CN113306135A - 三维造型系统以及三维造型物的制造方法 - Google Patents

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cutting
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cutting machine
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青柳大蔵
渡边裕辅
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Abstract

提供一种能够将第一工作台准确地配置于第一切削机的预定的位置的三维造型系统以及三维造型物的制造方法。三维造型系统包括：第一工作台，具有第一定位机构；第一造型机，在第一工作台上对第一造型物进行造型；第一切削机，具有具备第二定位机构的第一载置部，对第一工作台上的第一造型物进行切削；输送机，在第一造型机与第一切削机之间输送第一工作台；以及控制部，对第一造型机、第一切削机及输送机进行控制，控制部进行如下的处理：第一造型处理，使第一造型机对第一造型物进行造型；输送处理，朝第一切削机从第一造型机以使第一定位机构与第二定位机构卡合的方式使输送机输送第一工作台；第一切削处理，使第一切削机对第一造型物进行切削。

Description

三维造型系统以及三维造型物的制造方法
技术领域
本发明涉及三维造型系统以及三维造型物的制造方法。
背景技术
已知将具有流动性的材料配置在期望的位置来对三维造型物进行造型的三维造型装置。
例如在专利文献1中记载了一种造型物制作装置，其具备：造型机，通过热熔融层叠方式对造型物进行造型；切削机，对由造型机造型出的造型物进行切削加工；移送机，在造型机与切削机之间移送工作台，在由造型机形成造型物之后，移送机使工作台上的造型物位于切削机的滑架的下方。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-31011号公报
在上述那样的造型物制作装置中，在无法通过移送机将工作台配置于切削机的预定的位置的情况下，无法准确地对工作台上的造型物进行切削。如果无法准确地对造型物进行切削，则造型物的质量会变差。
发明内容
本发明涉及的三维造型系统的一个方式，其包括：
第一工作台，具有第一定位机构；
第一造型机，在所述第一工作台上对第一造型物进行造型；
第一切削机，具有具备第二定位机构的第一载置部，所述第一切削机对所述第一工作台上的所述第一造型物进行切削；
输送机，在所述第一造型机与所述第一切削机之间输送所述第一工作台；以及
控制部，对所述第一造型机、所述第一切削机及所述输送机进行控制，
所述控制部进行以下的处理：
第一造型处理，使所述第一造型机对所述第一造型物进行造型；
输送处理，朝所述第一切削机从所述第一造型机以使所述第一定位机构与所述第二定位机构卡合的方式使所述输送机输送所述第一工作台；
第一切削处理，使所述第一切削机对所述第一造型物进行切削。
本发明涉及的三维造型物的制造方法的一个方式，其包括：
在具有第一定位机构的工作台上，利用造型机对造型物进行造型的工序；
朝具有具备第二定位机构的载置部的切削机，从所述造型机以使所述第一定位机构与所述第二定位机构卡合的方式输送所述工作台的工序；
利用所述切削机，对所输送的所述工作台上的所述造型物进行切削的工序。
附图说明
图1是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统的立体图。
图2是本实施方式涉及的三维造型系统的功能框图。
图3是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统的工作台的立体图。
图4是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统的工作台的剖视图。
图5是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统的造型机的剖视图。
图6是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型装置的平头螺杆的立体图。
图7是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型装置的料筒的俯视图。
图8是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统的造型机的载置部的剖视图。
图9是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统的切削机的剖视图。
图10是用于说明本实施方式涉及的三维造型系统的动作的流程图。
图11是示意性地示出本实施方式的第一变形例涉及的三维造型系统的立体图。
符号说明
10、工作台；12、第一面；14、第二面；16、开口部；18、18a、18b、定位机构；20、投入部；30、贮藏部；40、造型机；50、切削机；50a、第一切削机；50b、第二切削机；50c、第三切削机；50d、第四切削机；50e、第五切削机；52、切削工具；53、载置部；54、基部；55、55a、55b、定位机构；56、移动机构；57、电机；58、框体；59、开口部；60、检查装置；70、输送机；72、通路；80、集尘部；90、控制部；100、三维造型系统；110、材料供给部；112、供给路径；120、熔融部；122、螺旋壳体；124、驱动电机；130、平头螺杆；131、上表面；132、槽形成面；133、侧面；135、槽部；136、中央部；137、涡状部；138、材料导入部；140、料筒；142、螺杆相对面；144、引导槽；146、连通孔；148、加热器；150、喷出部；152、喷嘴；154、喷嘴流路；156、喷嘴孔；160、再加热部；170、载置部；172、基部；174、定位机构；176、可动部；178、加热部；180、移动机构；182、电机；190、框体；192、开口部；200、三维造型系统；210、工作台；240、242、造型机。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下说明的实施方式并非对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限制。另外，以下说明的所有结构并不一定都是本发明的必要构成要件。
1.三维造型系统
1.1.结构
首先，参照附图对本实施方式涉及的三维造型系统进行说明。图1是示意性地示出本实施方式涉及的三维造型系统100的立体图。图2是本实施方式涉及的三维造型系统100的功能框图。
如图1以及图2所示，三维造型系统100例如包括工作台10、投入部20、贮藏部30、造型机40、切削机50、检查装置60、输送机70、集尘部80和控制部90。以下，依次对各部分进行说明。
1.1.1.工作台
从造型机40向工作台10喷出造型材料。工作台10是对由三维造型系统100制造的造型物进行支承的部分。在此，图3是示意性地示出工作台10的立体图。图4是示意性地示出工作台10的图3的IV-IV线剖视图。需要说明的是，在图3以及图4中，作为相互正交的三个轴，图示了X轴、Y轴以及Z轴。
如图3以及图4所示，工作台10具有第一面12和第二面14。第一面12是从造型机40喷出造型材料的面。第二面14是第一面12的相反侧的面。
在工作台10上设置有开口部16。例如设置有多个开口部16。在图示的例子中，开口部16从第一面12贯通至第二面14。虽未图示，但开口部16也可以不到达第二面14，而是设置在第一面12上的有底的凹部。当在造型机40中对造型物进行造型时，在开口部16中埋设造型材料。由此，造型物表现出锚定效应，当在切削机50中对造型物进行切削时，能够抑制造型物从工作台10分离。此外，能够减少在通过造型机40进行造型之后由冷却引起的工作台10的翘曲。
工作台10具有定位机构18。定位机构18在载置于造型机40的载置部170时，确定工作台10相对于载置部170的位置。进一步，定位机构18在载置于切削机50的载置部53时，确定工作台10相对于载置部53的位置。在图示的例子中，定位机构18是设置在第二面14上的凹部。例如设置有多个定位机构18。在图示的例子中，定位机构18设置有两个(定位机构18a、18b)。
工作台10的材质例如是树脂，优选为环氧玻璃。如果工作台10的材质为环氧玻璃，则如后述的图5所示，能够使工作台10通过造型机40的加热部178的热量而与载置部170熔接。
1.1.2.投入部
如图1所示，投入部20是投入工作台10的部分。用户向投入部20投入工作台10。
1.1.3.贮藏部
贮藏部30是暂时保管所投入的工作台10的部分。所投入的工作台10通过输送机70，从投入部20被输送到贮藏部30。
1.1.4.造型机
造型机40在工作台10上对造型物进行造型。保管在贮藏部30中的工作台10通过输送机70，从贮藏部30被输送到造型机40。在此，图5是示意性地示出造型机40的剖视图。
如图5所示，造型机40例如具有材料供给部110、熔融部120、喷出部150、再加热部160、载置部170、移动机构180和框体190。
在材料供给部110中投入颗粒状或粉末状的材料。作为颗粒状的材料，例如可以列举出ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)。材料供给部110例如由料斗构成。材料供给部110和熔融部120通过设置在材料供给部110的下方的供给路径112连接。投入到材料供给部110的材料经由供给路径112被供给到熔融部120。
熔融部120例如具有螺杆壳体122、驱动电机124、平头螺杆130和料筒140。熔融部120使从材料供给部110供给的固体状态的材料熔融，制成具有流动性的糊状的造型材料，并供给到喷嘴152。
螺杆壳体122收容平头螺杆130。在螺旋壳体122的上表面固定有驱动电机124。
平头螺杆130具有中心轴RX方向的高度比直径小的大致圆柱形状。在图示的例子中，平头螺杆130以中心轴RX与Z轴平行的方式配置于螺杆壳体122内。通过驱动电机124产生的扭矩，平头螺杆130以中心轴RX为中心进行旋转。
平头螺杆130在上表面131的相反侧具有槽形成面132。在槽形成面132上设置有槽部135。在此，图6是示意性地示出平头螺杆130的立体图。需要说明的是，为了便于说明，在图6中，示出了上下的位置关系与图5所示的状态相反的状态。
如图6所示，平头螺杆130的槽部135例如具有中央部136、涡状部137和材料导入部138。
中央部136是在平头螺杆130的中心轴RX的周围形成的圆形的凹陷。中央部136与设置于料筒140的连通孔146相对。
涡状部137是以中央部136为中心，以朝向槽形成面132的外周画弧的方式呈涡状延伸的槽。涡状部137也可以构成为以渐开线曲线状或螺旋状延伸。涡状部137的一端与中央部136连接。涡状部137的另一端与材料导入部138连接。
材料导入部138是比设置于槽形成面132的外周缘的涡状部137宽的槽。材料导入部138连续至平头螺杆130的侧面133。材料导入部138将经由供给路径112从材料供给部110供给的材料导入涡状部137。
需要说明的是，在图6所示的例子中，从中央部136朝向外周设置有一个涡状部137以及一个材料导入部138，但也可以从中央部136朝向外周设置有多个涡状部137以及多个材料导入部138。
如图5所示，料筒140设置在平头螺杆130的下方。料筒140具有与平头螺杆130的槽形成面132相对的螺杆相对面142。在料筒140中内置有加热器148。加热器148的温度由控制部90控制。需要说明的是，加热器148只要能够对造型材料进行加热即可，其位置没有特别限制，也可以内置于平头螺杆130，还可以设置于平头螺杆130以及料筒140以外的位置。
在料筒140的螺杆相对面142的中心设置有连通孔146。连通孔146与喷嘴流路154连通。在此，图7是示意性地示出料筒140的俯视图。
如图7所示，在料筒140的螺杆相对面142设置有引导槽144和连通孔146。设置有多个引导槽144。从Z轴方向观察，多个引导槽144设置于连通孔146的周围。引导槽144的一端与连通孔146连接，从连通孔146朝向螺杆相对面142的外周呈涡状延伸。引导槽144具有将造型材料引导至连通孔146的功能。需要说明的是，也可以不设置引导槽144。
如图5所示，喷出部150具有喷嘴152。在喷嘴152中设置有喷嘴流路154和喷嘴孔156。喷嘴流路154与熔融部120的连通孔146连通。喷嘴孔156与喷嘴流路154连通。喷嘴孔156是设置于喷嘴152的前端部分的开口。喷嘴孔156的平面形状例如是圆形。从熔融部120供给到喷嘴152的造型材料从喷嘴孔156喷出。
再加热部160对在工作台10上造型并固化后的造型物进行再加热。再加热部160例如是设置于喷嘴152的附近的加热器。再加热部160的温度由控制部90控制。
载置部170载置工作台10。在此，图8是示意性地示出载置部170的剖视图。如图5以及图8所示，载置部170具有基部172、定位机构174、可动部176和加热部178。
基部172例如具有板状的形状。定位机构174与工作台10的定位机构18卡合。在图示的例子中，定位机构174是从基部172向上方突出的凸部。例如设置有多个定位机构174。在图5所示的例子中，定位机构174设置有两个。
可动部176设置于定位机构174。可动部176沿着Z轴移动。如图8所示，在工作台10未载置于载置部170的情况下，可动部176从定位机构174向上方突出。在工作台10未载置于载置部170的情况下，可动部176也可以通过弹簧的力从定位机构174向上方突出。如图5所示，当工作台10载置于载置部170并且定位机构174与定位机构18卡合时，可动部176向设置于定位机构174的开口部移动。
加热部178例如内置于基部172。加热部178在定位机构18与定位机构174卡合的情况下进行驱动。具体而言，加热部178成为当定位机构18与定位机构174卡合并且可动部176向下方移动时，自动地进行驱动的机构。加热部178成为当定位机构18与定位机构174的卡合被解除并且可动部176向上方移动时，自动地停止驱动的机构。加热部178对喷出到工作台10上的造型材料进行加热。加热部178例如是加热器。
需要说明的是，虽未图示，但加热部178也可以不内置于基部172。例如，也可以是，在工作台10中内置有作为加热部178的电热线，在工作台10载置于基部172的情况下，通过对电热线进行通电来驱动电热线。
移动机构180支承载置部170。移动机构180使喷嘴152与载置部170的相对位置发生变化。在图示的例子中，移动机构180使载置部170相对于喷嘴152进行移动。移动机构180例如由三轴定位器构成，所述三轴定位器通过三个电机182的驱动力，使载置部170在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上移动。电机182通过控制部90的控制来驱动。
需要说明的是，移动机构180也可以是不使载置部170移动而使喷嘴152移动的结构。或者，移动机构180也可以是使喷嘴152和载置部170两者移动的结构。
三维造型系统100一边从喷嘴152向载置部170上的工作台10喷出造型材料，一边驱动移动机构180，使喷嘴152与载置部170的相对位置发生变化。由此，造型机40向工作台10上喷出造型材料并对造型物进行造型。
框体190收容材料供给部110、熔融部120、喷出部150、再加热部160、载置部170以及移动机构180。在框体190上设置有开口部192。输送机70通过开口部192使工作台10出入框体190内。
1.1.5.切削机
切削机50对工作台10上的造型物进行切削。设置有造型物的工作台10通过输送机70，从造型机40被输送到切削机50。在此，图9是示意性地示出切削机50的剖视图。
如图9所示，切削机50具有切削工具52、载置部53、移动机构56和框体58。需要说明的是，虽未图示，但切削机50也可以具有离子发生器等除电器。
切削工具52例如是沿Z轴方向延伸的棒状部件。切削机50使切削工具52以与Z轴平行的旋转轴为中心进行旋转，对工作台10上的造型物OB进行切削。作为切削工具52，例如使用平头立铣刀、球头立铣刀等。切削机50例如通过位置检测传感器来检测切削工具52的前端的位置，并将检测结果发送到控制部90。控制部90使用来自切削机50的检测结果，控制切削工具52与载置部53的相对位置关系并进行切削。
载置部53载置工作台10。载置部53具有基部54和定位机构55。基部54例如具有板状的形状。定位机构55与工作台10的定位机构18卡合。在图示的例子中，定位机构55是从基部54向上方突出的凸部。例如设置有多个定位机构55。在图示的例子中，定位机构55设置有两个(定位机构55a、55b)。在图示的例子中，定位机构18a与定位机构55a卡合，定位机构18b与定位机构55b卡合。
需要说明的是，虽未图示，但可以是，切削机50的定位机构55是凹部，工作台10的定位机构18是凸部。同样地，也可以是，造型机40的定位机构174是凹部，工作台10的定位机构18是凸部。像这样，定位机构18、55、174的形状没有特别限制。
移动机构56支承载置部53。移动机构56使切削工具52与载置部53的相对位置发生变化。在图示的例子中，移动机构56使载置部53相对于切削工具52进行移动。移动机构56例如由三轴定位器构成，所述三轴定位器通过三个电机57的驱动力，使载置部53在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上移动。电机57通过控制部90的控制来驱动。
需要说明的是，移动机构56也可以是不使切削工具52移动而使载置部53移动的结构。或者，移动机构56也可以是使切削工具52和载置部53两者移动的结构。
三维造型系统100一边使切削工具52旋转一边驱动移动机构56，使切削工具52与载置部53的相对位置发生变化。由此，切削机50对在工作台10上进行造型的造型物OB进行切削。
框体58收容切削工具52、载置部53以及移动机构56。在框体58上设置有开口部59。输送机70通过开口部59使工作台10出入框体58内。
例如设置有多个切削机50。在图1所示的例子中，设置有五个切削机50(第一切削机50a、第二切削机50b、第三切削机50c、第四切削机50d、第五切削机50e)。
1.1.6.检查装置
检查装置60对由切削机50切削后的造型物OB进行检查。设置有切削后的造型物OB的工作台10，通过输送机70从切削机50被输送到检查装置60。
检查装置60是三维测量机。检查装置60例如利用照相机对切削后的造型物OB进行拍摄，并基于拍摄到的造型物OB的图像来生成STL(Standard Triangulated Language：标准三角化语言)数据。然后，检查装置60对所生成的STL数据和作为造型物OB的设计图的CAD(computer-aided design：计算机辅助设计)数据进行比较，并将检查结果发送到控制部90。CAD数据例如根据用户的指示，使用三维CAD软件来创建。
1.1.7.输送机
输送机70基于来自控制部90的信号，输送工作台10。输送机70在投入部20与贮藏部30之间输送工作台10。输送机70在贮藏部30与造型机40之间输送工作台10。输送机70在造型机40与切削机50之间输送工作台10。输送机70在切削机50与检查装置60之间输送工作台10。输送机70在贮藏部30与检查装置60之间输送工作台10。输送机70只要能够输送工作台10即可，其方式没有特别限制。
输送机70沿通路72移动。在图1所示的例子中，在通路72的一侧设置有投入部20、贮藏部30、造型机40、两个切削机50以及控制部90。投入部20、贮藏部30、造型机40、两个切削机50以及控制部90沿着通路72设置。进一步，在通路72的另一侧设置有三个切削机50、检查装置60以及集尘部80。三个切削机50、检查装置60以及集尘部80沿着通路72设置。
1.1.8.集尘部
集尘部80是收集由切削机50产生的造型物OB的切削屑的部分。虽未图示，但例如在切削机50的切削工具52的附近，设置有吸引切削屑的吸引部。由吸引部吸引的切削屑集中在集尘部80。
1.1.9.控制部
控制部90例如由计算机构成，所述计算机具有处理器、主存储装置、进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口。控制部90例如通过处理器执行在主存储装置中读入的程序来发挥各种功能。控制部90控制造型机40、切削机50、检查装置60以及输送机70。需要说明的是，控制部90也可以不是由计算机构成，而是由多个电路的组合构成。
1.2.动作
图10是用于说明三维造型系统100的动作的流程图。具体而言，图10是用于说明控制部90的处理的流程图。控制部90在受理了预定的开始操作的情况下，开始用于制造造型物OB的处理。以下，依次对控制部90的各处理进行说明。
1.2.1.步骤S1
首先，如图10所示，控制部90进行数据获得处理，所述数据获得处理为：从与三维造型系统100连接的计算机或存储介质中获得用于实现造型物OB的制造的NC(NumericalControl：数控)数据。
NC数据是表示造型机40、切削机50以及输送机70的扫描轨迹的数据。用户例如使用三维CAD软件来创建由STL格式或AMF格式表示的与造型物OB的形状相关的数据，使用切片软件对该数据进行转换。由此，NC数据被创建。
1.2.2.步骤S2
接着，控制部90进行输送处理，所述输送处理为：使输送机70将投入到投入部20的工作台10从投入部20输送到贮藏部30。
贮藏部30具有能够载置工作台10的多个载置部。贮藏部30具有传感器。控制部90基于该传感器的检测信号，使工作台10输送到空闲的载置部。
1.2.3.步骤S3
接着，控制部90进行输送处理，所述输送处理为：使输送机70将工作台10从贮藏部30输送到造型机40。
具体而言，如图5所示，控制部90以工作台10的定位机构18与造型机40的定位机构174卡合的方式，使输送机70将工作台10从贮藏部30输送到造型机40。当定位机构18与定位机构174卡合时，可动部176移动，内置于基部172的加热部178进行驱动。由此，工作台10被加热。
造型机40具有未图示的传感器。该传感器在造型机40正在进行处理的情况下(在其他工作台上正在对造型物进行造型的期间)，向控制部90发送信号。控制部90在接收到来自传感器的信号的期间，不进行步骤S3的输送处理。
需要说明的是，控制部90在进行了步骤S1的处理的时刻，在未从造型机40的传感器接收到信号并且判断为在贮藏部30未载置其他工作台的情况下，不进行步骤S2的输送处理。在该情况下，控制部90使输送机70将投入到投入部20的工作台10直接输送到造型机40。
1.2.4.步骤S4
接着，如图10所示，控制部90进行使造型机40对造型物OB进行造型的造型处理。
在造型处理中，控制部90例如进行材料生成处理，所述材料生成处理为：通过控制平头螺杆130的旋转以及内置于料筒140的加热器148的温度，从而使材料熔融而生成造型材料。
通过材料生成处理，如图5以及图6所示，收容于材料供给部110的材料经由供给路径112从旋转的平头螺杆130的侧面133被供给到材料导入部138。供给到材料导入部138的材料通过平头螺杆130的旋转，被输送到涡状部137。通过平头螺杆130的旋转以及由加热器148进行的加热，输送到涡状部137的材料被熔融，生成具有流动性的糊状的造型材料。所生成的造型材料在涡状部137中朝向中央部136被输送，并从连通孔146被供给到喷嘴152。需要说明的是，造型材料在进行后述的喷出处理的期间内持续生成。
需要说明的是，控制部90可以在进行步骤S3的输送处理之前进行材料生成处理，也可以同时进行步骤S3的输送处理和材料生成处理。通过同时进行步骤S3的输送处理和材料生成处理，能够缩短造型物OB的制造所花费的时间。
进一步，在造型处理中，控制部90使造型机40的再加热部160进行加热造型物OB的加热处理。加热处理例如在控制部90判断为在进行后述的喷出处理之前已经在工作台10上对造型物OB进行造型的情况下进行。
具体而言，控制部90使再加热部160对造型物OB加热预先决定的时间。加热时间例如根据材料的种类、再加热部160的温度等来设定。控制部90例如使用表示再加热部160的温度与加热时间的关系的映射图来设定加热时间。该映射图能够通过预先进行的试验，通过调查造型物OB的温度达到超过造型材料的玻璃化转变点的预定温度为止的时间来设定。需要说明的是，控制部90也可以不使用映射图，而是使用表示再加热部160的温度与加热时间的关系的函数来设定加热时间。
需要说明的是，在控制部90基于NC数据判断造型物OB的大小为预定以上的情况下，即使没有在工作台10上对造型物OB进行造型，控制部90也可以进行加热处理。
进一步，在造型处理中，控制部90根据在数据获得处理中获得的NC数据，一边使造型机40的喷嘴152与载置部170的相对位置发生变化，一边进行使造型材料从喷嘴152向工作台10喷出的喷出处理。由此，能够在工作台10上利用造型机40对造型物OB进行造型。
1.2.5.步骤S5
接着，控制部90进行输送处理，所述输送处理为：使输送机70将工作台10从造型机40输送到切削机50。
具体而言，如图9所示，控制部90以工作台10的定位机构18与切削机50的定位机构55卡合的方式，使输送机70将工作台10从造型机40输送到切削机50。
在图1所示的例子中，设置有多个切削机50。多个切削机50分别具有未图示的传感器。该传感器在切削机50正在进行处理的情况下(正在对其他工作台上的造型物进行切削的期间)，向控制部90发送信号。控制部90使工作台10输送到没有接收到来自传感器的信号的切削机50。
需要说明的是，在从所有的切削机50的传感器接收到信号的情况下，控制部90使输送机70将工作台10从造型机40输送到贮藏部30。另外，在从切削机50的传感器停止了信号的情况下，控制部90使工作台10从贮藏部30输送到具有停止了信号的传感器的切削机50(例如第一切削机50a)。
1.2.6.步骤S6
接着，如图10所示，控制部90进行使切削机50切削造型物OB的切削处理。
具体而言，控制部90根据在数据获得处理中获得的NC数据，一边使切削机50的切削工具52与载置部53的相对位置发生变化，一边使旋转的切削工具52与造型物OB的切削余量接触。由此，能够利用切削机50将工作台10上的造型物OB切削为期望的尺寸。
1.2.7.步骤S7
接着，控制部90进行输送处理，所述输送处理为：使输送机70将工作台10从切削机50输送到检查装置60。
1.2.8.步骤S8
接着，控制部90判定针对检查装置60的造型物OB的检查结果是“好”还是“不好”。
检查装置60基于造型物OB生成STL数据(以下，也称为“检查数据”)，对检查数据和在数据获得处理中获得的NC数据所包括的与造型物OB的形状相关的数据(以下，也称为“基准数据”)进行比较。然后，检查装置60将与检查数据和基准数据的误差相关的数据作为检查结果发送到控制部90。
控制部90在检查数据与基准数据的误差在预定的范围内的情况下，将检查结果判定为“好”(在步骤S8中为“是”)。然后，进入步骤S10。
另一方面，控制部90在检查数据与基准数据的误差在预定的范围外的情况下，将检查结果判定为“不好”(在步骤S8中为“否”)。在该情况下，控制部90对NC数据进行校正，以使检查数据与基准数据的误差成为预定的范围。然后，进入步骤S9。
1.2.9.步骤S9
接着，控制部90进行输送处理，所述输送处理为：使输送机70将工作台10从检查装置60输送到造型机40。
之后，控制部90使处理返回步骤S4，控制部90重复进行步骤S4至步骤S9，直到在步骤S8中判断为检查结果为“好”为止。通过步骤S4的造型处理中的加热处理，例如能够提高在第一次的造型处理中造型出的造型物OB与在第二次的造型处理中喷出的造型材料的紧贴性。
需要说明的是，例如在步骤S8中判断为“否”，并且判断为基于检查数据的形状比基于基准数据的形状大的情况下，控制部90也可以不进行造型处理而进行切削处理。具体而言，控制部90也可以省略步骤S9以及步骤S4、S5，在使输送机70将工作台10从检查装置60输送到切削机50之后，进行步骤S6。
1.2.10.步骤S10
接着，控制部90判定造型物OB的制造是否完成。
造型物OB的制造完成是指：根据在数据获得处理中获得的NC数据，在造型物OB的造型完成之后，造型物OB的切削完成。
例如在造型物OB的Z轴方向的长度比切削工具52的Z轴方向的长度大的情况下，如果一次喷出造型材料而对造型物OB进行造型，则残留有切削工具52无法到达的切削余量。因此，将造型物OB分为多个部分，对每个部分进行造型处理以及切削处理。在步骤S10中，针对所有这样的部分，使用NC数据来判断造型处理以及切削处理是否完成。
在判断为造型物OB的制造完成的情况下(在步骤S10中为“是”的情况)，进入步骤S11。
在未判断为造型物OB的制造完成的情况下(在步骤S10中为“否”的情况)，控制部90使处理返回步骤S9。然后，控制部90重复进行步骤S4至步骤S10，直到在步骤S10中判断为造型物OB的制造完成为止。即，控制部90按照造型处理、输送处理、切削处理的顺序进行重复处理。
1.2.11.步骤S11
接着，控制部90进行输送处理，所述输送处理为：使输送机70将工作台10从检查装置60输送到贮藏部30。
通过以上步骤，造型物OB被制造。造型物OB是三维造型物。然后，控制部90结束处理。
需要说明的是，在所制造的造型物OB中残留有设置于工作台10的开口部16的部分。该部分可以通过三维造型系统100的外部的装置而被去除，也可以通过设置于三维造型系统100中的装置而被去除。
1.3.作用效果
在三维造型系统100中，包括：工作台10，具有第一定位机构18a；造型机40，在工作台10上对造型物OB进行造型；切削机50a，具有具备第二定位机构55a的第一载置部53，对工作台10上的造型物OB进行切削；输送机70，在造型机40与切削机50a之间输送工作台10；以及控制部90，对造型机40、切削机50a及输送机70进行控制。另外，控制部90进行如下的处理：第一造型处理(步骤S4)，使造型机40对造型物OB进行造型；输送处理(步骤S5)，朝切削机50a从造型机40以第一定位机构18a与第二定位机构55a卡合的方式使输送机70输送工作台10；第一切削处理(步骤S6)，使切削机50a对造型物OB进行切削。
因此，在三维造型系统100中，与工作台以及切削机不具有定位机构的情况相比，能够通过输送机70将工作台10准确地配置于切削机50a的预定的位置。由此，在三维造型系统100中，能够准确地对工作台10上的造型物OB进行切削，能够提高造型物OB的质量。此外，能够通过输送机70自动地输送工作台10，能够缩短造型物OB的制造所花费的时间。
在三维造型系统100中，工作台10具有第三定位机构18b，第一载置部53具有与第三定位机构18b卡合的第四定位机构55b。因此，在三维造型系统100中，能够通过输送机70将工作台10更准确地配置于切削机50a的预定的位置。
在三维造型系统100中，造型机40具有第二载置部170，所述第二载置部170具备与第一定位机构18a卡合的第五定位机构174。因此，在三维造型系统100中，与工作台以及造型机不具有定位机构的情况相比，能够将工作台10准确地配置于造型机40的预定的位置。
在三维造型系统100中，载置部170具有在第一定位机构18a与第五定位机构174卡合的情况下进行驱动的加热部178。因此，在三维造型系统100中，例如能够使工作台10通过加热部178的热量而与载置部170熔接。
在三维造型系统100中，控制部90按照第一造型处理(步骤S4)、输送处理(步骤S5)、第一切削处理(步骤S6)的顺序进行重复处理。例如在造型物OB的Z轴方向的长度比切削工具52的Z轴方向的长度大的情况下，如果一次喷出造型材料而对造型物OB进行造型，则残留有切削工具52无法到达的切削余量。在三维造型系统100中，重复进行步骤S4至步骤S6的处理，因此即使造型物OB的Z轴方向的长度比切削工具52的Z轴方向的长度大，也能够通过切削工具52切削为期望的形状而不会残留切削余量。
在三维造型系统100中，包括对由切削机50a切削后的造型物OB进行检查的检查装置60。因此，在三维造型系统100中，与不包括检查装置的情况相比，能够使造型物OB的形状接近设计数据的形状。
需要说明的是，多个切削机50可以具有彼此相同的切削精度，但也可以多个切削机50中的第一切削机50a的切削精度与第二切削机50b的切削精度不同。例如，第二切削机50b也可以具有比第一切削机50a高的切削精度。在该情况下，控制部90也可以在进行使第一切削机50a切削的第一切削处理(步骤S6)之后，进行使第二切削机50b切削造型物OB的第二切削处理。如果进行这样的处理，则能够缩短通过第一切削机50a切削所花费的时间，并且通过第二切削机50b以高精度进行切削。由此，能够缩短造型物OB的制造所花费的时间，并且提高造型物OB的质量。
2.变形例
2.1.第一变形例
接着，参照附图对本实施方式的第一变形例涉及的三维造型系统进行说明。图11是示意性地示出本实施方式的第一变形例涉及的三维造型系统200的立体图。
以下，在本实施方式的第一变形例涉及的三维造型系统200中，对与上述的本实施方式涉及的三维造型系统100的构成部件具有相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其详细的说明。
如图1所示，上述的三维造型系统100包括一个造型机(第一造型机)40和五个切削机50。
与此相对，如图11所示，三维造型系统200除了第一造型机40以外，还包括第二造型机240以及第三造型机242。第二造型机240以及第三造型机242基本上具有与第一造型机40相同的结构以及相同的功能。三维造型系统200包括三个切削机50(第一切削机50a、第二切削机50b、第三切削机50c)。
此外，三维造型系统200除了工作台(第一工作台)10以外，还包括第二工作台210。第二工作台210基本上具有与第一工作台10相同的结构以及相同的功能。在第二工作台210上配置有与配置在第一工作台10上的造型物(第一造型物)OB分体的第二造型物。
第二造型机240在第二工作台210上对第二造型物进行造型。控制部90进行在第二造型机240中对第二造型物进行造型的造型处理。通过第一造型机40对第一造型物OB进行造型的第一造型处理、和通过第二造型机240对第二造型物进行造型的第二造型处理例如同时进行。由此，能够高效地制造第一造型物OB以及第二造型物。
需要说明的是，三维造型系统200所包括的工作台的数量只要可以保管在贮藏部30中即可，没有特别限制。另外，三维造型系统200所包括的造型机以及切削机的数量例如考虑基于三维造型系统200的大小、造型机以及切削机的处理速度的生产率等而适当决定。
2.2.第二变形例
接着，对本实施方式的第二变形例涉及的三维造型系统进行说明。本实施方式的第二变形例涉及的三维造型系统与上述的三维造型系统100的不同点在于，包括以下装置中的至少一个：研磨装置，对由切削机50切削后的造型物OB进行研磨；表面处理装置，对由切削机50切削后的造型物OB进行表面处理；以及烧结炉，对由切削机50切削后的造型物OB进行烧结。本实施方式的第二变形例涉及的三维造型系统可以包括这些装置来代替检查装置60，也可以包括检查装置60和这些装置。
作为由表面处理装置进行的表面处理，可以列举出镀覆或涂装等。此外，本实施方式的第二变形例涉及的三维造型系统例如也可以包括对由切削机50切削后的造型物OB进行干燥的装置。
如后述的“2.3.第三变形例”所示，有时在造型材料中包括金属材料或陶瓷材料。在这样的情况下，如果包括烧结炉，则能够增加所制造的造型物OB的变化。
2.3.第三变形例
在上述的三维造型系统100中，作为用于对三维造型物进行造型的造型材料，使用了颗粒状的ABS。与此相对，在本实施方式的第三变形例涉及的三维造型系统中，作为在造型机40中使用的材料，例如能够列举出以ABS以外的具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料为主材料的材料。在此，“主材料”是指成为形成三维造型物的形状的中心的材料，是指在三维造型物中占50重量％以上的含有率的材料。在上述的造型材料中，包括这些主材料以单体熔融而成的材料、和与主材料一起含有的一部分成分熔融而形成为糊状的材料。
在使用具有热塑性的材料作为主材料的情况下，在熔融部120中，通过使该材料塑化而生成造型材料。“塑化”是指：具有热塑性的材料通过被加热至玻璃化转变点以上的温度而软化，表现出流动性。
作为具有热塑性的材料，例如能够使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，例如可以列举出：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚缩醛(POM)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚苯硫醚(PPS)、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(PEEK)等工程塑料。
在具有热塑性的材料中，也可以混入颜料、金属、陶瓷以及蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等添加剂等。具有热塑性的材料在熔融部120中，通过平头螺杆130的旋转和加热器148的加热而塑化并转化为熔融的状态。另外，这样生成的造型材料在从喷嘴孔156喷出之后，由于温度的降低而固化。
具有热塑性的材料优选在被加热至其玻璃化转变点以上而完全熔融的状态下从喷嘴孔156射出。例如，ABS期望为，玻璃化转变点约为120℃，在从喷嘴孔156射出时约为200℃。为了像这样在高温的状态下射出造型材料，也可以在喷嘴孔156的周围设置加热器。“熔融”不仅是指具有热塑性的材料被加热至熔点以上的温度而成为液状，也是指具有热塑性的材料塑化。
在造型机40中，例如也可以使用金属材料作为主材料来代替上述的具有热塑性的材料。在该情况下，优选在将金属材料制成粉末状的粉末材料中，混合在生成造型材料时熔融的成分，并投入到熔融部120。
作为金属材料，例如可以列举出：镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单一金属或者含有一种以上这些金属的合金、以及马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。
在造型机40中，能够使用陶瓷材料作为主材料来代替上述的金属材料。作为陶瓷材料，例如可以列举出二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷或者氮化铝等非氧化物陶瓷等。作为主材料，在使用上述那样的金属材料或陶瓷材料的情况下，配置于载置部170的造型材料例如也可以通过由激光的照射或暖风等进行的烧结而固化。
投入到材料供给部110的金属材料或陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末或合金的粉末、陶瓷材料的粉末混合多种而得到的混合材料。另外，金属材料或陶瓷材料的粉末材料例如也可以通过上述的热塑性树脂或者除此以外的热塑性树脂来涂覆。在该情况下，也可以在熔融部120中，该热塑性树脂熔融而表现出流动性。
在投入到材料供给部110的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中，例如也能够添加溶剂。作为溶剂，例如可以列举出：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，投入到材料供给部110的金属材料或陶瓷材料的粉末材料例如也可以添加粘合剂。作为粘合剂，例如可以列举出丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素类树脂或其他合成树脂或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。
上述的实施方式以及变形例是一个例子，并不限制于此。例如，也能够适当组合各实施方式以及各变形例。
本发明包括与实施方式中说明的结构实质上相同的结构，例如包括功能、方法以及结果相同的结构或者目的以及效果相同的结构。另外，本发明包括将实施方式中说明的结构的非本质部分替换后的结构。另外，本发明包括能够起到与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者能够实现相同目的的结构。另外，本发明包括在实施方式中说明的结构中附加了公知技术的结构。
根据上述的实施方式以及变形例可以导出以下的内容。
三维造型系统的一个方式，其包括：
第一工作台，具有第一定位机构；
第一造型机，在所述第一工作台上对第一造型物进行造型；
第一切削机，具有具备第二定位机构的第一载置部，所述第一切削机对所述第一工作台上的所述第一造型物进行切削；
输送机，在所述第一造型机与所述第一切削机之间输送所述第一工作台；以及
控制部，对所述第一造型机、所述第一切削机及所述输送机进行控制，
所述控制部进行如下的处理：
第一造型处理，使所述第一造型机对所述第一造型物进行造型；
输送处理，朝所述第一切削机从所述第一造型机以所述第一定位机构与所述第二定位机构卡合的方式使所述输送机输送所述第一工作台；
第一切削处理，使所述第一切削机对所述第一造型物进行切削。
根据该三维造型系统，与工作台以及切削机不具有定位机构的情况相比，能够通过输送机将第一工作台准确地配置于第一切削机的预定的位置。由此，能够准确地对第一工作台上的第一造型物进行切削，能够提高第一造型物的质量。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，
所述第一工作台具有第三定位机构，
所述第一载置部具有与所述第三定位机构卡合的第四定位机构。
根据该三维造型系统，能够通过输送机将第一工作台更准确地配置于第一切削机的预定的位置。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，
所述第一造型机具有第二载置部，所述第二载置部具备与所述第一定位机构卡合的第五定位机构。
根据该三维造型系统，与工作台以及造型机不具有定位机构的情况相比，能够将第一工作台准确地配置于第一造型机的预定的位置。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，
所述第二载置部具有加热部，所述加热部在所述第一定位机构与所述第五定位机构卡合的情况下进行驱动。
根据该三维造型系统，例如能够通过加热部的热量使第一工作台与第二载置部熔接。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，
所述控制部按照所述第一造型处理、所述输送处理、所述第一切削处理的顺序进行重复处理。
根据该三维造型系统，即使造型物的Z轴方向的长度比造型机的切削工具的Z轴方向的长度大，也能够通过切削工具切削为期望的形状而不会残留切削余量。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，还包括：
第二工作台；
第二造型机，在所述第二工作台上对第二造型物进行造型，
所述控制部进行使所述第二造型机对所述第二造型物进行造型的第二造型处理，
所述第一造型处理和所述第二造型处理同时进行。
根据该三维造型系统，能够高效地制造第一造型物以及第二造型物。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，
包括第二切削机，所述第二切削机具有比所述第一切削机高的切削精度，所述第二切削机对所述第一工作台上的所述第一造型物进行切削，
所述控制部在进行所述第一切削处理之后，进行使所述第二切削机对所述第一造型物进行切削的第二切削处理。
根据该三维造型系统，能够缩短第一造型物的制造所花费的时间，并且提高第一造型物的质量。
也可以是，在所述三维造型系统的一个方式中，包括如下装置中的至少一个：
检查装置，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行检查；研磨装置，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行研磨；表面处理装置，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行表面处理；以及烧结炉，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行烧结。
根据该三维造型系统，能够增加所制造的第一造型物的变化。
三维造型物的制造方法的一个方式，其包括：
在具有第一定位机构的工作台上，利用造型机对造型物进行造型的工序；
朝具有具备第二定位机构的载置部的切削机，从所述造型机以使所述第一定位机构与所述第二定位机构卡合的方式输送所述工作台的工序；
利用所述切削机，对所输送的所述工作台上的所述造型物进行切削的工序。
根据该三维造型物的制造方法，与工作台以及切削机不具有定位机构的情况相比，能够通过输送机将工作台准确地配置于切削机的预定的位置。由此，能够准确地对工作台上的造型物进行切削，能够提高造型物的质量。

Claims (9)

1.一种三维造型系统，其特征在于，包括：
第一工作台，具有第一定位机构；
第一造型机，在所述第一工作台上对第一造型物进行造型；
第一切削机，具有具备第二定位机构的第一载置部，所述第一切削机对所述第一工作台上的所述第一造型物进行切削；
输送机，在所述第一造型机与所述第一切削机之间输送所述第一工作台；以及
控制部，对所述第一造型机、所述第一切削机及所述输送机进行控制，
所述控制部进行如下的处理：
第一造型处理，使所述第一造型机对所述第一造型物进行造型；
输送处理，朝所述第一切削机从所述第一造型机以使所述第一定位机构与所述第二定位机构卡合的方式使所述输送机输送所述第一工作台；
第一切削处理，使所述第一切削机对所述第一造型物进行切削。
2.根据权利要求1所述的三维造型系统，其特征在于，
所述第一工作台具有第三定位机构，
所述第一载置部具有与所述第三定位机构卡合的第四定位机构。
3.根据权利要求1或2所述的三维造型系统，其特征在于，
所述第一造型机具有第二载置部，所述第二载置部具备与所述第一定位机构卡合的第五定位机构。
4.根据权利要求3所述的三维造型系统，其特征在于，
所述第二载置部具有加热部，所述加热部在所述第一定位机构与所述第五定位机构卡合的情况下进行驱动。
5.根据权利要求1所述的三维造型系统，其特征在于，
所述控制部按照所述第一造型处理、所述输送处理、所述第一切削处理的顺序进行重复处理。
6.根据权利要求1所述的三维造型系统，其特征在于，还包括：
第二工作台；以及
第二造型机，在所述第二工作台上对第二造型物进行造型，
所述控制部进行使所述第二造型机对所述第二造型物进行造型的第二造型处理，
所述第一造型处理和所述第二造型处理同时进行。
7.根据权利要求1所述的三维造型系统，其特征在于，
还包括第二切削机，所述第二切削机具有比所述第一切削机高的切削精度，所述第二切削机对所述第一工作台上的所述第一造型物进行切削，
所述控制部在进行所述第一切削处理之后，进行使所述第二切削机对所述第一造型物进行切削的第二切削处理。
8.根据权利要求1所述的三维造型系统，其特征在于，还包括如下装置中的至少一个：
检查装置，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行检查；研磨装置，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行研磨；表面处理装置，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行表面处理；以及烧结炉，对由所述第一切削机切削后的所述第一造型物进行烧结。
9.一种三维造型物的制造方法，其特征在于，包括：
在具有第一定位机构的工作台上，利用造型机对造型物进行造型的工序；
朝具有具备第二定位机构的载置部的切削机，从所述造型机以使所述第一定位机构与所述第二定位机构卡合的方式输送所述工作台的工序；以及
利用所述切削机，对输送来的所述工作台上的所述造型物进行切削的工序。
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