CN112008981B - 三维造型物的制造方法及三维造型装置 - Google Patents

三维造型物的制造方法及三维造型装置 Download PDF

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Abstract

提供能降低造型精度下降可能性的三维造型物的制造方法及三维造型装置。该方法包括:第一工序,生成具有通过多个部分路径来表示喷出部一边喷出造型材料一边移动的路径的路径数据并且具有包括表示各部分路径的造型材料的喷出量的喷出量信息和表示各部分路径的喷出部的移动速度的移动速度信息中的至少一方的喷出控制数据的中间数据;第二工序,解析中间数据,确定挟在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分;第三工序,变更与第二部分路径对应的喷出控制数据,以增加第二部分路径中沉积于工作台或之前形成的层的造型材料的宽度,由中间数据生成造型数据;以及第四工序,根据造型数据控制喷出部,进行三维造型物的造型。

Description

三维造型物的制造方法及三维造型装置
技术领域
本公开涉及三维造型物的制造方法及三维造型装置。
背景技术
关于三维造型物的制造方法,例如,专利文献1中记载了如下方法:使进行造型材料的挤出的喷嘴按照用于构筑三维造型物的各层的构建路径移动。构建路径包括周围路径、整体栅格路径、以及剩余路径。周围路径是用于形成三维造型物和外部的边界的路径,整体栅格路径是填埋由周围路径包围的区域的路径。剩余路径是填埋周围路径和整体栅格路径中未被填埋的空隙区域的路径。专利文献1中,在剩余路径中,根据空隙区域的宽度来改变造型材料的挤出量,从而抑制空隙区域中产生间隙。
专利文献1:日本特表2009-525207号公报
专利文献1所记载的技术中,当整体栅格路径的终点和剩余路径的起点位于分开的位置时,喷嘴从整体栅格路径的终点向剩余路径的起点移动时,造型材料像拉丝一样从喷嘴垂下,附着于三维造型物,造型精度可能下降。
发明内容
本公开的一方案提供了一种三维造型物的制造方法,通过使造型材料从喷出部向工作台喷出并层叠层,来制造三维造型物。该制造方法包括:第一工序,生成具有路径数据并且具有喷出控制数据的中间数据,所述路径数据通过多个部分路径来表示所述喷出部一边喷出所述造型材料一边移动的路径,所述喷出控制数据包括喷出量信息和移动速度信息中的至少一方,所述喷出量信息表示各所述部分路径的所述造型材料的喷出量,所述移动速度信息表示各所述部分路径的所述喷出部的移动速度;第二工序,解析所述中间数据,确定挟在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分,所述第二部分路径是在所述第一部分路径之后从所述喷出部喷出所述造型材料的路径;第三工序,变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加所述第二部分路径中沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度,从而从所述中间数据生成造型数据;以及第四工序,根据所述造型数据控制所述喷出部,进行所述三维造型物的造型。
附图说明
图1是示出第一实施方式的三维造型装置的概略构成的说明图。
图2是示出平头螺杆的下表面侧的概略构成的立体图。
图3是示出螺杆对面部的上表面侧的概略俯视图。
图4是示意性示出三维造型物被造型的情况的概略图。
图5是造型数据生成处理的流程图。
图6是示出三维造型物的一个层的平面形状示例的图。
图7是示出三维造型物的一个层的平面形状示例的图。
图8是示出三维造型物的一个层的平面形状其他示例的图。
图9是示出三维造型物的一个层的平面形状其他示例的图。
图10是三维造型处理的流程图。
图11是第二实施方式的数据变更处理的流程图。
图12是示出数据变更处理的结果的图。
图13是示出数据变更处理的结果的图。
图14是示出数据变更处理的结果的图。
图15是变更对象决定处理的流程图。
图16是用于说明第三实施方式的数据变更处理的图。
图17是用于说明第三实施方式的数据变更处理的图。
图18是用于说明第三实施方式的数据变更处理的图。
符号说明
20…材料供给部、22…连通路、30…造型材料生成部、31…螺杆壳、32…驱动电机、40…平头螺杆、42…槽部、43…凸条部、44…材料流入口、46…中央部、47…上表面、48…下表面、50…螺杆对面部、52…螺杆对置面、54…导向槽、56…连通孔、58…加热器、60…喷出部、61…喷嘴、62…喷出口、65…流路、70…开闭机构、72…驱动轴、73…阀芯、74…阀门驱动部、100…三维造型装置、101…控制部、102…数据生成部、110…造型部、210…工作台、211…面、230…移动机构。
具体实施方式
A.第一实施方式:
图1是示出第一实施方式的三维造型装置100的概略构成的说明图。图1中示出有表示相互正交的X、Y、Z方向的箭头。X方向和Y方向是与水平面平行的方向,Z方向是与重力方向相反的方向。表示X、Y、Z方向的箭头在其他图中也以图示方向与图1相对应的方式适当图示出。下表面的描述中,确定朝向时,正方向为“+”,负方向为“-”,方向标记中并用正负符号。
三维造型装置100具备:控制部101,控制三维造型装置100;造型部110,生成并喷出造型材料;造型用的工作台210,作为三维造型物的基台;以及移动机构230,控制造型材料的喷出位置。
造型部110在控制部101的控制下,将固体状态的材料熔融为浆状的造型材料喷出到工作台210上。造型部110具备:材料供给部20,作为转化成造型材料前的材料的供给源;造型材料生成部30,使材料转化为造型材料;以及喷出部60,喷出造型材料。
材料供给部20向造型材料生成部30供给用于生成造型材料的原材料MR。材料供给部20例如由收纳原材料MR的料仓构成。材料供给部20在下方具有排出口。该排出口通过连通路22连接到造型材料生成部30。原材料MR以颗粒或粉末等形态被投入材料供给部20。本实施方式中,使用颗粒状的ABS树脂材料。
造型材料生成部30生成使由材料供给部20供给的原材料MR熔融而表现出流动性的浆状造型材料,导入喷出部60。造型材料生成部30具有螺杆壳31、驱动电机32、平头螺杆40以及螺杆对面部50。
图2是示出平头螺杆40的下表面48侧的概略构成的立体图。为了便于理解技术,以在垂直方向上使图1所示的上表面47和下表面48的位置关系反向的状态,示出图2所示的平头螺杆40。图3是示出螺杆对面部50的上表面即螺杆对置面52侧的概略俯视图。平头螺杆40是沿其中心轴的方向即轴线方向上的高度小于直径的近似圆柱状。平头螺杆40以成为其旋转中心的的旋转轴RX与Z方向平行的方式配置。
平头螺杆40收纳在螺杆壳31内。平头螺杆40的上表面47侧与驱动电机32连结,平头螺杆40通过驱动电机32产生的旋转驱动力,在螺杆壳31内旋转。驱动电机32在控制部101的控制下驱动。
平头螺杆40的作为与旋转轴RX交叉的面的下表面48形成有槽部42。上述材料供给部20的连通路22从平头螺杆40的侧面与该槽部42连通。如图2所示,本实施方式中,槽部42通过凸条部43被隔成为3条。其中,槽部42的数量不限于3条,可以是1条,也可以是2条以上。
平头螺杆40的下表面48面对螺杆对面部50的上表面即螺杆对置面52,平头螺杆40的下表面48的槽部42和螺杆对面部50的上表面即螺杆对置面52之间形成空间。造型部110中,平头螺杆40和螺杆对面部50之间的该空间中,从材料供给部20向图2所示的材料流入口44被供给原材料MR。
螺杆对面部50嵌有加热器58,用于加热供给至旋转的平头螺杆40的槽部42内的原材料MR。螺杆对置面52形成有多个导向槽54,多个导向槽54连接连通孔56,从连通孔56向外围涡状延伸。供给至平头螺杆40的槽部42内的原材料MR一边在槽部42内被熔融,一边通过平头螺杆40的旋转沿槽部42流动,作为造型材料被引导向平头螺杆40的中央部46。流入中央部46的、表现出流动性的浆状造型材料通过设置于图3所示的螺杆对面部50的中心的连通孔56,被供给到喷出部60。需要说明的是,造型材料中,构成造型材料的全部种类的物质可以不全部熔融。造型材料通过构成造型材料的物质中的至少一部分种类的物质熔融而转化为整体具有流动性的状态即可。
喷出部60具有喷出造型材料的喷嘴61、设置于平头螺杆40和喷嘴61之间的造型材料的流路65、以及开闭流路65的开闭机构70。喷嘴61通过流路65与螺杆对面部50的连通孔56连接。喷嘴61从前端的喷出口62向工作台210喷出造型材料生成部30中生成的造型材料。
开闭机构70开闭流路65,并控制造型材料从喷嘴61的流出。第一实施方式中,开闭机构70由蝶形阀构成。开闭机构70具备:驱动轴72,为单方向延伸的轴状部件;阀芯73,根据驱动轴72的旋转而转动;阀门驱动部74,产生驱动轴72的旋转驱动力。
驱动轴72以与造型材料的流动方向交叉的方式安装于流路65的中途。更具体地说,驱动轴72以与Y方向平行的方式安装,Y方向为相对于流路65内的造型材料的流通方向垂直的方向。驱动轴72能够以沿Y方向的中心轴为中心旋转。
阀芯73为在流路65内旋转的板状部件。第一实施方式中,阀芯73通过将驱动轴72的位于流路65内的部位加工成板状而形成。在与其板面垂直的方向观察阀芯73时的形状,与配置有阀芯73的部位的流路65的开口形状几乎一致。
阀门驱动部74在控制部101的控制下使驱动轴72旋转。阀门驱动部74例如由步进电机构成。阀芯73通过驱动轴72的旋转而在流路65内旋转。
使阀芯73的板面相对于流路65的造型材料的流通方向垂直的状态为流路65关闭的状态。该状态中,造型材料从流路65向喷嘴61的流入被切断,造型材料从喷出口62的流出停止。阀芯73的板面通过驱动轴72的旋转,从该垂直的状态开始旋转,则容许造型材料从流路65流入喷嘴61,与阀芯73的旋转角度相应的喷出量的造型材料从喷出口62流出。如图1所示,沿流路65中的造型材料的流通方向的状态为流路65全开的状态。该状态每单位时间从喷出口62喷出的造型材料的喷出量最大。这样,开闭机构70能够实现造型材料流出的开/关(ON/OFF),并且能够实现造型材料的喷出量的调整。
工作台210配置于与喷嘴61的喷出口62对置的位置。第一实施方式中,与喷嘴61的喷出口62对置的工作台210的面211以与X,Y方向、即水平方向平行的方式配置。如后所述,三维造型装置100在造型处理中,使造型材料从喷出部60向工作台210的面211喷出并层叠层,从而进行三维造型物的造型。
移动机构230使工作台210和喷嘴61的相对位置变化。第一实施方式中,喷嘴61的位置固定,移动机构230使工作台210移动。移动机构230由三轴定位器构成,该三轴定位器通过3个电机M的驱动力,使工作台210在X、Y、Z方向的三轴方向上移动。移动机构230在控制部101的控制下,变更喷嘴61和工作台210的相对的位置关系。本文中,除非特别说明,喷嘴61的移动是指,使喷嘴61相对于工作台210相对地移动。
需要说明的是,其他实施方式中,可以采用在工作台210的位置固定的状态下,移动机构230使喷嘴61相对于工作台210移动的构成,来代替通过移动机构230使工作台210移动的构成。另外,可以采用通过移动机构230使工作台210在Z方向上移动并使喷嘴61在X、Y方向上移动的构成,或通过移动机构230使工作台210在X、Y方向上移动并使喷嘴61在Z方向上移动的构成。这些构成都能够变更喷嘴61和工作台210的相对的位置关系。
控制部101是控制整个三维造型装置100的动作的控制装置。控制部101由计算机构成,该计算机具备1个或多个处理器、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。通过由处理器执行主存储装置上读取的程序或命令,控制部101在发挥作为数据生成部102的功能之外,还发挥各种功能。代替由计算机构成,控制部101可以通过组合多个电路的构成来实现,所述多个电路用于实现各功能的至少一部分。
数据生成部102生成具有多个部分路径的造型数据,所述多个部分路径用于通过移动机构230使喷出部60移动。控制部101根据由数据生成部102生成的造型数据,控制移动机构230和包括开闭机构70和喷出部60的造型部110,在工作台210上进行三维造型物的造型。
数据生成部102使用表示三维造型物的形状的三维CAD数据等形状数据,进行造型数据的生成。造型数据包括造型材料的喷出路径和喷出控制数据,喷出控制数据包括基于喷出部60的造型材料的喷出量。造型材料的喷出路径是指喷嘴61一边喷出造型材料一边沿工作台210的面211相对移动的路径。
喷出路径由多个部分路径构成。各部分路径为直线状的路径。喷出控制数据分别对应各部分路径。本实施方式中,通过喷出控制数据表示的喷出量是其部分路径中每单位时间喷出的造型材料的量。需要说明的是,其他实施方式中,对各部分路径,也可以将其部分路径整体中喷出的造型材料的总量作为喷出控制数据而对应。
图4是示意性示出三维造型装置100中三维造型物被造型的情况的概略图。三维造型装置100中,如上所述,在造型材料生成部30中,供给至旋转着的平头螺杆40的槽部42的固体状态的原材料MR被熔融,生成造型材料MM。控制部101在保持工作台210的面211和喷嘴61的距离的情况下,一边在沿工作台210的面211的方向上改变喷嘴61相对于工作台210的位置,一边使造型材料MM从喷嘴61喷出。从喷嘴61喷出的造型材料MM在喷嘴61的移动方向上连续沉积。通过这样的基于喷嘴61的扫描,沿喷嘴61的扫描路径线状延伸的造型部位即线状部位LP被造型。
控制部101重复上述喷嘴61的扫描,形成层ML。控制部101形成1个层ML后,使喷嘴61相对于工作台210的位置在Z方向上移动。然后,在至此形成的层ML之上,进一步重叠层ML,从而进行三维造型物的造型。
例如,在完成一层的层ML后向Z方向移动喷嘴61时、或各层存在独立的多个造型区域时,控制部101暂时中断造型材料从喷嘴61喷出。此时,通过开闭机构70的阀芯73堵塞流路65,使造型材料MM停止从喷出口62喷出。在变更喷嘴61的位置后,控制部101通过开闭机构70的阀芯73打开流路65,从而,从变更后的喷嘴61的位置再次开始造型材料MM的沉积。根据三维造型装置100,通过开闭机构70,能够简易控制基于喷嘴61进行造型材料MM沉积的位置。
图5是通过控制部101执行的造型数据生成处理的流程图。该处理是用于在进行三维造型物的造型之前生成三维造型物的造型所用的造型数据的处理。图6和图7是示出三维造型物的一个层的平面形状示例的图。
如图5所示,步骤S100中,数据生成部102解析从外部输入的三维造型物的造型数据即三维CAD数据,生成将三维造型物沿XY平面切削成多个层的层数据。层数据是表示该XY平面中三维造型物的外壳的数据。图6中通过粗线示出通过层数据LD1表示矩形状外壳的示例。
在步骤S110中,数据生成部102生成第一造型数据。第一造型数据是指用于形成与层数据表示的外壳的内侧相接的外壳区域的数据。外壳区域是指影响三维造型物外观的区域。第一造型数据包含用于对沿三维造型物的外壳的最外围进行造型的路径。第一造型数据不仅包含用于对三维造型物的最外围进行造型的喷出路径,还可以包含包括最外围的内侧一圈的喷出路径。用于形成外壳区域的喷出路径的圈数可以任意设定。
图6中示出了由最外层的喷出路径和其内侧一周的喷出路径构成第一造型数据ZD1的示例。这些喷出路径包括用于对外壳区域进行造型的多个部分路径PP1。如上所述,各部分路径PP1为直线状的路径。因此,图6中,通过从表示为“S1”的起点到内侧的喷出路径的表示为“E1”的位置的8个用虚线表示的连续的部分路径PP1,来表示第一造型数据ZD1。沉积于工作台210的造型材料成为预定标准宽度Ss的量的喷出量作为喷出控制数据与各个部分路径PP1相对应。图6中,最外侧的喷出路径和其内侧的喷出路径是连续的路径,但它们也可以作为各自分开的路径构成。也就是说,最外侧的喷出路径的终点和内侧的喷出路径的起点可以是不同的位置。
在步骤S120中,数据生成部102生成第二造型数据。第二数据是指用于对层数据表示的外壳的内侧中外壳区域之外的区域、即内部区域进行造型的数据。内部区域是对三维造型物的强度的影响大于三维造型物的外观的区域。
图6中示出了通过呈S状蜿蜒的喷出路径来表示第二造型数据ZD2的示例。数据生成部102将在XY平面中一边沿预定的标准方向使喷出部60往返移动一边在与该标准方向正交的方向上使喷出部60缓缓移动从而填埋内部区域的喷出路径生成为第二造型数据ZD2。填埋内部区域的喷出路径包括多个部分路径PP2。如上所述,各部分路径PP2为直线状的路径。因此,图6中,通过从表示为“S2”的起点到表示为“E2”的终点的5个部分路径PP2来表示第二造型数据ZD2。沉积于工作台210的造型材料成为预定标准宽度Ss的量的喷出量作为喷出控制数据与各个部分路径PP2相对应。需要说明的是,本实施方式中,第一造型数据ZD1中造型的路径的宽度和通过第二造型数据ZD2造型的路径的宽度均为标准宽度Ss,但它们也可以是不同的宽度。
图6中虽然显示第一造型数据ZD1表示的喷出路径的终点“E1”和第二造型数据ZD2表示的喷出路径的起点“S2”在不同的位置,但这是为了方便图示,实际上,它们的位置是相同的位置。因此,第一造型数据ZD1表示的喷出路径和第二造型数据ZD2表示的喷出路径连续连接。但是,其他实施方式中,这些喷出路径可以是不连续的路径。也就是说,第一造型数据ZD1表示的喷出路径的终点“E1”和第二造型数据ZD2表示的喷出路径的起点“S1”可以是不同的位置。
下面,将步骤S110中生成的第一造型数据和步骤S120中生成的第二造型数据统一称为“中间数据”。中间数据具有路径数据和喷出控制数据,所述路径数据通过多个部分路径表示喷出部60一边喷出造型材料一边移动的路径,所述喷出控制数据包括表示各部分路径的造型材料的喷出量的喷出量信息。
在步骤S130中,数据生成部102解析中间数据,并确定夹在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分。第二部分路径是在第一部分路径后从喷出部60喷出造型材料的路径。图6中示出了在包含于第一造型数据ZD1的第一部分路径R1和包含于第二造型数据ZD2的第二部分路径R2之间,沿这些部分路径确定宽度W1的间隙部分G1的示例。间隙部分G1的宽度W1是不足上述标准宽度Ss的宽度。也就是说,第一部分路径和第二部分路径是它们之间产生有不足标准宽度Ss的间隙的路径。
在步骤S140中,数据生成部102判断步骤S130中是否确定了间隙部分。若确定了间隙部分,则数据生成部102在步骤S150中执行用于填埋该间隙部分的数据变更处理。若未确定间隙部分,则数据生成部102跳过该数据变更处理。若执行数据变更处理,则上述中间数据变更而造型数据生成。与此相对,未执行数据变更处理时,上述中间数据维持原样成为造型数据。
步骤S150中的数据变更处理中,数据生成部102在夹着间隙部分的第一部分路径和第二部分路径中后喷出造型材料的第二部分路径中,仅变更与第二部分路径对应的喷出控制数据,以增加沉积于工作台210或之前形成的层的造型材料的宽度,从而由中间数据生成造型数据。本实施方式中,数据生成部102通过增加与第二部分路径对应的喷出控制数据表示的喷出量,来增加第二部分路径中沉积的造型材料的宽度。图6所示的示例中,数据生成部102增加喷出量,以使得夹着间隙部分G1的部分路径R1和部分路径R2中后喷出造型材料的第二部分路径R2的造型材料的宽度,如图7所示地从标准宽度Ss增加到标准宽度Ss加上间隙部分的宽度W1的宽度。另外,本实施方式中,在该步骤S150中,数据生成部102以用于对外壳区域进行造型的第一造型数据ZD1表示的喷出路径和用于对内部区域进行造型的第二造型数据ZD2表示的喷出路径为连续的路径的方式,生成造型数据。
在步骤S160中,数据生成部102判断是否对所有层数据完成了以上处理。若还未完成所有层数据,则数据生成部102对下一个层数据重复步骤S110至步骤S150的处理。当对所有层数据完成了造型数据的生成时,数据生成部102终止该造型数据生成处理。需要说明的是,上述造型数据生成处理中的步骤S110和步骤S120也称为三维造型物的制造方法中的第一工序,步骤S130也称为该方法中的第二工序,步骤S150也称为该方法中的第三工序。
图8和图9是示出三维造型物的一个层的平面形状其他示例的图。图8和图9中示出了通过层数据LD2表示具有向外侧突出的部分的外壳的示例。图8中示出了这种层数据LD2中在均包含于第一造型数据ZD1的2个部分路径R3、R4之间确定间隙部分G2的示例。此时,上述步骤S150中,如图9所示,对第一造型数据ZD1包含的2个部分路径R3、R4中后喷出造型材料的部分路径R4变更造型数据,以增加沉积于工作台210的造型材料的宽度。变更后的部分路径R4的宽度是部分路径R4原来的宽度即标准宽度Ss加上间隙部分G2的宽度W2后的宽度。需要说明的是,上述步骤S150中,在均包含于第二造型数据ZD2的2个部分路径之间确定了间隙部分时,也对它们中后喷出造型材料的部分路径变更造型数据,以增加沉积于工作台210的造型材料的宽度。
图10是通过控制部101执行的三维造型处理的流程图。图10所示三维造型处理是使用图5所示的造型数据生成处理中生成的造型数据,通过控制部101来执行的处理。通过执行图5所示造型数据生成处理和图10所示三维造型处理,实现三维造型装置100的三维造型物的制造方法。
在步骤S200中,控制部101对构成三维造型物的多个层中的1个层读取造型数据。造型数据包括上述第一造型数据和第二造型数据。本实施方式中,控制部101首先读取构成三维造型物的多个层中的重力方向上位于最下侧的层的造型数据。
在步骤S210中,控制部101执行第一造型处理。第一造型处理中,控制部101根据第一造型数据所包含的部分路径和与各部分路径对应的喷出控制数据,控制移动机构230和喷出部60,对当前的层形成外壳区域。
在步骤S220中,控制部101执行第二造型处理。第二造型处理中,控制部101根据第二造型数据所包含的部分路径和与各部分路径对应的喷出控制数据,控制移动机构230和喷出部60,对当前的层形成内部区域。
图6和图7所示的造型数据的示例中,该第二造型处理中,进行第一部分造型工序S221,以相邻沉积的造型材料彼此的间隔为第一间隔的方式,一边使喷出部60在工作台210上移动,一边从喷出部60喷出造型材料,对三维造型物中的第一部分P1进行造型。图6、7的示例中,第一间隔和标准宽度Ss相同。然后,进行第二部分造型工序S222,以沉积于工作台210或之前形成的层的造型材料的宽度从在第一部分造型工序S221中沉积于工作台210或之前形成的层的造型材料的宽度Ss增加到宽度(Ss+W1)的方式,从喷出部60喷出造型材料,以与图7所示的第一部分P1相接的方式,对三维造型物中的除第一部分P1之外的第二部分P2进行造型。
在步骤S230中,控制部101判断是否对所有层完成了造型。若未对所有层完成造型,则控制部101对下一个层,即与当前的层的重力方向上侧相邻的层,重复步骤S210和步骤S220的处理。上述步骤S210中,造型材料从喷出部60喷出前,控制部101控制移动机构230,使喷嘴61的位置从工作台210上升一层。对所有层完成造型时,控制部101完成该三维造型处理。需要说明的是,上述三维造型处理中的步骤S210和步骤S220也称为三维造型物的制造方法的第四工序。
根据以上描述的本实施方式中的三维造型装置100,即使存在夹在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分,由于以增加第二部分路径中沉积的造型材料的宽度的方式生成了造型数据,所以,三维造型物的造型时,无需为了填埋间隙部分而将喷出部60从分开的位置移动到间隙部分。因此,能够抑制造型材料从喷出部60垂下而造成的三维造型物的造型精度降低。尤其是,本实施方式中,在第一部分路径和第二部分路径中后喷出造型材料的第二部分路径中,增加沉积于工作台210的造型材料的宽度,因此,能够在之前形成的部分路径一定程度固化后,通过造型材料填埋间隙部分。因此,抑制了造型材料不慎流出,能够提高三维造型物的造型精度。
另外,本实施方式中,由于加粗了既有的部分路径的一部分,以填埋间隙部分,所以无需增加新的部分路径。因此,能够抑制造型数据增大。另外,无需以细线宽进行造型来填埋细的间隙部分,因此能够容易地填埋间隙。
另外,本实施方式所用的造型数据包括表示每个部分路径的造型材料的喷出量的信息。因此,通过增加与第二部分路径对应的造型材料的喷出量,能够容易地增加沉积于工作台210的造型材料的宽度。
另外,本实施方式中,造型数据分为用于对外壳区域进行造型的第一造型数据和用于对内部区域进行造型的第二造型数据,外壳区域在内部区域之前进行造型。因此,即使在内部区域和外壳区域之间,如图6所示确定了间隙部分,也能够在形成对外观影响较大的外壳区域后,填埋间隙部分。因此,能够提高三维造型物的造型精度。
另外,本实施方式中,由于用于对外壳区域进行造型的造型路径和用于对内部区域进行造型的造型路径是连续的,所以能够连续对内部区域和外壳区域进行造型。因此,喷出部60在这些区域之间移动时,造型材料不会从喷出部60垂下。因此,能够抑制三维造型物的造型精度降低。
B.第二实施方式:
图11是第二实施方式的数据变更处理的流程图。该数据变更处理是代替图5所示的步骤S150中的数据变更处理而执行的处理。第二实施方式的三维造型装置100的构成与第一实施方式相同。下面,将部分路径称为“路径”,将与空隙部分相邻的路径称为“相邻路径”。另外,下面将沿XY方向沉积于工作台210的造型材料的宽度称为“线宽”。下面适当参照图12~图14所示的数据变更处理的结果,对图11所示的数据变更处理进行说明。
在步骤S300中,数据生成部102判断空隙部分的宽度是否大于预定的第一阈值,且空隙部分的长度是否大于预定的第二阈值。空隙部分的长度是沿空隙部分的长度方向的尺寸,空隙部分的宽度是沿与空隙部分的长度方向垂直的方向的尺寸。当空隙部分的宽度大于第一阈值,且空隙部分的长度大于第二阈值时,在步骤S302中,如图12所示,数据生成部102将空隙部分的两侧的相邻路径的线宽变大。也就是说,在步骤S302中,除第二部分路径之外,第一部分路径的线宽也变大。
上述第一阈值是通过开闭机构70的控制在各路径中能够在工作台沉积的造型材料的最大宽度Smax与各路径中在工作台沉积的造型材料的标准宽度Ss的差,即Smax-Ss。也就是说,间隙部分的宽度为W,则满足W>Smax-Ss的关系时,判断空隙部分的宽度大于预定的第一阈值。其中,标准宽度Ss是小于最大宽度Smax的线宽。标准宽度Ss能够任意设定,例如能够是最大宽度Smax的60~80%。其中,优选标准宽度Ss是大于最大宽度Smax的二分之一的宽度。
空隙部分的宽度W大于第一阈值时,即使通过开闭机构70对喷出量的调整而将线宽增大到最大宽度Smax,仅通过与间隙部分相邻的一侧路径,不能填满间隙部分。因此,在上述步骤S302中,数据生成部102变更与第一部分路径和第二部分路径对应的喷出控制数据,以使得除第二部分路径之外,还增加第一部分路径中沉积于工作台210或之前形成的层的造型材料的宽度,通过增大间隙部分两侧的相邻路径的线宽来填埋间隙部分,结束该数据变更处理。其中,第二阈值是等于或大于第一阈值的值。
在步骤S300中,没有判断为空隙部分的宽度大于第一阈值,且空隙部分的长度大于第二阈值时,在步骤S304中,数据生成部102判断空隙部分的宽度是否在第一阈值以下,且空隙部分的长度是否大于第二阈值。空隙部分的宽度在第一阈值以下是指满足W≤Smax-Ss的关系。空隙部分的宽度在第一阈值以下,且空隙部分的长度大于第二阈值时,数据生成部102在步骤S306中执行变更对象决定处理。该变更对象决定处理是用于决定待变更线宽的对象相邻路径的处理。后面会对变更对象决定处理进行详细描述。
在步骤S308中,数据生成部102增大在步骤S306中决定的相邻路径的线宽,填埋间隙部分,结束该数据变更处理。步骤S308中,与步骤S302不同,如图13所示,仅变更一侧的相邻路径的线宽,而不是两侧的相邻路径。若空隙部分的宽度小于第一阈值,则通过开闭机构70对喷出量的调整将线宽调整到最大宽度Smax,从而能够填埋空隙部分。
在上述步骤S304中,没有判断为空隙部分的宽度在第一阈值以下,且空隙部分的长度大于第二阈值时,也就是说,不管空隙部分的宽度大小如何,空隙部分的长度在第二阈值以下时,数据生成部102在步骤S310中判断间隙部分是否被一笔画成的路径包围。一笔画成的路径是指由连续的多个路径包围空隙部分的路径。间隙部分被一笔画成的路径包围时,如图14所示,数据生成部102通过增大包围间隙部分的周围的相邻路径,即构成一笔画成的路径的所有路径的线宽,来填埋间隙部分,结束该数据变更处理。
在上述步骤S310中,判断为间隙部分不是被一笔画成的路径包围时,数据生成部102不进行相邻路径的线宽的变更。因为此时间隙部分视为极小的区域。
需要说明的是,本实施方式中,可以省略上述的步骤S310和步骤S312的处理。这种情况下,在步骤S304中没有判断为空隙部分的宽度在第一阈值以下,且空隙部分的长度大于第二阈值时,数据生成部102终止该数据变更处理,不变更相邻路径的线宽。
另外,上述步骤S300中,虽然对比了间隙部分的长度和第二阈值,该步骤中也可以省略间隙部分的长度和第二阈值的对比。也就是说,可以仅基于空隙部分的宽度和第一阈值的对比,来判断步骤S300中的条件分支。这种情况下,可以省略步骤S304、步骤S310以及步骤S312的处理,在步骤S300中判断为空隙部分的宽度在第一阈值以下时,执行步骤S306的变更对象决定处理。
图15是图11的步骤S306执行的变更对象决定处理的详细流程图。在步骤S400中,数据生成部102获取间隙部分的两侧的相邻路径的属性。属性是指,表示在三维造型物中根据路径进行造型的位置的信息,本实施方式中,在图5所示的造型数据生成处理的第一造型数据生成处理和第二造型数据生成处理中,各路径对应“内部区域”、“最上下表面”、“最上下表面的内侧”、“最外壳”、“最外壳的内侧”的任意一个属性。数据生成部102通过解析三维CAD数据,能够将这些属性与各路径对应。其中,“最上下表面的内侧”是指,在Z方向上,与最上表面的下侧相邻的位置,或者与最下表面的上侧相邻的位置。“最外壳的内侧”是指,在X方向或Y方向上,与最外壳的内侧相邻的位置。
在步骤S402中,数据生成部102判断在步骤S400获取的2个相邻路径的属性是否均为相同属性。若均为相同属性,则在步骤S404中,数据生成部102将这些相邻路径之中后进行造型的相邻路径决定为待变更线宽的对象路径。待变更线宽的对象路径下面称为“线宽变更路径”。
在步骤S402中没有判断为在步骤S400获取的2个属性均为相同属性时,在步骤S406中,数据生成部102判断是否任意一个属性是内部区域。若任意一个属性为内部区域,则在步骤S408中,数据生成部102将内部区域的路径决定为线宽变更路径。
在步骤S406中没有判断为任意一个属性是内部区域时,在步骤S410中,数据生成部102判断是否任意一个属性是最上下表面的内侧。若任意一个属性是最上下表面的内侧,则在步骤S412中,数据生成部102将最上下表面的内侧的路径决定为线宽变更路径。
在步骤S410中没有判断为任意一个属性是最上下表面的内侧时,在步骤S414中,数据生成部102判断是否任意一个属性是最上下表面。若任意一个属性是最上下表面,则在步骤S416中,数据生成部102将最上下表面的路径决定为线宽变更路径。
在步骤S414中没有判断为任意一个属性是最上下表面时,在步骤S418中,数据生成部102判断是否任意一个属性是最外壳的内侧的路径。若任意一个属性是最外壳的内侧的路径,则在步骤S420中,数据生成部102将最外壳的内侧的路径决定为线宽变更路径。
在步骤S418中没有判断为任意一个属性是最外壳的内侧的路径时,也就是说,判断为任意一个属性是最外壳的路径时,在步骤S422中,数据生成部102将之后进行造型的相邻路径决定为线宽变更路径。
根据以上描述的变更对象决定处理,相邻路径的属性按照最外壳、最外壳的内侧、最上下表面、最上下表面的内侧、内部区域的顺序,变更线宽的优先等级变高。也就是说,更加难以影响外观、后进行造型的路径容易被优先决定为线宽变更路径。因此,能够有效抑制外观形状伴随线宽的增加而变化。
根据以上描述的第二实施方式,能够决定根据空隙部分的宽度或长度而变更线宽的路径,进一步,在增大一侧的相邻路径的线宽时,能够根据与空隙部分相邻的路径的属性,决定变更哪个相邻路径的线宽。因此,能够提高三维造型装置100的造型精度。需要说明的是,上述图11的步骤S306的变更对象决定处理中,通过执行图15所示的处理,来根据相邻路径的属性进行线宽变更路径的决定,但也可以将与空隙部分相邻的2个相邻路径之中后进行造型的相邻路径一律决定为线宽变更路径。
C.第三实施方式:
图16是用于说明第三实施方式的数据变更处理的图。图16的上侧示出了在图5所示的造型数据生成处理的步骤S130中,确定间隙部分G3的示例,间隙部分G3具有圆弧状的外围形状,在长度方向上宽度发生变化。这样,确定了宽度变化的间隙部分时,数据生成部102生成造型数据,以使在第二部分路径中沉积于工作台210或之前形成的层的造型材料的宽度根据间隙部分的宽度变化而变化。具体来说,本实施方式中,将与间隙部分相邻的第二部分路径分割为多个部分路径,以根据间隙部分的宽度的变化而变化的方式,增加分割后的各个部分路径的线宽。这样,通过变更造型数据,能够有效填埋间隙部分,能够提高造型精度。
本实施方式中,如图17所示,进一步,数据生成部102优选将第二部分路径变更为与间隙部分G3的形状对应的形状的路径,并生成造型数据。图17中,分割后的各部分路径从通过虚线表示的直线状的路径变更为沿间隙部分的圆弧形状的路径。路径的变更例如通过以下方式实现:变更路径,以通过夹着间隙部分的两侧的路径的中心。这样,通过将第二部分路径变更为与间隙部分的形状相应的形状的路径,能够有效地填埋间隙部分,能够提高造型精度。
其中,根据间隙部分的形状来变更路径的形状例如包括,如图18所示,变更与第二部分路径R2相连的部分路径PP3的长度,或者变更第二部分路径R2的位置,以使直线状的第二部分路径R2通过线宽变更后的造型材料的中心。
D.其他实施方式:
(D-1)上述实施方式中,材料供给部20供给的原材料使用颗粒状的ABS树脂材料。与此相对,三维造型装置100例如能够以具有热塑性的材料,或金属材料、陶瓷材料等各种材料为主要材料,进行三维造型物的造型。其中,“主要材料”是指形成三维造型物的形状的中心材料,是三维造型物中含有率占50重量%以上的材料。上述造型材料包括,将这些主要材料以单体形式熔融的物质,或含有的部分成分与主要材料一起熔融而成为浆状的物质。
使用具有热塑性的材料作为主要材料时,在造型材料生成部30中,通过塑化该材料来生成造型材料。“塑化”是指对具有热塑性的材料加热熔融。
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。
<热塑性树脂材料的示例>
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、聚醚醚酮等工程塑料
具有热塑性的材料中可以混入有颜料或金属、陶瓷,此外,还可以混入蜡、阻燃剂、防氧化剂、热稳定剂等添加剂等。在造型材料生成部30中,具有热塑性的材料通过平头螺杆40的旋转和加热器58的加热而塑化从而转化成熔融的状态。通过具有热塑性的材料的熔融而生成的造型材料从喷嘴61被喷出后,由于温度降低而固化。
具有热塑性的材料优选以加热到其玻璃化转变温度以上而完全熔融的状态从喷嘴61射出。例如,ABS树脂的玻璃化转变温度约为120℃,从喷嘴61射出时优选约为200℃。为了像这样以高温状态射出造型材料,喷嘴61的周围可以设有加热器。
三维造型装置100中,例如可以使用以下金属材料代替上述具有热塑性的材料来作为主要材料。此时,优选在使下述金属材料变成粉末状的粉末材料中混合造型材料生成时熔融的成分,作为原材料投入到造型材料生成部30。
<金属材料的示例>
镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单一金属、或含有1者以上这些金属的合金
<上述合金的示例>
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
三维造型装置100中,能够使用陶瓷材料代替上述金属材料来作为主要材料。陶瓷材料例如能够使用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷,或氮化铝等非氧化物陶瓷等。使用上述金属材料或陶瓷材料作为主要材料时,位于工作台210的造型材料可以通过基于激光照射或暖风等的烧结来固化。
作为原材料投入到材料供给部20的金属材料或陶瓷材料的粉末材料可以是将单一的金属的粉末或合金的粉末、陶瓷材料的粉末多种类混合后的混合材料。另外,金属材料或陶瓷材料的粉末材料例如可以被上面列举出的热塑性树脂、或者除此之外的热塑性树脂涂覆。此时,可以为在造型材料生成部30中该热塑性树脂熔融而表现出流动性的材料。
作为原材料投入到材料供给部20的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中也能添加例如以下的溶剂。溶剂可以组合使用选自下述的一种或两种以上。
<溶剂的示例>
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、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、二甲苯等芳香族烃类;甲乙酮、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;四烷基乙酸铵类;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;四烷基乙酸铵(例如,四丁基乙酸铵等);丁基卡必醇乙酸酯等离子液体等
此外,作为原材料投入到材料供给部20的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中还能够添加如下粘合剂。
<粘合剂的示例>
丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素树脂或者其他合成树脂或PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)或其他热塑性树脂。
(D-2)上述实施方式中,造型部110通过平头螺杆40塑化材料。与此相对,造型部110例如可以为通过旋转同轴螺杆来塑化材料。另外,造型部110可以采用FDM(熔融沉积成型法)所用的头部。
(D-3)上述实施方式中,开闭机构70可以由以下机构构成:使用活塞向流路65内突出而闭塞流路65的柱塞的机构,或使用在与流路65交叉的方向上移动而闭塞流路65的闸门的机构。开闭机构70还可以组合上述实施方式的蝶形阀、或上述闸门机构、柱塞机构中的两个以上而构成。另外,可以通过控制平头螺杆40的转速,而不是开闭机构70,来控制造型材料的喷出量。
(D-4)上述实施方式中,造型数据所包括的喷出控制数据中包括有表示造型材料的喷出量的信息,通过增加该喷出量,来增加沉积在工作台210上的造型材料的宽度。与此相对,喷出控制数据中也可以包括表示喷出部60的移动速度的移动速度信息。此时,图5的步骤S150所示的数据变更处理中,通过降低与第二部分路径相对应的移动速度,能够增加沉积于工作台210的造型材料的宽度。此时,各部分路径的造型中,优选单位时间喷出的造型材料的量是一定的。其中,也能够通过调整造型材料的喷出量和喷出部60的移动速度两者,来调整沉积于工作台210的造型材料的宽度。
(D-5)上述实施方式中,数据生成部102将通过如下方式填埋内部区域的喷出路径生成为第二造型数据ZD2:一边在XY平面沿预定的标准方向使喷出部60往返移动,一边在与该标准方向正交的方向使喷出部60缓缓移动。与此相对,数据生成部102也可以以通过旋涡状的喷出路径填埋内部区域的方式生成第二造型数据。
(D-6)上述实施方式中,根据第一造型数据进行三维造型物的外壳区域的造型,根据第二造型数据进行内部区域的造型。与此相对,造型数据也可以不区别为第一造型数据和第二造型数据。三维造型物可以根据单一种类的造型数据来造型。
E.其他方案:
本公开不限于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如,为了解决上述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,可以适当地对与以下所述的各方案中的技术特征相对应的实施方式的技术特征进行替换或组合。另外,如果该技术特征在本说明书中没有作为必要的技术特征进行说明,则能够适当地删除。
(1)根据本公开的第一方案,提供一种三维造型物的制造方法,通过从喷出部向工作台喷出造型材料并层叠层来制造三维造型物。该制造方法提供通过从喷出部向工作台喷出造型材料并层叠层来制造三维造型物的三维造型物的制造方法。该制造方法包括:第一工序,生成具有路径数据并且具有喷出控制数据的中间数据,所述路径数据通过多个部分路径来表示所述喷出部一边喷出所述造型材料一边移动的路径,所述喷出控制数据包括喷出量信息和移动速度信息中的至少一方,所述喷出量信息表示各所述部分路径的所述造型材料的喷出量,所述移动速度信息表示各所述部分路径的所述喷出部的移动速度;第二工序,解析所述中间数据,确定挟在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分,所述第二部分路径是在所述第一部分路径之后从所述喷出部喷出所述造型材料的路径;第三工序,变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加所述第二部分路径中沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度,并从所述中间数据生成造型数据;以及第四工序,根据所述造型数据控制所述喷出部,进行所述三维造型物的造型。
根据该方案,即使存在夹在第一部分路径和比第一部分路径后喷出造型材料的第二部分路径之间的间隙部分,由于生成了造型数据,以使后喷出造型材料的第二部分路径中沉积于工作台或之前形成的层的造型材料的宽度增加,所以三维造型物的造型时,无需为了填埋间隙部分而将喷出部从分开的位置移动到间隙部分。因此,能够抑制造型材料从喷出部垂下而导致的三维造型物的造型精度降低。
(2)上述方案的三维造型物的制造方法中,所述第一部分路径可以是用于对沿所述三维造型物的外壳的外壳区域进行造型的路径的一部分,所述第二部分路径可以是用于对所述三维造型物中的所述外壳区域之外的区域即内部区域进行造型的路径的一部分。
根据这种方案,能够通过增加在用于对内部区域进行造型的第二部分路径中沉积于工作台或之前形成的层的造型材料的宽度,来填埋沿三维造型物的外壳的外壳区域和外壳区域之外的区域即内部区域之间的间隙部分。
(3)上述方案的三维造型物的制造方法中,所述第三工序中,可以以如下方式生成所述造型数据:用于对所述外壳区域进行造型的路径和用于对所述内部区域进行造型的路径成为连续的路径。
根据这种方案,由于能够连续对三维造型物的外壳区域和内部区域进行造型,所以能够有效抑制造型材料从喷出部垂下而导致的三维造型物的造型精度降低。
(4)上述方案的三维造型物的制造方法中,所述第三工序中,可以以如下方式生成所述造型数据:所述第二部分路径中沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度根据所述间隙部分的宽度的变化而变化。
根据这种方案,能够精准地填埋间隙部分。
(5)上述方案的三维造型物的制造方法中,所述第三工序中,可以根据所述间隙部分的形状来变更所述路径数据所包括的所述第二部分路径,生成所述造型数据。
根据这种方案,能够精准地填埋间隙部分。
(6)上述方案的三维造型物的制造方法中,各所述部分路径中沉积于所述工作台或所述层的所述造型材料的标准宽度Ss、各所述部分路径中能够沉积于所述工作台的所述造型材料的最大宽度Smax、以及所述间隙部分的宽度W满足W≤Smax-Ss的关系时,所述第三工序中,可以仅变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据。
根据这种方案,能够通过增加第二部分路径中沉积的造型材料的宽度来有效地填埋间隙部分。
(7)上述方案的三维造型物的制造方法中,各所述部分路径中沉积于所述工作台或所述层的所述造型材料的标准宽度Ss、各所述部分路径中能够沉积于所述工作台的所述造型材料的最大宽度Smax、以及所述间隙部分的宽度W满足W>Smax-Ss的关系时,所述第三工序中,除所述第二部分路径以外,还变更与所述第一部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加第一部分路径中沉积于工作台或之前形成的所述层的造型材料的宽度,从而生成所述造型数据。
根据这种方案,能够通过不仅增加第二部分路径中沉积的造型材料的宽度,也增加第一部分路径中沉积的造型材料的宽度,来填埋间隙部分。
(8)根据本公开的第二方案,提供一种三维造型物的制造方法,通过从喷出部向工作台喷出造型材料并层叠层来制造三维造型物。该制造方法包括:第一部分造型工序,一边以相邻沉积的所述造型材料彼此的间隔为第一间隔的方式使所述喷出部在所述工作台上移动,一边从所述喷出部喷出所述造型材料,对所述三维造型物中的第一部分进行造型;以及第二部分造型工序,以沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度比所述第一部分造型工序中沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度增加的方式,从所述喷出部喷出所述造型材料,以与所述第一部分相接的方式对所述层中的除所述第一部分之外的第二部分进行造型。
根据这种方案,由于能够以第一部分和第二部分不产生间隙的方式对三维造型物进行造型,所以无需为了填埋间隙部分而将喷出部从分开的位置移动到间隙部分。因此,能够抑制造型材料从喷出部垂下而导致的三维造型物的造型精度降低。
本公开不限于作为上述的三维造型物的制造方法的方案,也可以作为三维造型装置或三维造型系统、三维造型装置的控制方法等各种方案来实现。

Claims (5)

1.一种三维造型物的制造方法,通过从喷出部向工作台喷出造型材料并层叠层来制造三维造型物,所述三维造型物的制造方法包括:
第一工序,生成具有路径数据并且具有喷出控制数据的中间数据,所述路径数据通过多个部分路径来表示所述喷出部一边喷出所述造型材料一边移动的路径,所述喷出控制数据包括喷出量信息和移动速度信息中的至少一方,所述喷出量信息表示各所述部分路径的所述造型材料的喷出量,所述移动速度信息表示各所述部分路径的所述喷出部的移动速度;
第二工序,解析所述中间数据,确定挟在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分,所述第二部分路径是在所述第一部分路径之后从所述喷出部喷出所述造型材料的路径;
第三工序,变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加所述第二部分路径中沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度来填埋间隙部分,从而由所述中间数据生成造型数据;以及
第四工序,根据所述造型数据控制所述喷出部,进行所述三维造型物的造型,
所述第一部分路径是用于对沿所述三维造型物的外壳的外壳区域进行造型的路径的一部分,
所述第二部分路径是用于对所述三维造型物中的所述外壳区域之外的区域即内部区域进行造型的路径的一部分,
所述第一部分路径和所述第二部分路径是它们之间产生有不足标准宽度的间隙的路径,
各所述部分路径中沉积于所述工作台或所述层的所述造型材料的标准宽度Ss、各所述部分路径中能够沉积于所述工作台的所述造型材料的最大宽度Smax、以及所述间隙部分的宽度W满足
W≤Smax-Ss的关系时,所述第三工序中,仅变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据,
各所述部分路径中沉积于所述工作台或所述层的所述造型材料的标准宽度Ss、各所述部分路径中能够沉积于所述工作台的所述造型材料的最大宽度Smax、以及所述间隙部分的宽度W满足
W>Smax-Ss的关系时,所述第三工序中,除所述第二部分路径之外,还变更与所述第一部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加第一部分路径中沉积于工作台或之前形成的所述层的造型材料的宽度,从而生成所述造型数据。
2.根据权利要求1所述的三维造型物的制造方法,其中,
所述第三工序中,以如下方式生成所述造型数据:用于对所述外壳区域进行造型的路径和用于对所述内部区域进行造型的路径成为连续的路径。
3.根据权利要求1或2所述的三维造型物的制造方法,其中,
所述第三工序中,以如下方式生成所述造型数据:所述第二部分路径中沉积于所述工作台或之前形成的所述层的所述造型材料的宽度根据所述间隙部分的宽度的变化而变化。
4.根据权利要求1或2所述的三维造型物的制造方法,其中,
所述第三工序中,根据所述间隙部分的形状来变更所述路径数据所包括的所述第二部分路径,生成所述造型数据。
5.一种三维造型装置,包括:
工作台;
喷出部,向所述工作台喷出造型材料;
移动机构,使所述喷出部相对于所述工作台移动;
数据生成部,生成造型数据;以及
控制部,根据所述造型数据控制所述喷出部和所述移动机构,在所述工作台上对三维造型物进行造型,
所述数据生成部中,
生成具有路径数据并且具有喷出控制数据的中间数据,所述路径数据通过多个部分路径来表示所述喷出部一边喷出所述造型材料一边移动的路径,所述喷出控制数据包括喷出量信息和移动速度信息中的至少一方,所述喷出量信息表示各所述部分路径的所述造型材料的喷出量,所述移动速度信息表示各所述部分路径的所述喷出部的移动速度,
解析所述中间数据,确定挟在第一部分路径和第二部分路径之间的间隙部分,所述第二部分路径是在所述第一部分路径之后从所述喷出部喷出所述造型材料的路径,
变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加所述第二部分路径中沉积于所述工作台或之前形成的层的所述造型材料的宽度来填埋间隙部分,从而由所述中间数据生成所述造型数据,
所述第一部分路径是用于对沿所述三维造型物的外壳的外壳区域进行造型的路径的一部分,
所述第二部分路径是用于对所述三维造型物中的所述外壳区域之外的区域即内部区域进行造型的路径的一部分,
所述第一部分路径和所述第二部分路径是它们之间产生有不足标准宽度的间隙的路径,
各所述部分路径中沉积于所述工作台或所述层的所述造型材料的标准宽度Ss、各所述部分路径中能够沉积于所述工作台的所述造型材料的最大宽度Smax、以及所述间隙部分的宽度W满足
W≤Smax-Ss的关系时,仅变更与所述第二部分路径对应的所述喷出控制数据,
各所述部分路径中沉积于所述工作台或所述层的所述造型材料的标准宽度Ss、各所述部分路径中能够沉积于所述工作台的所述造型材料的最大宽度Smax、以及所述间隙部分的宽度W满足
W>Smax-Ss的关系时,除所述第二部分路径之外,还变更与所述第一部分路径对应的所述喷出控制数据,以增加第一部分路径中沉积于工作台或之前形成的所述层的造型材料的宽度,从而生成所述造型数据。
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JP2022162796A (ja) * 2021-04-13 2022-10-25 セイコーエプソン株式会社 情報処理装置、三次元造形システム、および、情報表示方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7555357B2 (en) 2006-01-31 2009-06-30 Stratasys, Inc. Method for building three-dimensional objects with extrusion-based layered deposition systems
US10201940B2 (en) 2015-11-12 2019-02-12 The Boeing Company Apparatus and method to predetermine a mechanical property of a three-dimensional object built by additive manufacturing
AU2016361706B2 (en) * 2015-12-03 2020-04-30 Ricoh Company, Ltd. Information-processing device, three-dimensional manufacturing system, information-processing method, information-processing program, and computer-readable recording medium
JP6699269B2 (ja) 2016-03-17 2020-05-27 株式会社リコー 情報処理装置、造形システム、プログラム、情報処理方法
JP6900762B2 (ja) * 2017-04-17 2021-07-07 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 三次元造形用データ生成装置、三次元造形装置、及び三次元造形用経路データ生成プログラム
US10493696B2 (en) * 2017-07-27 2019-12-03 Xerox Corporation System and method for alignment of a multi-nozzle extruder in three-dimensional object printers
JP2019025759A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 コニカミノルタ株式会社 造形装置、造形方法、及び造形制御プログラム
JP2019025761A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 コニカミノルタ株式会社 造形方法、造形装置、及び造形制御プログラム
JP6950335B2 (ja) * 2017-07-31 2021-10-13 セイコーエプソン株式会社 三次元造形装置および三次元造形装置の制御方法

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