30与平台10之间的空间区域,在滚筒30的表面32的圆周方向上,从最窄部分Hc起,保持区域H的范围为近似几毫米(mm)至几厘米(cm)。应注意,保持区域H在滚筒30的圆周方向上的范围是可变的值,其取决于树脂材料R、滚筒30的材料和/或滚筒30的尺寸,并且保持区域H在滚筒30的圆周方向上的范围并不局限于几毫米(mm)至几厘米(cm)的范围。
建模表面12与滚筒30的表面32之间在最窄部分Hc处的距离大致等于树脂材料R的单一固化层的厚度。例如,该距离是50μm至500μm并且能够以取决于最终建模对象的尺寸、定义等的方式任意设置。
如图3中所示,建模设备100进一步包括围绕圆筒的中心轴P旋转滚筒30的发动机(未示出)。中心轴P在y方向上延伸。例如,通过每次对每层或每多层进行曝光,使滚筒30旋转预定角度,当相对于平台10改变相邻区域K时或进行维修时,发动机使滚筒30旋转。
照射单元40布置在滚筒30的圆筒内。照射单元40经由滚筒30选择性地将光照射到保持在保持区域H中的树脂材料R的区域。照射单元40包括激光源、多角镜、以及透镜系统(未示出)。例如,这些部件被配置为容纳在单个外壳中。多角镜可以被检流计镜替代。
如图1中所示,平台移动机构60包括第一移动机构61和第二移动机构62。第一移动机构61被配置成沿着以预定倾角布置的平台10的建模表面12在x’方向上移动平台10。第二移动机构62被配置成在树脂材料R的层压方向上移动平台10,即,在平台10被带至与滚筒30接触或与滚筒30间隔开的方向(z’方向)上移动平台10。
这些第一移动机构61和第二移动机构62包括各种公知的驱动机构,诸如滚珠螺杆驱动件、齿条齿轮驱动件、以及皮带驱动件等。
控制单元50被配置为控制平台移动机构60、照射单元移动机构45、材料供应机构、以及滚筒30的发动机的相应操作。通常,控制单元50包括安装了中央处理单元(CPU)、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等的计算机。控制单元50可以包括诸如场可编程门阵列(FPGA)等可编程逻辑装置(PLD)。
照射单元移动机构45连接至照射单元40并且被配置为使照射单元40至少在x’方向上移位。使用上述所述熟知的驱动机构作为其驱动方法。例如,控制单元50具有通过控制照射单元移动机构45的驱动而可变地控制照射单元40在x’方向上的光的照射位置的功能。
“控制机构”至少由控制单元50和照射单元移动机构45的一些功能构成。“控制机构”将树脂材料R控制在平台10与滚筒30的相对运动的方向(第一移动机构61的x’方向)上的光的照射位置。
1.2)建模设备的操作
通过驱动多角镜而沿着如图2中所示的y’方向上的一条线扫描从激光源发射的激光束。在沿着一条线扫描的过程中,激光源基于建模对象的横截面数据(关于y’方向上的一条线的数据)重复开/关(ON/OFF)辐射(radiation)。因此,树脂材料R沿着y’方向上的一条线的区域被选择性地进行曝光。
在第一移动机构61在x’方向上移动平台10的同时,对一条线重复这种选择性的曝光,形成一层建模对象。基本上,在通过第一移动机构61进行平台10的单向移动过程中,即,在其中平台10沿图3中的x’方向的左上方方向上上升的过程中,执行曝光(向前运动过程中的曝光)。
当一层的曝光处理结束时,控制单元50停止照射单元40的光照射,并且平台10在图3中的x’方向的右下方向上移动并且返回至原始位置。基本上,在平台10在右下方向上的返回移动过程中(在向后运动过程中),照射单元40不对树脂材料R执行曝光。
建模设备100通过对树脂材料R的每层执行上述操作而形成三维建模对象,同时第二移动机构62在z’方向上移动平台10。
1.3)照射单元的移位操作(照射位置)
1.3.1)实例1
图4是示出基于建模设备100的操作的树脂材料(固化材料)的层压层数(层数)与照射单元40通过照射单元移动机构45在x’方向上的移位量之间的关系的曲线图的实施例(实例1)。例如,如果建模设备100的电源接通,则控制单元50读取该曲线图中的数据并且根据该图像的曲线控制照射单元移动机构45的驱动。
例如,当层数是1或更大并且15或更小(在第一范围内)时,在曝光处理中,照射单元40布置在对位于最窄部分Hc的树脂材料辐射光的位置处。此时,为方便起见,将照射单元40在x’轴上的位置及其照射位置(图3中所示的位置)称为原点位置。在图3中,将x’轴上的这个原点位置示出为参考标识B。
当层数是16或更多(在第二范围内)时,在曝光处理中,照射单元移动机构45使照射单元40从原点位置沿着x’轴在右下方向上移动预定的距离。因此,如图5中所示,照射位置从位于原点位置B的最窄部分Hc移动该移位量。因此,当层数是16或更大时,照射单元40对位于保持区域H的区域中的树脂材料辐射光,该区域与最窄部分Hc间隔开该移位量(第二区域不同于第一区域)。照射位置的移位量的最大范围落在保持区域H的范围内。
例如,在图4中所示的曲线图的实施例中,尽管移位量是600μm,然而,根据需要,能够通过取决于树脂材料和能量射线的种类等的方式改变移位量。
此处,如上所述,使用位于原点位置B的最窄部分Hc作为中心,照射位置的移位方向是与平台10的行进方向(左上方方向)相反的方向(右下方方向)。即,当通过与最窄部分Hc间隔开的区域中的光照射形成的固化材料在平台10的行进方向上移动并且经过最窄部分Hc时,其经过平台10或附着至上一层的固化材料(附着至平台10)与滚筒30之间。因此,最新固化的材料能够附着至平台10或附着至上一层的固化材料。因此,例如,提供了能够防止固化树脂材料附着至滚筒30的表面32的效应。其致力于高度准确的建模处理。
如上所述,在该建模设备100中,根据树脂材料的层数控制第一移动机构61在相对运动的方向上的照射位置。因此,能够实现用于提高各个层的建模精度的最佳照射位置。
例如,上述所述第一范围中的层数的上限值不局限于15,并且能够设置成3至20中的任意一个值。例如,上述所述第二范围中的层数的下限值不局限于16,并且能够设置成4至21中的任意一个值。
1.3.2)实例2
图6示出了显示根据另一实例的树脂材料(固化材料)的层数与照射单元40在x’方向上的移位量之间的关系的曲线图的实施例(实例2)。在该实施例中,当层数在前5层至16层的范围(第三范围)内时(例如,3层),每层或每个多层的照射位置逐渐(逐步)移位。
在该实施例中,对于16层或更多层,移位量是不变的。如上所述。第一范围中的层数的上限值和第二范围中的层数的下限值还能够根据需要改变。
此外,利用在该实例2中所示的移位量的曲线,能够提高该建模设备100的建模精度。
曲线并不局限于上述所述实例1和2中所示的曲线。作为另一曲线,存在其中图6中所示的第三范围内的移位量逐步增加的实施例。
2.实施方式2
图7中的A是示出根据实施方式2的建模设备的侧视图。在下文中,将以相同参考标号表示与根据上述所述实施方式1的建模设备100中的元件、功能等大致相似的元件并且将简化或省去其描述并且将主要描述不同之处。
在该建模设备200中,平台10布置成使得建模表面12沿着水平面大致延伸。因此,树脂材料R在x’方向上(在图中,左方向和右方向上)均匀地流动并且由此x’方向上的建模精度是稳定的。
在该实施方式中,针对第一移动机构61对平台10的移动,对向前路径和向后路径两个路径指向曝光(见图1)。
两个喷嘴20布置在x方向上。例如,这些喷嘴20布置成与z轴线性地对称。在该实施方式中,选择两个喷嘴20中的任一个,以使得通过这种重复曝光的方式将树脂材料R有效地供应至保持区域H中,并且在合适的时刻喷出树脂材料。应注意,如同实施方式1,只要能够将树脂材料从喷嘴20供应至保持区域H中,喷嘴20则可以是单个。
图8是示出根据该建模设备200的层数与照射位置的移位量之间的关系的曲线图。通过将图4中所示的实例1中的曲线应用于该实施方式2中的重复曝光处理而获得此曲线。根据该曲线,在第二范围内的各层中的第一层(例如,第16层)之后,在如图7的A和B中所示的各层从+x'方向和-x'方向上的原点位置移位之后,执行曝光。
根据该重复曝光处理,建模速度增加并且能够提高产率。进一步的,如上述所述实施方式1所示,能够根据层数设置合适的照射位置并且能够提高建模精度。
图6中所示的移位量的曲线可以应用于根据该实施方式2的建模设备200。在这种情况下,例如,在每层的照射位置逐步移位的第三范围内,针对各层使用原点位置作为中心的这种设置,照射位置交替摆动。
3.实施方式3
图9是示出根据实施方式3的建模设备的侧视图。该建模设备300包括旋转机构47。旋转机构47通过围绕y’轴旋转照射单元40而改变照射单元40的照射角。因此,被保持在保持区域H中的树脂材料R的照射位置发生移位。通过建模设备300的这种配置,能够获得与上述所述实施方式1和2相似的效果。
4.变形例
在上述所述各个实施方式中,根据树脂材料的层压层数控制照射位置。然而,可以根据平台10的建模表面12与相邻区域K之间的距离(与建模表面12垂直的方向(z’方向)上的距离控制照射位置。该距离与层数成比例,并且由此,该变形例中的构思与上述所述各个实施方式中的构思相同。例如,通过使用光学、磁性、或弹性器件测量该距离。
在上述所述各个实施方式中,提供移动平台10的平台移动机构60。然而,可以提供不沿着x’、z’轴移动平台10、而沿着x’、z’轴移动滚筒30的移动机构。可替代地,平台10可以被配置成沿着x’轴(或z’轴)移动并且滚筒30可以被配置成沿着z’轴(或x’轴)移动。
在上述所述实施方式中,滚筒30(调节构件)的形状具有圆柱形形状。然而,调节构件的形状可以是诸如半圆或1/4圆等圆柱形的一部分的形状(从y轴看,圆形的一部分)。因此,排除了对圆筒的容量的限制并且能够增强照射单元40的布置的配置和自由度。进一步地,通过增加照射单元40的尺寸,能够提供更高精度的照射位置。调节构件的表面不需要是圆柱形表面。只要提供包括邻接区域的表面沿着y轴较长,该表面则可以是具有任意形状的曲面。
尽管上述所述实施方式1和实施方式3中的平台10被布置成倾斜,然而,如上述所述实施方式2,平台10可以被布置成水平。或者,尽管平台10被布置成使得上述所述实施方式2中的建模表面12是水平的,然而,可以对如实施方式1中所示的建模表面12倾斜时的平台10执行重复曝光。在这种情况下,平台10移动,以使得倾斜方向在针对一层的曝光处理的向前路径上和针对一层的曝光处理的向后路径上交替反向。
应注意,本技术还可以采用下列配置。
(1)一种建模设备,包括:
平台,包括建模表面,在建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括包含相邻区域的表面,调节构件能够相对于平台布置,以形成用于将材料保持在相邻区域和平台之间的保持区域;
照射单元,照射单元经由调节构件的相邻区域选择性地将能量射线辐射到保持在保持区域中的材料的区域;
第一移动机构,第一移动机构使平台和调节构件在沿着建模表面的方向上相对于彼此移动;
第二移动机构,第二移动机构使平台和调节构件在材料的层压方向上相对于彼此移动;以及
控制机构,控制机构根据材料的层压层数,通过第一移动机构可变地控制能量射线在平台和调节构件的相对运动的方向上对于材料的照射位置。
(2)根据(1)所述的建模设备,其中,
控制机构使用保持区域的第一区域作为中心,通过第一移动机构将照射位置设置在与平台相对于调节构件行进的方向的一侧相对的一侧上,第一区域位于相邻区域中的最靠近平台的区域与平台之间。
(3)根据(1)或(2)所述的建模设备,其中,
当材料的层数在第一范围内时,控制机构对位于保持区域的第一区域中的材料辐射能量射线,第一区域位于相邻区域中的最靠近平台的区域与平台之间;并且
当材料的层数在大于第一范围的第二范围中时,控制机构对位于保持区域的第二区域中的材料辐射能量射线,第二区域不同于第一区域。
(4)根据(3)所述的建模设备,其中,
当材料的层压层数在第三范围内时,控制机构针对每层或每多层将照射位置从第一区域逐步移至第二区域,第三范围比第一范围大并且比第二范围小。
(5)根据(3)或(4)所述的建模设备,其中,
设置第一范围中的层数,使得第一范围中的层数的下限值是1并且第一范围中的层数的上限值是3至20中的任意一个值。
(6)根据(3)或(4)所述的建模设备,其中,
设置第二范围内的层数,使得第二范围中的层数的下限值是4至21中的任意一个值。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的建模设备,其中,
控制机构包括使照射单元沿着建模表面移动的机构或包括改变照射单元的照射角的机构。
(8)根据(2)所述的建模设备,其中,
第一移动机构使平台或调节构件做往复运动;并且
控制机构分别针对平台或调节构件的向前运动和向后运动中的每个来设置照射位置并辐射能量射线。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的建模设备,其中,
至少调节构件的表面的相邻区域包括曲面。
(10)根据(9)所述的建模设备,其中,
调节构件的表面包括圆柱形表面。
(11)一种建模设备,包括:
平台,包括建模表面,在建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括包含相邻区域的表面,调节构件能够相对于平台布置,以形成用于将材料保持在相邻区域和平台之间的保持区域;
照射单元,照射单元经由调节构件的相邻区域选择性地将能量射线辐射到保持在保持区域中的材料的区域;
第一移动机构,第一移动机构使平台和调节构件在沿着建模表面的方向上相对于彼此移动;
第二移动机构,第二移动机构使平台和调节构件在材料的层压方向上相对于彼此移动;以及
控制机构,控制机构根据建模表面与邻近区域之间的距离,通过第一移动机构可变地控制能量射线在平台和调节构件的相对运动的方向上对于材料的照射位置。
(12)一种用于通过建模设备制造建模对象的方法,包括:
平台,包括建模表面,在建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括含相邻区域的表面,调节构件能够相对于平台布置,以形成用于将材料保持在相邻区域和平台之间的保持区域;以及
照射单元,照射单元经由调节构件的相邻区域将能量射线辐射到保持在保持区域中的材料,方法包括:
在通过第一移动机构使平台和调节构件在沿着建模表面的方向上相对于彼此移动的同时将能量射线选择性地辐射到材料的区域;
通过第二移动机构使平台和调节构件在材料的层压方向上相对于彼此移动;并且
根据材料的层数,通过第一移动机构可变地控制能量射线在平台和调节构件的相对运动的方向上对于材料的照射位置。
(13)一种通过建模设备来制造建模对象的方法,建模设备包括:
平台,包括建模表面,在建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括包含相邻区域的表面,调节构件能够相对于平台布置,以形成用于将材料保持在相邻区域和平台之间的保持区域;以及
照射单元,照射单元经由调节构件的相邻区域将能量射线辐射到保持在保持区域中的材料,方法包括:
在通过第一移动机构使平台和调节构件在沿着建模表面的方向上相对于彼此移动的同时将能量射线选择性地辐射到材料的区域;
通过第二移动机构使平台和调节构件在材料的层压方向上相对于彼此移动;并且
根据建模表面与相邻区域之间的距离,通过第一移动机构可变地控制能量射线在平台和调节构件的相对运动的方向上对于材料的照射位置。
参考标号列表
10 平台
12 建模表面
20 喷嘴
30 滚筒
32 表面
40 照射单元
45 照射单元移动机构
47 旋转机构
50 控制单元
60 平台移动机构
61 第一移动机构
62 第二移动机构
100、200、300 建模设备。
Claims (13)
1.一种建模设备,包括:
平台,包括建模表面,在所述建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括包含相邻区域的表面,所述调节构件能够相对于所述平台布置,以形成用于将材料保持在所述相邻区域和所述平台之间的保持区域;
照射单元,所述照射单元经由所述调节构件的所述相邻区域选择性地将能量射线辐射到保持在所述保持区域中的所述材料的区域;
第一移动机构,所述第一移动机构使所述平台和所述调节构件在沿着所述建模表面的方向上相对于彼此移动;
第二移动机构,所述第二移动机构使所述平台和所述调节构件在所述材料的层压方向上相对于彼此移动;以及
控制机构,所述控制机构根据所述材料的层压层数,通过所述第一移动机构可变地控制所述能量射线在所述平台和所述调节构件的相对运动的方向上对于所述材料的照射位置。
2.根据权利要求1所述的建模设备,其中,
所述控制机构使用所述保持区域的第一区域作为中心,通过所述第一移动机构将所述照射位置设置在与所述平台相对于所述调节构件行进的方向的一侧相对的一侧上,所述第一区域位于所述相邻区域中的最靠近所述平台的区域与所述平台之间。
3.根据权利要求1所述的建模设备,其中,
当所述材料的层数在第一范围内时,所述控制机构对位于所述保持区域的第一区域中的所述材料辐射所述能量射线,所述第一区域位于所述相邻区域中的最靠近所述平台的区域与所述平台之间;并且
当所述材料的层数在大于所述第一范围的第二范围中时,所述控制机构对位于所述保持区域的第二区域中的所述材料辐射所述能量射线,所述第二区域不同于所述第一区域。
4.根据权利要求3所述的建模设备,其中,
当所述材料的层压层数在第三范围内时,所述控制机构针对每层或每多层将所述照射位置从所述第一区域逐步移至所述第二区域,所述第三范围比所述第一范围大并且比所述第二范围小。
5.根据权利要求3所述的建模设备,其中,
设置所述第一范围中的层数,使得所述第一范围中的层数的下限值是1并且所述第一范围中的层数的上限值是3至20中的任意一个值。
6.根据权利要求3所述的建模设备,其中,
设置所述第二范围内的层数,使得所述第二范围中的层数的下限值是4至21中的任意一个值。
7.根据权利要求1所述的建模设备,其中,
所述控制机构包括使所述照射单元沿着所述建模表面移动的机构或包括改变所述照射单元的照射角的机构。
8.根据权利要求2所述的建模设备,其中,
所述第一移动机构使所述平台或所述调节构件做往复运动;并且
所述控制机构分别针对所述平台或所述调节构件的向前运动和向后运动中的每个来设置所述照射位置并辐射所述能量射线。
9.根据权利要求1所述的建模设备,其中,
至少所述调节构件的表面的所述相邻区域包括曲面。
10.根据权利要求9所述的建模设备,其中,
所述调节构件的表面包括圆柱形表面。
11.一种建模设备,包括:
平台,包括建模表面,在所述建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括包含相邻区域的表面,所述调节构件能够相对于所述平台布置,以形成用于将材料保持在所述相邻区域和所述平台之间的保持区域;
照射单元,所述照射单元经由所述调节构件的所述相邻区域选择性地将能量射线辐射到保持在所述保持区域中的所述材料的区域;
第一移动机构,所述第一移动机构使所述平台和所述调节构件在沿着所述建模表面的方向上相对于彼此移动;
第二移动机构,所述第二移动机构使所述平台和所述调节构件在所述材料的层压方向上相对于彼此移动;以及
控制机构,所述控制机构根据所述建模表面与邻近区域之间的距离,通过所述第一移动机构可变地控制所述能量射线在所述平台和所述调节构件的相对运动的方向上对于所述材料的照射位置。
12.一种用于通过建模设备来制造建模对象的方法,所述建模设备包括:
平台,包括建模表面,在所述建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括含相邻区域的表面,所述调节构件能够相对于所述平台布置,以形成用于将所述材料保持在所述相邻区域和所述平台之间的保持区域;以及
照射单元,所述照射单元经由所述调节构件的所述相邻区域将能量射线辐射到保持在所述保持区域中的所述材料,所述方法包括:
在通过第一移动机构使所述平台和所述调节构件在沿着所述建模表面的方向上相对于彼此移动的同时将能量射线选择性地辐射到所述材料的区域;
通过第二移动机构使所述平台和所述调节构件在所述材料的层压方向上相对于彼此移动;并且
根据所述材料的层数,通过所述第一移动机构可变地控制所述能量射线在所述平台和所述调节构件的相对运动的方向上对于所述材料的照射位置。
13.一种通过建模设备来制造建模对象的方法,所述建模设备包括:
平台,包括建模表面,在所述建模表面上形成建模对象;
调节构件,包括包含相邻区域的表面,所述调节构件能够相对于所述平台布置,以形成用于将材料保持在所述相邻区域和所述平台之间的保持区域;以及
照射单元,所述照射单元经由所述调节构件的所述相邻区域将能量射线辐射到保持在所述保持区域中的所述材料,所述方法包括:
在通过第一移动机构使所述平台和所述调节构件在沿着所述建模表面的方向上相对于彼此移动的同时将能量射线选择性地辐射到所述材料的区域;
通过第二移动机构使所述平台和所述调节构件在所述材料的层压方向上相对于彼此移动;并且
根据所述建模表面与所述相邻区域之间的距离,通过所述第一移动机构可变地控制所述能量射线在所述平台和所述调节构件的相对运动的方向上对于所述材料的照射位置。
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