CN113458419A - 造型装置及造型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的造型装置及造型方法减少造型液的液滴着落到粉面上时粉的飞扬，并防止造形物的低密度化等。粉体层形成部形成粉体层，造型液喷出部向粉体层喷出造型液。喷出控制部对造型液喷出部进行喷出控制，以先喷出比后喷出的造型液低的动能的造型液。通过先喷出动能低的造型液，能够减少粉体的飞扬。因此，能够使得粉体层的凹凸极小，从而能够防止造型物的低密度化。

Description

造型装置及造型方法
技术领域
本发明涉及一种造型装置及造型方法。
背景技术
当今，根据立体物的剖面数据，例如已知有层叠树脂或金属等来对立体物进行造型的层叠造型方式。作为该层叠造型方式之一，已知有粉末层叠造型方式。另外，作为粉末层叠造型方式，已知有粉末床熔融粘结方式、以及粘结剂喷射方式等。
粉末床熔融粘接方式是通过对层叠的金属粉体照射激光并烧结来对造型物进行造型的方式。另外，造型液喷射方式是通过向层叠的粉体喷出造型液并使其凝固来对造型物进行造型的方式。
在专利文献1(日本特开2008-132786号公报)中公开了一种对液体喷出头实施与状况对应的清扫的液体喷出装置。该液体喷出装置在检测到液体喷出头的喷出异常时，根据有无粘结物对喷出口面的附着，来进行使刮板部件对喷出口面的抵接压力大于规定的抵接压力，或者预喷出动作及液体喷出头内的液体的吸引动作之中的的至少1个动作。
这里，在从液体喷出头对粉体喷出的造型液的液滴着落到粉面上时，粉面的粉会因为造型液的液滴而飞扬，从而产生粉面粗糙的问题。若在该粗糙的粉面上重新层叠粉体，就会在下方粗糙的粉面与所层叠的上层的粉面之间产生间隙，从而产生造型物密度降低的低密度化问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种造型装置及造型方法，能够减少造型液的液滴着落到粉面上时粉的飞扬，并能够防止造型物的低密度化等。
【专利文献1】(日本)专利特开2008-132786号公报
发明内容
为了解决上述课题并实现目的，本发明包括：粉体层形成部，其形成粉体层；造型液喷出部，其向粉体层喷出造型液，以及喷出控制部，其对造型液喷出部进行喷出控制，以先喷出比后喷出的造型液低的动能的造型液。
根据本发明，获得的效果是减少造型液的液滴着落到粉面上时粉的飞扬，并能够防止造形物的低密度化等。
附图说明
图1所示是实施方式的立体造型装置的俯视图。
图2所示是将实施方式的立体造型装置的一部分切除来表示的侧视图。
图3所示是实施方式的立体造型装置的粉体槽的剖视图。
图4所示是实施方式的立体造型装置的主要部分的立体图。
图5所示是实施方式的立体造型装置的粉体槽及液体喷出单元的立体图。
图6所示是实施方式的立体造型装置的硬件构成的模块图。
图7(a)-图7(e)所示是造型物的造型动作流程图。
图8(a)-图8(e)所示是将造形液的液滴和造形用粉末的粉体放大后的示意性图。
图9(a)-图9(e)所示是用于说明实施方式的立体造型装置中的液滴喷出控制图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式的立体造型装置进行说明。
(立体造型装置的外观构成)
图1所示是实施方式的立体造型装置(造型装置的一例)的俯视图。图2所示是将实施方式的立体造型装置的一部分切除来表示的侧视图。图3所示是实施方式的立体造型装置的粉体槽的剖视图。图4所示是实施方式的立体造型装置的主要部分的立体图。图5所示是实施方式的立体造型装置的粉体槽及液体喷出单元50的立体图。
实施方式的立体造型装置(也称为粉体造型装置或粉末造型装置)具有造型部1来形成由粉体(粉末)结合而成的层状造型物即造型层30，以及向布满造型部1的层状的粉体层31喷出造型液10来对立体造型物进行造型的造型单元5。
造型部1是粉体层形成部的一例，具有粉体槽11，和作为平坦化部件(复涂器)即旋转体的平坦化辊12等。另外，平坦化部件也可以例如设为板状部件(叶片)来代替旋转体。
粉体槽11具有供给粉体20的供给槽21，以及造型层30层叠后来对立体造型物进行造型的造型槽22。供给槽21的底部作为供给平台23在垂直方向(高度方向)上升降自如。同样地，造型槽22的底部作为造型台24在垂直方向(高度方向)上升降自如。在造型台24上对层叠了造型层30的立体造型物进行造型。
供给平台23例如图4所示地，通过电动机27在箭头Z方向(高度方向)上升降，造型台24同样地由电动机28在箭头Z方向上升降。
粉体槽11为箱体形状，具有供给槽21和造型槽22等两个上面为开放的槽。供给平台23在供给槽21的内部、造型台24在造型槽22的内部被分别配置为能够升降。
供给平台23的侧面被配置为与供给槽21的内侧面相接。造型台24的侧面被配置为与造型槽22的内侧面相接。这些供给平台23及造型台24的上面被保持为水平。
如图5所示，设置有包括供给槽21及造型槽22的周围，并与造型槽22邻接的剩余粉体接收槽29。在剩余粉体接受槽29中落下的是形成粉体层31时，由平坦化辊12移送来的粉体20之中变得剩余的粉体20。在供给槽21上设有粉体供给装置(图6的符号554)，成为落入剩余粉体接受槽29的剩余的粉体20通过该粉体供给装置554被返回到供给槽21。
在造型的初始动作时或供给槽21的粉体量减少的情况下，将粉体供给装置554的罐筒内的粉体供给到供给槽21。作为用于粉体供给的粉体输送方法，可以使用利用螺杆的螺杆传送方式、利用空气的空气传输方式等。
平坦化辊12将供给到供给槽21的供给平台23上的粉体20供给到造型槽22里，并通过平坦化来形成粉体层31。平坦化辊12通过往返移动机构25相对于造型台24的平台面(载置粉体20的面)往返移动(图2及图4所示的箭头Y方向)。另外，平坦化辊12由电动机26来旋转驱动。
平坦化辊12从供给槽21向造型槽22移送供给粉体20，并使表面平坦化后形成规定厚度的层状的粉体即粉体层31。该平坦化辊12是比造型槽22及供给槽21的内尺寸(供给有粉体的部分或进料的部分的宽度)要长的棒状部件，并通过往返移动机构25沿着平台面在Y方向(副扫描方向)上往返移动。
平坦化辊12通过图4所示电动机26的旋转驱动，以从供给槽21的外侧通过供给槽21及造型槽22的上方的方式水平移动。由此，粉体20被移送供给到造型槽22上，在平坦化辊12通过造型槽22上的同时，粉体20被平坦化后形成了粉体层31。
另外，如图2所示，在平坦化辊12上设置有粉体除去板13。粉体除去板13在与平坦化辊12的外周面接触的状态下与平坦化辊12一起移动，来除去附着在平坦化辊12上的粉体20。
另外，在实施方式的立体造型装置中，虽然对造型部1的粉体槽11具有供给槽21和造型槽22等两个槽的情况进行了说明，但也可以是仅有造型槽22，从粉体供给装置向造型槽22供给粉体，通过平坦化辊12来平坦化的构成。
造型单元5包括有对造型台24上的粉体层31喷出造型液体10的液体喷出单元50。造型单元5具有被配置在基座部件7上的导向部件71保持为能够移动的滑动部72，整个造型单元5在与X方向正交的Y方向(副扫描方向)上能够往返移动。该造型单元5通过后述的Y方向扫描机构(图6的附图标记552)，整体在Y方向上往返移动。
液体喷出单元50是造型液喷出部的一例，具有滑架51和设置在滑架51上的例如两个(也可以是一个或三个以上)液体喷出头(以下简称为″喷头″)52a、52b。液体喷出单元50与导向部件54、55一起被设置为能够在图4所示箭头Z方向上升降，并通过后述的Z方向升降机构(图6的附图标记551)在Z方向上升降。
滑架51在导向部件54及导向部件55上被保持为能够移动。导向部件54及导向部件55在两侧的侧板70上被保持为能够升降。另外，滑架51通过后述的X方向扫描机构(图6的附图标记550)，借助于由电动机、带轮及轮带构成的主扫描移动机构，在作为主扫描方向的箭头X方向(以下，仅称为″X方向″，对于其他Y、Z也是同样的)上往返移动。
两个喷头52a、52b(以下，不区分时称为″喷头52″)分别配置有两列喷嘴列，该喷嘴列排列有喷出造型液体10的多个的喷嘴。另外，喷头构成或喷出的液体并不限于这些。在罐安装部56中安装有容纳这些液体的多个罐60。各罐60的液体经由供给软管等被供给到喷头52a、52b。
在X方向的一侧，设置有进行液体喷出单元50的喷头52的维持恢复的维护机构61。维护机构61包括盖子62及擦拭条63。维护机构61使盖子62与喷头52的喷嘴面(形成喷嘴的面)紧密接触，并通过从喷嘴吸引造型液体，来排出堵塞于喷嘴的粉体及高粘度化的造型液体。此后，为了喷嘴的弯液面形成(喷嘴内为负压状态)，由擦拭条63来擦拭喷嘴面。另外，在不进行造型液体10的喷出时，维护机构61用盖子62覆盖喷头的喷嘴面，来防止粉体20混入喷嘴以及造型液体10的干燥。
(硬件构成)
接着，图6所示是实施方式的立体造型装置的硬件构成的模块图。在该图6中，立体造型装置601的控制部500具有CPU(Center Processing Unit：中央处理单元)501、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)502、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)503、NVRAM(Non Volatile Random Access Memory：非易失性随机存取存储器)504。CPU501对立体造型装置601的整体进行控制。在ROM502中，除了用于使CPU501执行立体造型控制的造型程序等各种程序之外，还存储有固定数据等。RAM503临时存储造型数据等。NVRAM504用作非易失性存储器，在装置的电源被断开期间也可以保存数据。主要由CPU501、ROM502及RAM503来形成主控制部500A。
另外，控制部500除了对图像数据实施的各种信号处理之外，还具有处理用于控制装置整体的输入输出信号的ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)505。另外，控制部500具有外部接口(外部I/F)506，用于与作为外部设备的造型数据生成装置600之间进行造型数据等的发送接收。
还有，造型数据生成装置600是生成将最终方式的造型物切片为各造型层的造型数据的装置，由个人计算机装置等信息处理装置构成。
另外，控制部500具有输入输出部(I/O)507，来用于取入各种传感器的检测信号，还具有喷头驱动控制部508来驱动控制液体喷出单元50的各喷头52。CPU501及喷头驱动控制部508是喷出控制部的一例。
控制部500具有驱动使液体喷出单元50的打印车51在X方向(主扫描方向)上移动的X方向扫描机构550的电动机的电动机驱动部510，以及驱动使造型单元5在Y方向(副扫描方向)上移动的Y方向扫描机构552的电动机的电动机驱动部512。
另外，控制部500具有驱动使液体喷出单元50的打印车51在Z方向上移动(升降)的Z方向升降机构551的电动机的电动机驱动部511。另外，向箭头Z方向的升降也可以是使造型单元5整体升降的构成。
控制部500具有驱动使供给台23升降的电动机27的电动机驱动部513，和驱动使造型台24升降的电动机28的电动机驱动部514。另外，控制部500具有驱动使平坦化辊12移动的往返移动机构25的电动机553的电动机驱动部515，以及对旋转驱动平坦化辊12的电动机26进行驱动的电动机驱动部516。
另外，控制部500具有供给系统驱动部517来驱动向供给槽21供给粉体20的粉体供给装置554，以及驱动液体喷出单元50的维护机构61的维护驱动部518。
在控制部500的I/O507中，除了供给有表示由温湿度传感器560检测到的作为装置的环境条件的温度及湿度的检测信号之外，还供给有其他传感器类的检测信号。另外，控制部500中连接有用于进行该装置所需的信息的输入和显示的操作面板522。
另外，通过造型数据生成装置600及立体造型装置601来构成立体造型系统。
(造型动作)
图7所示是造型物的造型动作流程图。图7(a)所示是在造型槽22的造型台24上形成第1层的造型层30的状态。在该造型层30上形成下一个造型层30时，就如图7(a)所示地使得供给槽21的供给平台23在箭头Z1方向上上升，并使得造型槽22的造型台24在箭头Z2方向上下降。这时，是以造型槽22的上表面(粉体层表面)和平坦化辊12的下部(下方切线部)的间隔为Δt1的方式来设定造型台24的下降距离的。该间隔Δt1相当于下一次形成的粉体层31的厚度。在一个例子中，间隔Δt1优选为数10～100μm左右。
接着，如图7(b)所示，通过使平坦化辊12在正向(箭头方向)转动的同时向Y2方向(造型槽22一侧)移动，来将位于比供给槽21的上表面还要上方的粉体20向造型槽22移送供给(粉体供给)。
接着，如图7(c)所示地，使得平坦化辊12和造型槽22的造型台24的平台面平行地移动，并如图7(d)所示地在造型台24的造型层30上形成(平坦化)规定厚度Δt1的粉体层31。形成粉体层31后，平坦化辊12如图7(d)所示，向Y1方向移动返回到初始位置。
这里，平坦化辊12是能够将其与造型槽22及供给槽21的上面水平之间的距离保持为一定地来移动的。因为能够保持稳定地移动，在由平坦化辊12将粉体20朝着造型槽22上搬送的同时，能够在造型槽22上或已经形成的造型层30上形成均匀厚度Δt1的粉体层31。
然后，如图7(e)所示，从液体喷出单元50的喷头52喷出造型液体10的液滴，在下一个粉体层31上进行造型层30的层叠形成(造型)。
还有，造型层30例如通过从喷头52喷出的造型液体10与粉体20的混合来使得包含在粉体20里的粘结剂溶解，并通过溶解后的粘结剂彼此之间结合后与粉体20的结合来形成。
接着，反复进行上述粉体供给·平坦化来形成粉体层31的工序、喷头52的造型液喷出工序，来形成新的造型层30。这时，新的造型层30和位于其下层的造型层30一体化后来构成三维形状造型物的一部分。
之后，通过对粉体的供给及平坦化的粉体层31的形成工序和喷头的造型液体喷出工序重复进行必要的次数，来完成三维形状造型物(立体造型物)。
(比较例中的造型液着落时的粉面的行为)
在此，在成为比较例的立体造型装置的造型时，在图8中示出了造型液10的液滴滴落时的粉面的动作。图8所示是将造形液10的液滴10a和造形用粉末的粉体20放大后的示意性图。
在该图8中，通过平坦化辊12从供给槽21向造型槽22移送供给的粉体20虽然受其材质或粒度分布的影响，但以接近堆积密度(将粉体填充到规定容积的容器中，将其内容积作为体积来计算出的密度)的密度来堆积在造型槽22中。
图8(a)所示是从液体喷出头52喷出的液滴300a滴下到粉体层31上时的图，图8(b)所示是液滴300a着落到粉体层31上时的图。比较例的情况是，因为液滴300a的动能，粉体层31的表面上的一部分粉体会如图8(b)所示地被弹飞。其结果就如图8(c)所示地，在粉体层31的表面形成了凹凸。
接着，图8(c)所示是滴下第2滴的液滴300b时的图，图8(d)所示是通过平坦化辊21从供给槽21向造型槽22移送供给粉体并堆积时的图。如图8(c)所示，通过液滴300a着落时形成的凹凸，在造型层30中形成了间隙(空隙)。在该状态下，如图8(d)所示，通过平坦化辊21来层叠新的粉体时，会在已经形成的造型层30和新层叠的粉体层31之间，如图8(e)所示地，会形成间隙部305，从而产生造型物低密度化的不良情况。
另外，液滴300a着落时被弹飞的粉体会附着到在粉体层31上移动的液体喷出头52的喷嘴面上。由此，会产生液体喷出头52的液滴的不喷出或喷出弯曲(喷出位置的偏移)，在造型物中产生筋条状的缺陷。
(实施方式的液滴喷出控制)
接着，使用图9对实施方式的立体造型装置中的液滴喷出控制进行说明。图9(a)所示是从液体喷出头52喷出的造型液10的液滴10a滴下到粉体层31上时的图，图9(b)所示是液滴10a着落到粉体层31上时的图。图9(c)所示是滴下第2滴的液滴10b时的图，图9(d)所示是通过平坦化辊21从供给槽12向造型槽22移送供给并堆积时的图。
在实施方式的立体造型装置中，形成粉体层31之后，液滴10a着落到粉体层31上，在和液滴10a着落的区域至少一部分重叠的区域里第2滴的液滴10b着落，之后形成下一个粉体层31。即，在粉体层31形成，并且在下一个粉体层31形成之前，液滴从喷头52滴下，以使得多个液滴的着落区域的至少一部分重叠。
在实施方式的立体造型装置的情况下，喷头驱动控制部508通过CPU501的驱动控制，如图9(a)所示地控制喷头52，以使成为第1滴的液滴10a作为动能小于第2滴的液滴10b的液滴来喷出。对于粉体层31中的1个像素喷出多个液滴。即，第2滴的液滴10b相对于成为第1滴的液滴10a，是以至少一部分重叠的方式来喷出的。
另外，在以和第1滴着落的区域至少一部分重叠的方式来喷出2滴以上的液滴数时，优选的是以第n滴的动能小于第n+1滴的动能的方式来控制喷头52。相反地来说就是，与第n滴的动能相比，是以第n+1滴喷出高动能的液滴的方式来控制喷头52。在图9(a)中，作为动能小的液滴的例子，图示了质量小的液滴。
在使这样的液滴10a着落到粉体层31上时，由于动能小，因此如图9(b)所示地，粉体层31的表面的粉体被弹飞的数量以及被弹飞的粉体的速度就变小。其结果是，液滴10a着落后的粉体层31的凹凸变小。
接着，喷头驱动控制部508通过CPU501的驱动控制，如图9(c)所示地，作为第2滴的液滴，控制头52以喷出通常动能的液滴10b。该第2滴的液滴10b成为动能比成为第1滴的液滴10a大的液滴。即，实施方式的立体造型装置将成为第1滴的液滴10a作为比通常小的液滴来喷出，并在第2滴以后喷出通常大小的液滴。
在第2滴的液滴10b滴下时，如图9(c)所示，由于第1滴的液滴10a渗入粉体层31，因此粉体层31表面的粉体难以移动。结果是，即使第2滴的液滴10b着落，粉体层31表面上的粉体也几乎不会被弹飞，在粉体层31上几乎不形成凹凸，另外形成的凹凸也变小。
在该状态下，如图9(d)所示，通过平坦化辊12来堆积粉体时，由于粉体层31的凹凸变小，因此能够减小形成在造型层30中的间隙。然后，如图9(e)所示，通过这样的小的间隙，可以提高造型物的密度，得到造型物的强度、耐久性、热传导率等特性高的造型物。
另外，由于实施方式的立体造型装置能够减少粉体10的飞扬，因此能够减少粉体10朝着喷嘴面的附着，防止喷出弯曲或不喷出等的喷出不良，能够防止在造型物中产生筋条状的缺陷的不良情况。
图6所示的CPU501基于存储在例如ROM502等存储部中的液滴喷出程序，至少执行1.形成粉体层的粉体层形成步骤；2.向粉体层喷出造型液的第1造型液喷出步骤，3.在与通过第1造型液喷出步骤喷出的造型液的区域至少一部分重叠的区域里，喷出比通过第1造型液喷出步骤喷出的造型液还要高的动能的造型液的第2造型液喷出步骤。由此，能够得到上述的效果。
(试制实验结果)
以下，示出这种立体造型装置的试制实验结果。在该试制实验中，作为粉体10，使用硅的铝合金(AlSi10Mg)。另外，造型物的尺寸是主扫描方向为40mm，副扫描方向为20mm，层叠方向为5mm。然后，以下表1～表11所示的造型条件来进行造型物的造型。
首先，以下的表1是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/2的同时(8pL：16pL)，使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)的例子(变更同一扫描中的量及速度)。
通过使第1滴的喷出量少于第2滴，并减慢喷出速度，就能够减小第1滴的动能，能够抑制粉体的飞扬。
表1
Figure BDA0003000990310000101
接着，以下的表2是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/2，而第1滴和第2滴的喷出速度等为相同的例子(仅变更同一扫描中的量)。
通过使第1滴的喷出量少于第2滴，就能够减小第1滴的动能，能够抑制粉体的飞扬。
表2
Figure BDA0003000990310000102
Figure BDA0003000990310000111
接着，以下的表3是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)，而第1滴和第2滴的喷出量等为相同的例子(仅变更同一扫描中的速度)。
通过使第1滴的喷出速度慢于第2滴，就能够减小第1滴的动能，能够抑制粉体的飞扬。
表3
Figure BDA0003000990310000112
Figure BDA0003000990310000121
接着，以下的表4是在同一扫描中，喷头驱动控制部508变更了3滴液滴10a～10c的喷出量及喷出速度的例子。在该例的情况下，喷头驱动控制部508进行的控制是使得喷出量及喷出速度为第1滴<第2滴<第3滴。具体来说，喷头驱动控制部508将第1滴～第3滴的液滴10a～10c的喷出量分别控制为6pL、8pL、16pL。另外，喷头驱动控制部508将第1滴～第3滴的液滴10a～10c的喷出速度分别控制为5m/s、6m/s、7m/s(变更同一扫描中的3滴的量和速度)。
通过使第1滴～第3滴的喷出量及喷出速度为第1滴<第2滴<第3滴，从第1滴至第3滴，能够分阶段地大幅控制动能，从而能够抑制粉体的飞扬。
表4
Figure BDA0003000990310000122
接着，以下的表5是在其他扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/2的同时(8pL：16pL)，使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)的例子(变更其他扫描中的量及速度)。
通过其他扫描来喷出第1滴和第2滴，在第2滴着落之前，第1滴充分润湿扩展到粉体里，就能够抑制第2滴着落时的粉体的飞扬。
表5
Figure BDA0003000990310000131
接着，以下的表6是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的主扫描方向及副扫描方向的分辨率高于第2滴，并进一步使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/8，在大幅度减少的同时(2pL：16pL)，使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)的例子(大幅度减小同一扫描中的分辨率及量以及变更速度)。
表6
Figure BDA0003000990310000141
接着，以下的表7是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的主扫描方向的分辨率高于第2滴，并进一步使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/4，在减少喷出量的同时(4pL：16pL)，使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)的例子(减小同一扫描中的分辨率及量以及变更速度)。
减少第1滴的喷出量并提高分辨率时，相对于朝向层叠方向的渗透深度，朝向粉面方向的渗透变多。另一方面，为了得到造型物，需要在层叠方向上充分渗透，并在层间浸透造型液。因此，通过使得第1滴的分辨率比第2滴高，能够在第2滴着落之前充分地以造型液来润湿粉面，就能够抑制第2滴着落时的粉体的飞扬。另外，通过使得第2滴的喷出量多于第1滴的喷出量，并使得第2滴的分辨率低于第1滴的分辨率，也能够确保朝向层叠方向的渗透。
表7
Figure BDA0003000990310000151
接着，以下的表8是使用比重分别为不同的液滴来作为第1滴的液滴10a和第2滴的液滴10b的例子。在一个例子中，作为该图8的例子的情况，是使用比重为1.04g/cm3的液滴作为第1滴的液滴10a，使用比重为1.16g/cm3的液滴作为第2滴的液滴10b。另外，该表8是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/2，在减小喷出量的同时(8pL：16pL)，使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)的例子(在同一扫描中使用不同的液体材料，并变更量及速度)。
表8
Figure BDA0003000990310000152
Figure BDA0003000990310000161
接着，以下的表9是使用比重分别为不同的液滴来作为第1滴的液滴10a和第2滴的液滴10b的例子。在一个例子中，作为该图9的例子的情况，是使用比重为1.04g/cm3的液滴作为第1滴的液滴10a，使用比重为1.16g/cm3的液滴作为第2滴的液滴10b。另外，该表9是使第1滴的液滴10a的表面能为26mN/m、第2滴的液滴10b的表面能为32mN/m，来使得第1滴的表面能比第2滴小的例子。
另外，该表9是在同一扫描中，通过喷头驱动控制部508使第1滴的液滴10a的喷出量为第2滴的液滴10b的喷出量的1/2，在减小喷出量的同时(8pL：16pL)，使第1滴的液滴10a的喷出速度为第2滴的液滴10b的喷出速度的2/3左右的喷出速度(5m/s：7m/s)的例子(在同一扫描中使用不同的液体材料，并变更表面能、量及速度)。
表9
Figure BDA0003000990310000162
Figure BDA0003000990310000171
相对于这些表1～表9，表10和表11是比较例的实验结果。即，以下的表10是不改变喷出量及喷出速度等，而以相同的条件来喷出第1滴及第2滴的各液滴的例子。同样地，以下的表11是不改变喷出量及喷出速度等，而以相同的条件来喷出第1滴～第3滴的各液滴的例子。
表10
Figure BDA0003000990310000172
Figure BDA0003000990310000181
表11
Figure BDA0003000990310000182
然后，以各表的条件来进行的实验的造型物的密度比、造型物的筋条状的缺陷的有无、各液滴的动能的汇总表是以下的表12。
表12
Figure BDA0003000990310000183
Figure BDA0003000990310000191
该表12所示的密度比是利用阿基米德的原理，相对于用作粉体的AlSi10Mg的密度的造型物密度的比率。另外，由液体喷出头52的液滴的不喷出或喷出弯曲所产生的造型物的筋条状缺陷的有无，是目视观察造型物来判别的。
从表12可知，在作为比较例的表10及表11的例子中，由于所有的液滴的动能都相同，因此密度比为48.0％或49.1％，造型物的密度降低，并且飞扬的粉体附着在喷嘴上，在造型物中产生筋条状的缺陷。
相对于此，在减小了第1滴的动能的表1～表9的例子中，可以将造型物的密度比大幅度地提高为52.3％～54.8％。此外，还能够抑制粉体的飞扬，防止在造型物中产生筋条状的缺陷的不良情况。
(实施方式的效果)
根据以上的说明可知，实施方式的立体造型装置在通过向层叠的粉体喷出造型液使其固化来对造型物进行造型的造型液喷射方式的立体造型装置中，对于1个像素，是使第1滴的造型液的动能小于第2滴以后的造型液的动能的。
由此，能够减少第1滴的造型液以小的动能着落到粉面上所产生的粉体的飞扬。另外，在第2滴以后的造型液的着落时，由于粉面被第1滴的造型液润湿，因此粉体难以移动。因此，在第2滴以后的造粒液的着落时，能够减轻粉体的飞扬。因此，就能够防止粉体的飞扬导致的粉面变粗糙的不良情况，并且防止造型物的低密度化。
另外，液滴着落时，因为能够减轻从粉面飞扬的粉体，所以就能够防止飞扬的粉体附着到在粉面上移动的液体喷出头的喷嘴面上而产生的喷出弯曲或喷出不良，并防止正常的成像变得困难的不良情况。
最后，上述实施方式是作为一例来示出的，并不意味着限定本发明的范围。该新的实施方式可以由其他各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内也能够进行各种省略、置换、变更。另外，实施方式及其变形都包含在发明的范围和主旨中，同时包含在与权利要求书范围所记载的发明均等的范围内。

Claims (13)

1.一种造型装置，其特征在于包括：
粉体层形成部，其形成粉体层；
造型液喷出部，其向所述粉体层喷出造型液，以及
喷出控制部，其对所述造型液喷出部进行喷出控制，以先喷出比后喷出的所述造型液低的动能的所述造型液。
2.根据权利要求1所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以使第1滴的所述造型液的喷出量少于第2滴的所述造形液的喷出量。
3.根据权利要求1所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以使第1滴的所述造型液的喷出速度慢于第2滴的所述造形液的喷出速度。
4.根据权利要求1所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以在将所述造型液的任意的液滴设为第n滴时，使得所述第n滴的动能小于第n+1滴的动能，其中，所述n＝自然数。
5.根据权利要求4所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以在将所述造型液的任意的液滴设为第n滴时，使得所述第n滴的喷出速度慢于第n+1滴的喷出速度，其中，所述n＝自然数。
6.根据权利要求4所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以在将所述造型液的任意的液滴设为第n滴时，使得所述第n滴的喷出量少于第n+1滴的喷出量，其中，所述n＝自然数。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以其他的扫描来喷出所述造型液的第1滴和第2滴。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以使与所述造型液的第1滴的喷出量对应的分辨率高于与第2滴对应的分辨率。
9.根据权利要求8所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以使得与第1滴的喷出量对应的所述造型液喷出部的主扫描方向的分辨率大于与第2滴的喷出量对应的所述造型液喷出部的主扫描方向的分辨率。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的造型装置，其特征在于：
所述喷出控制部对所述造型液喷出部进行喷出控制，以通过第1滴的所述造型液和第2滴的所述造型液来喷出不同种类的造型液。
11.根据权利要求10所述的造型装置，其特征在于：
所述第1滴的比重小于所述第2滴的比重。
12.根据权利要求10所述的造型装置，其特征在于：
所述第1滴的表面能小于所述第2滴的表面能。
13.一种造型方法，其特征在于包括：
形成粉体层的粉体层形成步骤；
向所述粉体层喷出造型液的第1造型液喷出步骤，和
在与通过所述第1造型液喷出步骤喷出的造型液的区域至少一部分重叠的区域里，喷出比通过所述第1造型液喷出步骤喷出的所述造型液还要高的动能的所述造型液的第2造型液喷出步骤。
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