CN110154381B - 三维造型物的制造装置 - Google Patents

Abstract

一种三维造型物的制造装置，抑制伴随喷射部的维护的三维造型物的制造效率的下降。特征在于，三维造型物的制造装置通过将层进行层叠来制造三维造型物，并具备：多个喷射部，基于三维造型物的造型数据喷射造型材料；检测部，能够检测来自喷射部的造型材料的喷射状态；维护部，进行喷射部的维护；以及控制部，控制喷射部、检测部及维护部，当检测部在喷射部的任一个中检测到造型材料的喷射异常时，控制部使维护部进行检测到喷射异常的喷射部的维护，并且再次生成造型数据，并使未检测到喷射异常的喷射部向计划要从检测到喷射异常的喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。

Description

三维造型物的制造装置

技术领域

本发明涉及三维造型物的制造装置及三维造型物的制造方法。

背景技术

以往，各种三维造型物的制造装置被使用。其中，有一种三维造型物的制造装置，通过从喷射部喷射三维造型物的造型材料而形成层，并将该层进行层叠来制造三维造型物。

例如，在专利文献1中，公开了一种三维打印装置(三维造型物的制造装置)，其具备将三维造型物的边界材料(造型材料)以层状的方式分配的打印头(喷射部)。

专利文献1：日本特开2015-221576号公报

在从喷射部喷射三维造型物的造型材料的三维造型物的制造装置中，存在来自喷射部的三维造型物的造型材料的喷射状态下降，产生喷射异常的情况。因此，在这样的三维造型物的制造装置中，存在设置有进行喷射部的维护的维护部的情况。然而，在如专利文献1中所示的现有的三维造型物的制造装置中，构成为如下结构：当在形成层时需要进行维护的情况下，暂时中断层的形成，在进行了喷射部的维护之后，恢复层的形成。因此，在现有的三维造型物的制造装置中，产生了伴随喷射部的维护的三维造型物的制造效率的下降。

发明内容

因此，本发明的目的在于抑制伴随喷射部的维护的三维造型物的制造效率的降低。

为了解决上述技术问题的本发明的第一方式的三维造型物的制造装置的特征在于，通过将层进行层叠来制造三维造型物，所述三维造型物的制造装置具备：多个喷射部，基于上述三维造型物的造型数据喷射造型材料；检测部，能够检测来自上述喷射部的上述造型材料的喷射状态；维护部，进行上述喷射部的维护；以及控制部，控制上述喷射部、上述检测部及上述维护部，当上述检测部在上述喷射部的任一个中检测到上述造型材料的喷射异常时，上述控制部使上述维护部对检测到喷射异常的上述喷射部进行维护，并且在上述异常喷射部被上述维护部维护期间，使未检测到喷射异常的正常喷射部向计划要从上述异常喷射部喷射上述造型材料的位置喷射上述造型材料。

根据本方式，具备多个喷射部，在检测到喷射异常时，进行检测到喷射异常的异常喷射部的维护，并且在维护异常喷射部期间，使正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。因此，能够抑制层的形成被中断，从而能够抑制三维造型物的制造效率的下降。

本发明的第二方式的三维造型物的制造装置的特征在于，在上述第一方式中，当上述检测部在上述喷射部的任一个中检测到上述造型材料的喷射异常时，上述控制部通过再次生成上述造型数据，使上述正常喷射部向计划要从上述异常喷射部喷射上述造型材料的位置喷射上述造型材料。

根据本方式，通过再次生成造型数据，使正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。因此，通过将从异常喷射部喷射造型材料的造型数据重新生成为从正常喷射部喷射造型材料的造型数据，能够使正常喷射部适当地向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。

本发明的第三方式的三维造型物的制造装置的特征在于，在上述第二方式中，当上述检测部在上述喷射部的任一个中检测到上述造型材料的喷射异常时，上述控制部按照一层量的上述层来再次生成上述造型数据。

根据本方式，由于按照一层量的上述层来再次生成造型数据，因此能够在通过维护异常喷射部而使其变得正常之后马上使造型材料从该变得正常的喷射部喷射。

本发明的第四方式的三维造型物的制造装置的特征在于，在上述第二方式中，当上述检测部在上述喷射部中的任一个中检测到上述造型材料的喷射异常时，上述控制部基于通过上述检测部检测到的喷射异常的状态，将再次生成的上述造型数据变更为几层量。

根据本方式，基于喷射异常的状态将再次生成的造型数据变更为几层量。因此能够做到如下等，例如在成为完全不喷射等较严重的喷射异常时，由于维护花费时间，因此使再次生成的造型数据为较多的层量，在成为喷射量比通常稍小等较轻的喷射异常时，由于维护不太花费时间，因此使再次生成的造型数据为较少的层量等。因此，能够有效地抑制三维造型物的制造效率的下降。

本发明的第五方式的三维造型物的制造装置的特征在于，在上述第一～第四方式中的任一项的方式中，上述维护部能够执行多种维护内容，当上述检测部在上述喷射部的任一个中检测到上述造型材料的喷射异常时，上述控制部基于通过上述检测部检测到的喷射异常的状态，变更上述维护部执行的维护内容。

根据本方式，能够执行多种维护内容，由于基于喷射异常的状态变更维护内容，因此能够有效地进行异常喷射部的维护。

本发明的第六方式的三维造型物的制造装置的特征在于，在上述第一～第五方式中的任一项的方式中，上述控制部使上述造型材料从上述喷射部喷射在与上述三维造型物的造型位置不同的位置，并使上述检测部检测上述喷射部的喷射状态。

根据本方式，由于使造型材料喷射在与三维造型物的造型位置不同的位置并检测喷射部的喷射状态，因此能够不受随着三维造型物的层叠的下层的状态的影响等而准确地检测喷射部的喷射状态。

本发明的第七方式的三维造型物的制造装置的特征在于，在上述第一～第五方式中的任一项的方式中，上述控制部基于上述三维造型物的造型形状，使上述检测部检测上述喷射部的喷射状态。

根据本方式，由于基于三维造型物的造型形状检测喷射部的喷射状态，因此能够有效地检测喷射部的喷射状态。

本发明的第八方式的三维造型物的制造方法是通过将层进行层叠来制造三维造型物的制造方法，其特征在于，三维造型物的制造装置具备：多个喷射部，基于上述三维造型物的造型数据喷射造型材料；检测部，能够检测来自上述喷射部的上述造型材料的喷射状态；以及维护部，进行上述喷射部的维护，通过三维造型物的制造装置，在上述检测部在上述喷射部的任一个中检测到上述造型材料的喷射异常时，使上述维护部进行检测到喷射异常的异常喷射部的维护，并且在通过上述维护部维护上述异常喷射部期间，使未检测到喷射异常的正常喷射部向计划要从上述异常喷射部喷射上述造型材料的位置喷射上述造型材料。

根据本方式，通过具备多个喷射部的三维造型物的制造装置，在检测到喷射异常时，进行检测到喷射异常的异常喷射部的维护，并且在维护异常喷射部期间，使正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。因此，能够抑制层的形成被中断，从而能够抑制三维造型物的制造效率的下降。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式所涉及的三维造型物的制造装置的结构的简要结构图。

图2是图1所示的C部的放大图。

图3是示出本发明的一实施方式所涉及的三维造型物的制造装置的结构的简要结构图。

图4是图3所示的C′部的放大图。

图5是本发明的一实施方式所涉及的头座的简要透视图。

图6是概念性说明本发明的一实施方式所涉及的头部单元的配置与三维造型物的形成形态的关系的俯视图。

图7是概念性说明本发明的一实施方式所涉及的头部单元的配置与三维造型物的形成形态的关系的俯视图。

图8是概念性说明本发明的一实施方式所涉及的头部单元的配置与三维造型物的形成形态的关系的俯视图。

图9是概念性说明三维造型物的形成形态的简图。

图10是概念性说明三维造型物的形成形态的简图。

图11是示出配置于头座的头部单元的其他配置的例子的示意图。

图12是示出配置于头座的头部单元的其他配置的例子的示意图。

图13是本发明的一实施例所涉及的三维造型物的制造方法的流程图。

图14是表示使用本发明的一实施方式所涉及的三维造型物的制造装置而形成的三维造型物的一个例子的简要剖视图。

图15是表示使用本发明的一实施方式所涉及的三维造型物的制造装置而形成的三维造型物的一个例子的简要剖视图。

附图标记说明

50、50a、50b、50c、50d…层结构部；110…基座；111…驱动装置；120…工作台；121…样品板；130…头座支承部；300…第二层；310…第一层；400…控制单元(控制部)；410…工作台控制器；500…三维造型物(三维造型物的层叠体)；501、502、503、…50n…层；730…头座支承部；1100…头座(喷射部)；1200…第一供给装置；1210…第一供给单元；1210a…第一收纳部；1220…供给管；1230…第一喷出部；1230a…喷出喷嘴；1230b…喷出驱动部；1400…头部单元；1400a…保持夹具；1401、1402、1403及1404…头部单元；1500…材料供给控制器；1600…头座(喷射部)；1700…第二供给装置；1710…第二供给单元；1710a…第二收纳部；1720…供给管；1730…第二喷出部；1730a…喷出喷嘴；1730b…喷出驱动部；1900…头部单元；1900a…保持夹具；2000…形成装置(三维造型物的制造装置)；M…材料；R…与喷射异常对应的区域；S1…检测部；S2…检测部；W1…擦拭器(维护部)；W2…擦拭器(维护部)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。

图1～图4是示出本发明的一实施方式所涉及的三维造型物的制造装置的结构的简要结构图。

这里，本实施方式的三维造型物的制造装置具备多个(两个)材料供给部(头座)。其中，图1和图2是仅示出了一个材料供给部的图。另外，图3和图4是仅示出了另外一个材料供给部的图。这里，在图1和图2中示出的材料供给部与在图3和图4中示出的材料供给部为能够供给相同造型材料的结构。

此外，本说明书中的“三维造型”是指形成所谓的立体造型物，例如也包括形成平板状，即使为所谓的二维形状的形状但具有厚度的形状。另外。“支承”是指除从下侧支承的情况以外，还包括从横侧支承的情况、在某些情况下从上侧支承的情况的意思。

另外，本实施例的三维造型物的造型材料是糊剂(流动性材料)。但是，并不限于这种造型材料，作为造型材料物，也可以使用在常温下是纤维状、颗粒状等的固体，并通过加热而成为流动状态的混合物等。

图1和图3所示的三维造型物的制造装置2000(以下，称为形成装置2000)具备基座110和工作台120，所述工作台120通过基座110所具备的作为驱动单元的驱动装置111而能在图示的X、Y、Z方向上移动，或者能够在以Z轴为中心的旋转方向上驱动。

而且，如在图1和图2中所示，具备头座支承部130，其一端部固定于基座110，而在另一端部保持固定有头座1100，所述头座1100作为保持多个头部单元1400的喷射部，所述头部单元1400具备喷出造型材料的第一喷出部1230。

另外，如图3和图4所示，具备头座支承部730，其一端部固定于基座110，而在另一端部保持固定有头座1600，所述头座1600作为保持多个头部单元1900的喷射部，所述头部单元1900具备喷出造型材料的第二喷出部1730。

这里，头座1100与头座1600在XY平面上并排设置。进而，成为头座1600能够相对于工作台120追随头座1100的移动而移动的结构。除此之外，成为头座1100与头座1600也能够相对于工作台120独立地移动的结构。这里，“头座1600相对于工作台120追随头座1100的移动而移动”是指也包含头座1100与头座1600处于并排的位置，工作台120相对于停止的头座1100和头座1600而移动的情况的意思。

此外，第一喷出部1230与第二喷出部1730是同样的结构。

在工作台120上，在形成三维造型物500(三维造型物的层叠体)的过程中形成层501、502及503。在三维造型物500的形成中，也可以进行利用电磁波照射部等的热能的照射。在这样的结构的情况下，为了保护工作台120免受热量的影响，也可以使用具有耐热性的样品板121，从而在样品板121上形成三维造型物500。本实施方式的样品板121是坚固且容易制造的金属制的材料。然而，作为样品板121，例如通过使用陶瓷板，能够得到较高的耐热性，进一步在进行脱脂、烧结等的情况下，与三维造型物500的构成材料粉末的反应性也较低，从而能够防止三维造型物500的变质。此外，在图1和图3中，为了便于说明，例示了层501、502及503三层，但一直层叠至所希望的三维造型物500的形状为止(直至图1和图3中的层50n为止)。

这里，层501、502、503、…50n分别由第一层310和第二层300构成，所述第一层310通过从第一喷出部1230喷出造型材料而形成，所述第二层300通过从第二喷出部1730喷出造型材料而形成。

此外，本实施方式的形成装置2000是能够使用包含三维造型物500的构成材料粉末的造型材料，形成层501、502、503、…50n这样的多层的三维造型物的制造装置。除此之外，也能够成为如下结构：根据制造的三维造型物500的形状等，进一步通过未图示的支承层形成部，使用支承第一层310和第二层300的支承层形成用材料而形成各层(层501、502、503、…50n)。

另外，图2是示出图1所示的头座1100的C部放大示意图。如图2所示，头座1100保持有多个头部单元1400。详细内容后文叙述，但一个头部单元1400通过将第一供给装置1200所具备的第一喷出部1230保持于保持夹具1400a而构成。第一喷出部1230具备喷出喷嘴1230a和喷出驱动部1230b，所述喷出驱动部1230b通过材料供给控制器1500使造型材料从喷出喷嘴1230a喷出。另外，具备维护(详细而言，擦拭)头座1100(详细而言，第一喷出部1230)的擦拭器W1。进一步，具备检测部S1，所述检测部S1能够检测来自头座1100(第一喷出部1230)的造型材料的喷射状态。

图4是示出图3所示的头座1600的C′部放大示意图。如图4所示，头座1600保持有多个头部单元1900。头部单元1900通过第二供给装置1700所具备的第二喷出部1730保持于保持夹具1900a而构成。第二喷出部1730具备喷出喷嘴1730a和喷出驱动部1730b，所述喷出驱动部1730b通过材料供给控制器1500使造型材料从喷出喷嘴1730a喷出。另外，具备维护(详细而言，擦拭)头座1600(详细而言，第二喷出部1730)的擦拭器W2。进一步，具备检测部S2，所述检测部S2能够检测来自头座1600(第二喷出部1730)的造型材料的喷射状态。

此外，本实施例的形成装置2000中的维护部是对作为喷射部的头座1100和头座1600进行擦拭的擦拭器W1和擦拭器W2，但是维护部的结构没有特别地限定。例如本实施例的擦拭器W1和擦拭器W2是由布构成的擦拭器，但也可以为树脂制的擦拭器等。进一步，也可以具有对头座1100和头座1600进行覆盖的帽、从第一喷出部1230和第二喷出部1730抽吸头座1100和头座1600的造型材料的抽吸机构等。在本发明中“维护”是指包括当在喷射部发生了喷射异常(成为完全不喷射、喷射量从所希望的量变化等)时，以改善该喷射异常为目的的全部行为的意思。

另外，本实施例的检测部S1和检测部S2均是与形成于喷射部(头座1100和头座1600)的喷射部一起移动的结构，是能够立体捕捉(拍摄)各层(层501、502、503、…50n)的3D传感器。但是，对检测部的构成、形成位置没有特别地限定。

如图1和图2所示，第一喷出部1230通过供给管1220与第一供给单元1210连接，所述第一供给单元1210容纳与保持于头座1100的头部单元1400分别对应的造型材料。进而，预定的造型材料被从第一供给单元1210供给至第一喷出部1230。在第一供给单元1210中，包括通过本实施方式所涉及的形成装置2000造型的三维造型物500的构成材料粉末的造型材料被收纳于第一收纳部1210a，各个第一收纳部1210a通过供给管1220与各个第一喷出部1230连接。这样，由于具备各个第一收纳部1210a，因此能够从头座1100供给多种不同种类的造型材料。

如图3和图4所示，第二喷出部1730通过供给管1720而与第二供给单元1710连接，所述第二供给单元1710容纳与保持于头座1600的头部单元1900分别对应的造型材料。进而，预定的造型材料被从第二供给单元1710供给至第二喷出部1730。在第二供给单元1710中，通过本实施方式所涉及的形成装置2000造型的三维造型物500的造型材料收纳于第二收纳部1710a，各个第二收纳部1710a通过供给管1720与各个第二喷出部1730连接。这样，由于具备各个第二收纳部1710a，因此能够从头座1600供给多个不同种类的造型材料。其中，使能够从头座1100供给的造型材料与能够从头座1600供给的造型材料为相同造型材料。例如，在从头座1100供给的造型材料为一种的情况下，从头座1600供给的造型材料也为相同的一种。而且，在从头座1100供给的造型材料是多种的情况下，从头座1600供给的造型材料也为多种，并且为与从头座1100供给的造型材料分别相同的种类的造型材料。

此外，后文叙述在本实施例的形成装置2000中使用的造型材料的成分的具体例的详细内容。

形成装置2000具备作为控制部的控制单元40，根据从未图示的例如个人计算机等数据输出装置输出的三维造型物500的造型数据来控制上述的工作台120、第一供给装置1200所具备的第一喷出部1230、以及第二供给装置1700所具备的第二喷出部1730。进而，控制单元400以使工作台120和第一喷出部1230协作地驱动及动作的方式进行控制，并以使工作台120和第二喷出部1730协作地驱动及动作的方式进行控制。另外，以与第一喷出部1230的驱动配合地通过检测部S1检测(拍摄)由第一喷出部1230形成的第一层310的方式进行控制，并以与第二喷出部1730的驱动配合地通过检测部S2检测(拍摄)由第二喷出部1730形成的第二层300的方式进行控制。进一步，控制擦拭器W1和擦拭器W2的移动，并控制擦拭器W1和擦拭器W2针对头座1100和头座1600的擦拭动作。

以可移动的方式配置于基座110的工作台120基于来自控制单元400的控制信号，在工作台控制器410中生成控制工作台120的移动开始与停止、移动方向、移动量、移动速度等的信号，并发送至基座110所具备的驱动装置111，从而工作台120在图示的X、Y、Z方向上移动。对于头部单元1400所具备的第一喷出部1230，基于来自控制单元400的控制信号，在材料供给控制器1500中生成控制第一喷出部1230所具备的喷出驱动部1230b的从喷出喷嘴1230a喷出的材料喷出量等的信号，并根据所生成的信号从喷出喷嘴1230a喷出预定量的造型材料。

同样地，对于头部单元1900所具备的第二喷出部1730，基于来自控制单元400的控制信号，在材料供给控制器1500中生成控制第二喷出部1730所具备的喷出驱动部1730b的从喷出喷嘴1730a喷出的材料喷出量等的信号，并根据所生成的信号从喷出喷嘴1730a喷出预定量的造型材料。

接着，进一步对头部单元1400进行详细地说明。此外，头部单元1900是与头部单元1400相同的结构。因此，省略关于头部单元1900的详细的结构的说明。

图5、及图6～图8示出多个保持于头座1100的头部单元1400和第一喷出部1230的保持形态的一个例子，其中，图6～图8是从图2所示的箭头D方向的头座1100的外观图。

如图5所示，多个头部单元1400通过未图示的固定单元而被保持于头座1100。另外，如在图6～图8中所示，在本实施方式所涉及的形成装置2000的头座1100中，具备从图下方开始的第一列的头部单元1401、第二列的头部单元1402、第三列的头部单元1403、及第四列的头部单元1404这四个单元配置成锯齿状(相互不同)的头部单元1400。并且，如在图6中所示，使工作台120相对于头座1100在X方向上一边移动一边从各头部单元1400喷出造型材料而形成层结构部50(层结构部50a、50b、50c及50d)。关于层结构部50的形成步骤后文叙述。这里，从第一喷出部1230喷出而形成的层结构部50的层对应于第一层310，从第二喷出部1730喷出而形成的层结构部50的层对应于第二层300。

此外，虽未图示，但各个头部单元1401～1404所具备的第一喷出部1230为经由喷出驱动部1230b并通过供给管1220与第一供给单元1210连接的结构。

如图5所示，第一喷出部1230从喷出喷嘴1230a朝向放置在工作台120上的样品板121上喷出作为造型材料(糊状的流动性材料)的材料M。在头部单元1401，例示了材料M以液滴状喷出的喷出形态，在头部单元1402，例示了材料M以连续体状被供给的喷出形态。材料M的喷出形态可以是液滴状也可以是连续体状，虽然哪一种都可以，但本实施方式中通过材料M以液滴状喷出的形态进行说明。

从喷出喷嘴1230a以液滴状被喷出的材料M在大致重力方向上飞行，且着落在样品板121上。工作台120移动，从而通过着落的材料M形成层结构部50。该层结构部50的集合体形成为形成在样品板121上的三维造型物500的第一层310。

接着，使用图6～图8、及图9和图10对层结构部50的形成步骤进行说明。

图6～图8是概念性说明本实施方式的头部单元1400的配置与层结构部50的形成形态的关系的俯视图。并且，图9和图10是概念性表示层结构部50的形成形态的侧视图。

首先，当工作台120向+X方向移动时，材料M从多个喷出喷嘴1230a以液滴状被喷出，材料M被配置于样品板121的预定的位置，形成层结构部50。

更具体而言，首先，如在图9中所示，一边使工作台120向+X方向移动，一边使材料M以一定的间隔从多个喷出喷嘴1230a配置于样品板121的预定的位置。

接着，如在图10中所示，一边使工作台120向-X方向移动，一边以填埋按一定的间隔配置的材料M之间的方式重新配置材料M。

但是，也可配置为如下结构：一边使工作台120向+X方向移动，一边以使材料M重叠的方式(不空开间隔的方式)从多个喷出喷嘴1230a将材料M配置于样品板121的预定的位置(通过工作台120仅在X方向上的单侧的移动来形成层结构部50的结构，而不是通过工作台120在X方向上的往复移动来形成层结构部50的结构)。

通过像上述那样形成层结构部50，形成在图6中所示的、各头部单元1401、1402、1403及1404在X方向上的一行量(Y方向上的第一行)的层结构部50(层结构部50a、50b、50c及50d)。

接着，各头部单元1401、1402、1403及1404为了在Y方向上形成第二行的层结构部50′(层结构部50a′、50b′、50c′及50d′)，使头座1100向-Y方向移动。若设喷嘴间的间距为P，则移动量为向-Y方向移动P/n(n为自然数)间距的量。在本实施例中，将n设为3进行说明。

通过进行在图9和图10中所示的与上述同样的动作，形成在图7中所示的Y方向上的第二行的层结构部50′(层结构部50a′、50b′、50c′及50d′)。

接着，各头部单元1401、1402、1403及1404为了在Y方向上形成第三行的层结构部50″(层结构部50a″、50b″、50c″及50d″)，使头座1100向-Y方向移动。移动量为向-Y方向移动P/3间距的量。

然后，通过进行在图9和图10中所示的与上述同样的动作，形成如在图8中所示的Y方向上的第三行的层结构部50″(层结构部50a″、50b″、50c″及50d″)，从而能够获得第一层310。

另外，对于从第一喷出部1230喷出的材料M，也能够从头部单元1401、1402、1403、1404中的任意一个单元或者两个单元以上喷出(供给)与其他头部单元不同的造型材料。因此，能够通过使用本实施方式所涉及的形成装置2000，得到由不同种材料形成的三维造型物。

此外，在第一层的层501中，能够与上述那样形成第一层310一起，使造型材料从第二喷出部1730喷出，通过同样的方法形成第二层300。而且，在层叠于层501而形成层502、503、…50n时，也同样能够形成第一层310和第二层300。此外，在本实施例的形成装置2000中，在形成各层(层501、502、503、…50n)时，在初始设定中，不是仅通过第一层310或者第二层300形成各层，而是通过第一层310和第二层300双方形成各层。关于使用本实施例的形成装置2000进行的具体的三维造型物的制造方法，后文进行叙述。

上述的本实施方式所涉及的形成装置2000所具备的头部单元1400和1900的数量及排列不限于上述的数量及排列。在图11和图12中，作为一个例子，示意性示出了配置于头座1100的头部单元1400的其他配置例。

图11示出在头座1100上使多个头部单元1400在X轴方向上并列的形态。图12示出在头座1100上使头部单元1400呈格子状排列的形态。但是所排列的头部单元的数量均不限于图示的例子。

接着，对本实施例的造型材料(三维造型用糊剂)详细地进行说明。

作为造型材料所包含的三维造型物500的构成材料粉末，例如能够使用由镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)单一的金属组成的粉末、或者包含一种以上这些金属的合金(马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金)的粉末、或者混合了各种粉末的混合粉末。另外，也能够使用除上述金属以外的金属、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷、氮化铝等非氧化物陶瓷等粉末。

另外，作为三维造型物500的构成材料粉末，例如能够使用聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、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通用工程塑料等通用工程塑料。此外，还可以使用聚砜、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的粉末。

另外，也能够使造型材料含有溶剂，作为溶剂，例如能够使用水，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(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、乙酸异丁酯等乙酸酯类，苯、甲苯、二甲苯等芳烃类，甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类，乙醇、丙醇、丁醇等醇类，四烷基铵乙酸盐类，二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜系溶剂，吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶系溶剂，四烷基铵乙酸盐(例如四丁基乙酸铵等)，丁基卡必醇醋酸酯等离子液体等，并能够组合从它们中选择的一种或两种以上而使用。

另外，也能够使造型材料含有粘合剂，作为粘合剂，例如能够使用丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素树脂系树脂或者其他合成树脂或者PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)或者其他热塑性树脂。

另外，如上所述，在作为造型材料使用复合物的情况下，作为造型材料的构成材料粉末能够使用上述金属等金属、上述氧化物陶瓷及上述非氧化物陶瓷等的粉末、上述树脂的粉末等。而且，优选能够将作为粘合剂的聚苯乙烯、聚丙烯、丙烯酸等作为热塑性剂的邻苯二甲酸酯等、蜡等与这样的粉末一起使用。

接着，使用流程图对使用上述形成装置2000进行的三维造型物的制造方法的一个例子进行说明。

这里，图13是本实施例所涉及的三维造型物的制造方法的流程图。

另外，图14和图15是表示通过上述形成装置2000(本三维造型物的制造方法)形成的三维造型物500的一个例子的简要剖视图。其中，图14表示在三维造型物的制造中，作为喷射部的头座1100和头座1600均未产生喷射异常的情况(无需进行维护的情况)。另外，图15表示在三维造型物的制造中，在头座1100产生了喷射异常的情况(对头座1100进行维护的情况)。

如在图13中所示，在本实施例的三维造型物的制造方法中，首先在步骤S110中，通过个人计算机创建并获取三维造型物500的数据(三维造型物数据)。详细而言，例如使用在个人计算机中执行的3DCAD软件、3DCG软件等来创建表示三维造型物500的形状的数据(三维造型物数据)。或者，也可以利用对物体进行扫描而转换成3D数据的被称为3D扫描仪的设备来获取数据(三维造型物数据)，或者从保存有3D数据的云等下载来获取3D数据。

接着，向被称为STL形式的3D数据形式进行转换。在通过3DCAD软件、3DCG软件以STL形式输出时，不需要进行转换。

接着，在步骤S120中生成按照层的造型数据。详细而言，在表示STL形式的三维造型物500的形状的数据(三维造型物数据)中，根据Z方向的造型分辨率一层一层地对STL形式的数据(三维造型物数据)进行切片，并按照与各层(层501、502、503、…50n)一层量对应的截面生成位图数据(截面数据)。此外，在本步骤中生成的造型数据为以使用头座1100和头座1600(第一喷出部1230和第二喷出部1730)双方为前提的数据。关于从步骤S110到步骤S120的数据生成，可以通过搭载于形成装置2000的个人计算机进行，也可以通过其他个人计算机进行数据生成，并将数据转移到形成装置2000。

接着，在步骤S130中，通过控制单元400的控制，基于在步骤S120中生成的造型数据，从头座1100和头座1600(第一喷出部1230和第二喷出部1730)双方喷出造型材料，开始基于该造型数据的层结构部50(第一层310和第二层300)的形成(造型动作)。

这里，图14中的层501表示在头座1100和头座1600均未产生喷射异常的情况，图15中的层501表示在头座1100产生了喷射异常的情况。

另外，在步骤S130中，配合造型动作的开始，通过检测部S1和检测部S2，开始检测来自头座1100和头座1600(第一喷出部1230和第二喷出部1730)的造型材料的喷射状态。具体地，检测部S1和检测部S2对在本步骤中形成的层结构部50在其形成之后立刻进行拍摄。

接着，在步骤S140中，通过控制单元400，基于检测部S1和检测部S2的检测结果(拍摄图像)，判断在头座1100和头座1600是否产生了喷射异常。

在判断为未发生喷射异常时，进入步骤S200，保持原样地通过头座1100和头座1600双方执行(继续)造型动作。

另一方面，在判断为产生了喷射异常时，进入步骤S150并且进入步骤S160，再次生成造型数据(步骤S150)并且进行判断为发生了喷射异常的异常喷射部的维护(擦拭)(步骤S150)。这里，步骤S150与步骤S160同时并行地进行。

步骤S150中的造型数据的再次生成是用于执行仅使用正常喷射部的造型动作(步骤S170)的数据生成。进而，在步骤S150中再次生成造型数据之后，直至在后述的步骤S180中判断为恢复了异常喷射部为止，在步骤S170中仅使用正常喷射部进行造型动作。

另外，步骤S160中的异常喷射部的维护是利用擦拭器W1或者擦拭器W2的擦拭，在维护结束后，在步骤S180中判断是否恢复了异常喷射部。

此外，在步骤S180中的是否恢复了异常喷射部的判断是通过控制单元400进行的，例如，通过使造型材料从存在异常的喷射部喷射在与三维造型物500的造型位置不同的位置，并使检测部S1或者检测部S2检测存在该异常的喷射部的喷射状态而进行。但是并不限于这种判断方法。

当在步骤S180中控制单元400判断为恢复了异常喷射部时，进入到步骤S190。

在步骤S190中，以能够再次通过头座1100和头座1600双方执行造型动作的方式，再次生成造型数据。进而，在步骤S200中，基于在步骤S190中生成的造型数据，通过头座1100和头座1600双方进行造型动作。

然后，伴随着基于在步骤S110中获取到的三维造型物500的数据的造型动作的结束，本实施例的三维造型物的制造方法结束。

此外，在图14中，示出了步骤S140与步骤S200没有发生喷射异常地反复四次(从层501至层504的四层量)形成的三维造型物500的一个例子。

若用其他方式表达，则在图14中示出的三维造型物500从步骤S110前进到步骤S140，之后，使步骤S140与步骤S200反复形成层501、层502、层503、及层504这四层

另一方面，在图15中，示出了三维造型物500的一个例子，即：在层501的形成过程中在头座1100发生喷射异常，利用头座1600补全(代替第一层310而形成第二层300)层501中的与喷射异常对应的区域R，并且在头座1100的维护动作中利用头座1600形成层502和层503整体(包含层502和层503中的与喷射异常对应的区域R的区域)，并通过头座1600和恢复后的头座1100形成层504。

若用别的方式表达，则在图15中所示的三维造型物500通过从步骤S110进入至步骤S140，之后，从步骤S150至步骤S180反复形成层501、层502、层503这三层量，之后，通过步骤S140和步骤S200形成层504而形成。

此外，层501中的与喷射异常对应的区域R的补全也可以通过使头座1600追随头座1100移动而进行(能够加快层501的形成速度)，还可以使头座1600相对于头座1100的移动单独地移动而进行(能够易于确保再次生成造型数据的时间)。

这里，若对本实施例的三维造型物的制造方法进行总结，则本实施例的三维造型物的制造方法是通过将层进行层叠而制造三维造型物500的三维造型物的制造方法，该制造方法能够通过三维造型物的制造装置(形成装置2000)来执行，该三维造型物的制造装置具备：多个喷射部(头座1100和头座1600)，基于三维造型物500的造型数据喷射造型材料；检测部(检测部S1和检测部S2)，能够检测来自该喷射部的造型材料的喷射状态；以及维护部(擦拭器W1和擦拭器W2)，进行该喷射部的维护。

然后，当检测部在某个喷射部中检测到造型材料的喷射异常时(步骤S140)，使维护部进行检测到喷射异常的异常喷射部的维护(步骤S160)，并且在通过维护部维护异常喷射部期间，使未检测到喷射异常的正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料(步骤S170)。

即，本实施例的三维造型物的制造方法为，在通过具备多个喷射部的三维造型物的制造装置检测到喷射异常时，进行检测到喷射异常的异常喷射部的维护，并且在维护异常喷射部期间，使正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。因此，能够抑制层的形成被中断，从而能够抑制三维造型物500的制造效率的下降

从三维造型物的制造装置的观点进行说明，本实施方式的三维造型物的制造装置(形成装置2000)是通过将层进行层叠而制造三维造型物500的三维造型物的制造装置，具备：多个喷射部(头座1100和头座1600)，基于三维造型物500的造型数据喷射造型材料；检测部(检测部S1和检测部S2)，能够检测来自该喷射部的造型材料的喷射状态；维护部(擦拭器W1和擦拭器W2)，进行喷射部的维护；以及控制部(控制单元400)，对该喷射部、该检测部及该维护部进行控制。

然后，当检测部在喷射部的任一个中检测到造型材料的喷射异常时，控制部使维护部对检测到喷射异常的异常喷射部进行维护，并且在异常喷射部通过维护部进行维护期间，使未检测到喷射异常的正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。

即，本实施方式的形成装置2000具备多个喷射部，在检测到喷射异常时，进行检测到喷射异常的异常喷射部的维护，并且在维护异常喷射部的期间，使正常喷射部向计划要从异常喷射部喷射造型材料的位置喷射造型材料。因此，能够抑制层的形成被中断，从而能够抑制三维造型物的制造效率的下降。

另外，例如如图15中的与喷射异常对应的区域R所示，当检测部S1或检测部S2在头座1100和头座1600中的任一个中检测到造型材料的喷射异常时，本实施方式的形成装置2000的控制单元400通过再次生成造型数据(步骤S150)，使正常喷射部(头座1600)向计划要从异常喷射部(头座1100)喷射造型材料的位置(与喷射异常对应的区域R)喷射造型材料。

因此，通过将从异常喷射部喷射造型材料的造型数据重新生成为从正常喷射部喷射造型材料的造型数据，能够使正常喷射部适当地向计划要从上述异常喷射部喷射上述造型材料的位置喷射上述造型材料。

另外，在本实施方式的形成装置2000中，成为如下结构，即：在检测部S1或检测部S2在头座1100或头座1600中的任一个中检测到造型材料的喷射异常时，控制单元400能够按照一层量的层来再次生成造型数据。

因此，本实施方式的形成装置2000由于按照一层量的层来再次生成造型数据，因此能够在通过维护异常喷射部而变得正常之后马上从该变得正常的喷射部喷射造型材料。

进一步，在本实施方式的形成装置2000中，成为如下结构，即：在检测部S1或检测部S2在头座1100或头座1600中的任一个中检测到造型材料的喷射异常时，控制单元400也能够基于通过检测部S1或者检测部S2检测到的喷射异常的状态，将再次生成的造型数据变更成几层量。具体地，能够做到：在完全不喷射等较严重的喷射异常时，由于维护需要花费时间，因此使再次生成的造型数据为较多的层量(例如三层量)，在喷射量变得比通常稍少等的较轻的喷射异常时，由于维护不太花费时间，所以使再次生成的造型数据为较少的层量(例如一层量)。因此，本实施方式的形成装置2000为能够有效地抑制三维造型物500的制造效率的下降结构。

但是并不限于该结构，也可以是在检测到造型材料的喷射异常时，一律按照多层量层来再次生成造型数据的结构。

此外，在本实施方式的形成装置2000中，是如下结构：维护部可以是擦拭器W1和擦拭器W2，作为维护动作可以进行擦拭动作。但是如上所述，维护部的结构没有特别地限定。也可以具有抽吸机构等，该抽吸机构从第一喷出部1230和第二喷出部1730抽吸对头座1100和头座1600加盖的帽、头座1100及头座1600的造型材料。

特别优选如下结构：能够执行像这样擦拭动作、抽吸动作等多种维护内容，且当检测部在喷射部的任一个中检测到造型材料的喷射异常时，控制部能够基于通过检测部检测出的喷射异常的状态来变更维护部执行的维护内容。由于能够基于喷射异常的状态变更维护内容，所以能够有效地进行异常喷射部的维护。

另外，如上所述，在步骤S180中的异常喷射部是否恢复了的判断是通过控制单元400进行的，使造型材料从存在异常的喷射部喷射在与三维造型物500的造型位置不同的位置，并使检测部S1或检测部S2检测存在该异常的喷射部的喷射状态而进行。

若用别的方式表达，则在本实施方式的形成装置2000中，控制单元400能够使造型材料从喷射部喷射在与三维造型物500的造型位置不同的位置，并使检测部检测喷射部的喷射状态。

本实施方式的形成装置2000通过成为这样的结构，能够不受伴随着三维造型物500的层叠的下层的状态的影响等，准确地检测喷射部的喷射状态。

另外，如上所述，在步骤S130中，配合造型动作的开始，通过检测部S1和检测部S2，开始来自头座1100和头座1600(第一喷出部1230和第二喷出部1730)的造型材料的喷射状态的检测。

若用别的方式表达，则在本实施方式的形成装置2000中，控制单元400能够基于造型过程中的三维造型物500的造型形状，使检测部检测喷射部的喷射状态。

本实施方式的形成装置2000通过成为这样的结构，由于基于三维造型物500的造型形状检测喷射部的喷射状态，因此能够排除不伴随着三维造型物500的造型动作的动作，能够有效地检测喷射部的喷射状态。

但是基于检测部的喷射部的喷射状态的检测方法没有特别地限定，可以在步骤S130中使造型材料从喷射部喷射在与三维造型物500的造型位置不同的位置并使检测部检测喷射部的喷射状态，也可以在步骤S180中基于三维造型物500的造型形状使检测部检测喷射部的喷射状态。

本发明并不限于上述的实施例，在不脱离其主旨的范围内能够通过各种结构来实现。例如，为了解决上述技术问题的一部分或全部，或者为了实现上述效果的一部分或全部，能够对与发明的摘要一栏中记载的各方式中的技术特征对应的实施例中的技术特征适当地进行替换、组合。另外，若该技术特征在本说明书中并不是作为必须的特征而进行说明的，则可以适当地删除。

Claims (6)

1.一种三维造型物的制造装置，其特征在于，通过将层进行层叠来制造三维造型物，所述三维造型物的制造装置具备：

多个喷射部，基于所述三维造型物的造型数据喷射造型材料，从而形成层结构部，其中，所述层结构部的集合体形成所述三维造型物的所述层；

检测部，能够在所述喷射部喷射所述造型材料而形成所述层结构部之后立刻进行检测，以检测来自所述喷射部的所述造型材料的喷射状态；

维护部，进行所述喷射部的维护；以及

控制部，根据所述检测部的检测结果，判断多个所述喷射部中的任一个是否产生了喷射异常，并控制所述喷射部、所述检测部及所述维护部，

当所述检测部在所述喷射部的任一个中检测到所述造型材料的喷射异常时，所述控制部进行以下控制：第一控制，使所述维护部对检测到喷射异常的所述喷射部进行维护；第二控制，再次生成所述造型数据；以及第三控制，使未检测到喷射异常的所述喷射部向计划要从检测到喷射异常的所述喷射部喷射所述造型材料的位置喷射所述造型材料，

所述第一控制和所述第三控制的执行期间至少一部分存在重叠。

2.根据权利要求1所述的三维造型物的制造装置，其特征在于，

当所述检测部在所述喷射部的任一个中检测到所述造型材料的喷射异常时，所述控制部按照一层量的所述层来再次生成所述造型数据。

3.根据权利要求1或2所述的三维造型物的制造装置，其特征在于，

当所述检测部在所述喷射部的任一个中检测到所述造型材料的喷射异常时，所述控制部基于通过所述检测部检测到的喷射异常的状态，将再次生成的所述造型数据变更为几层量。

4.根据权利要求1所述的三维造型物的制造装置，其特征在于，

所述维护部能够执行多种维护内容，

当所述检测部在所述喷射部的任一个中检测到所述造型材料的喷射异常时，所述控制部基于通过所述检测部检测到的喷射异常的状态，变更所述维护部执行的维护内容。

5.根据权利要求1所述的三维造型物的制造装置，其特征在于，

所述控制部使所述造型材料从所述喷射部喷射在与所述三维造型物的造型位置不同的位置，并使所述检测部检测所述喷射部的喷射状态。

6.根据权利要求1所述的三维造型物的制造装置，其特征在于，

所述控制部基于所述三维造型物的造型形状，使所述检测部检测所述喷射部的喷射状态。

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