CN117916075A - 制品和用于制造该制品的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够通过使用3D打印机容易地制造的制品和用于制造该制品的方法。一种用于通过使用3D打印机制造制品的方法，该方法包括：使用3D打印机打印第一树脂层；使用3D打印机将与第一树脂层的材料不同的材料的第二树脂层打印在第一树脂层上；以及使用3D打印机将与第二树脂层的材料不同的材料的第三树脂层打印在第二树脂层上。第一树脂层在其部分区域中与第二树脂层接触。第一树脂层和第三树脂层具有不溶于水的材料。第二树脂层具有溶于水的材料。单个制品由第一树脂层和第三树脂层形成。

Description

制品和用于制造该制品的方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种制品和用于制造该制品的方法。本申请基于并且要求2021年7月1日提交的日本专利申请No.2021-110402的优先权，该申请通过引用并入本文。
背景技术
在非专利文献1中，公开了一种用于制造服装的方法。根据此方法，例如通过相应地裁剪服装的前面部分、后面部分和袖子部分，并且通过将它们缝合在一起来制造服装。并且，服装的裁剪和缝纫是由人手执行的。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“Fabric Cutting Process in a Typical Bangladeshi GarmentFactory(典型孟加拉服装厂的面料裁剪过程)”，www.youtube.com/watch？app＝desktop&v＝CWpbfn93Lyw
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的一个实施例提供了一种可以通过使用3D打印机容易地制造的制品和用于制造该制品的方法。
用于解决问题的方法
一种用于制造与本发明的一个实施例相关的制品的方法是通过使用3D打印机制造制品的方法，其包括：通过使用3D打印机打印第一树脂层；通过使用3D打印机使用与第一树脂层的材料不同的材料将第二树脂层打印在第一树脂层上；通过使用3D打印机使用与第二树脂层的材料不同的材料将第三树脂层打印在第二树脂层上，其中，第一树脂层在第一树脂层的部分区域中与第三树脂层接触，第一树脂层和第三树脂层由不溶于水的材料组成，第二树脂层由溶于水的材料组成，并且由第一树脂层和第三树脂层形成单个制品。
附图说明
图1是图示与第一实施例相关的3D打印机的结构的概念图。
图2A是图示用于制造与第一实施例相关的制品的方法的第一步骤的透视图。
图2B是图示用于制造与第一实施例相关的制品的方法的第二步骤的透视图。
图2C是图示用于制造与第一实施例相关的制品的方法的第三步骤的透视图。
图2D是图示用于制造与第一实施例相关的制品的方法的第四步骤的透视图。
图2E是图示用于制造与第一实施例相关的制品的方法的第五步骤的透视图。
图2F是图示用于制造与第一实施例相关的制品的方法的第六步骤的透视图。
图2G是图示与第一实施例的变型相关的打印方法的第一步骤的透视图。
图2H是图示与第一实施例的变型相关的打印方法的第二步骤的透视图。
图3是图示与第一实施例相关的细丝特性的图。
图4A是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第一步骤的横截面视图。
图4B是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第一步骤的俯视图。
图4C是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第二步骤的横截面视图。
图4D是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第二步骤的俯视图。
图4E是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第三步骤的横截面视图。
图4F是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第三步骤的俯视图。
图4G是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第四步骤的横截面视图。
图4H是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第四步骤的俯视图。
图4I是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第五步骤的横截面视图。
图4J是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第五步骤的俯视图。
图4K是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第六步骤的横截面视图。
图4L是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第六步骤的俯视图。
图4M是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第七步骤的横截面视图。
图4N是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第七步骤的横截面视图。
图4O是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第七步骤的横截面视图。
图4P是图示用于制造与第二实施例相关的制品的方法的第七步骤的横截面视图。
图4Q是通过用于制造与第二实施例相关的制品的方法制造的服装的前视图。
图5A是图示用于制造与第三实施例相关的制品的方法的第一步骤的横截面视图。
图5B是图示用于制造与第三实施例相关的制品的方法的第一步骤的俯视图。
图5C是图示用于制造与第三实施例相关的制品的方法的第二步骤的横截面视图。
图5D是图示用于制造与第三实施例相关的制品的方法的第二步骤的俯视图。
图5E是通过用于制造与第三实施例相关的制品的方法制造的制品的俯视图。
图6A是图示用于制造与第三实施例的变型相关的制品的方法的第一步骤的横截面视图。
图6B是图示用于制造与第三实施例的变型相关的制品的方法的第二步骤的横截面视图。
图6C是图示用于制造与第三实施例的变型相关的制品的方法的第二步骤的俯视图。
图6D是图示用于制造与第三实施例的变型相关的制品的方法的第三步骤的横截面视图。
图7是图示与第一实施例至第三实施例的变型相关的3D打印机的喷嘴部分的结构的概念图。
图8A是通过用于制造与第二实施例相关的制品的方法制造的服装的前视图。
图8B是图8A中所示的服装的横截面视图。
图8C是图8B中所示的服装的横截面视图。
图9A是通过用于制造与第一实施例至第三实施例相关的制品的方法制造的T恤的照片。
图9B是通过用于制造与第一实施例至第三实施例相关的制品的方法制造的T恤的照片。
图9C是通过用于制造与第一实施例至第三实施例相关的制品的方法制造的T恤的照片。
图9D是通过用于制造与第一实施例至第三实施例相关的制品的方法制造的T恤的照片。
图9E是通过用于制造与第一实施例至第三实施例相关的制品的方法制造的T恤的照片。
具体实施方式
在下文中，通过参考附图说明了本发明的实施例。另外，关于附图，相同或等效的元件将被给予相同的附图标记，并且将省略重复的说明。
用于制造与本说明书中说明的实施例相关的制品的方法通过使用树脂作为弯曲图案中的材料使用3D打印机来打印层，并且然后展开弯曲的部分以能够通过使用小型3D打印机制造更大的制品。此外，与本说明书中说明的实施例相关的服装被说明为通过此制造方法制造的制品的示例。进一步地，通过使用3D打印机连续地打印多个树脂层，用于制造与本说明书中说明的实施例相关的制品的方法能够高速制造许多制品。另外，在下文中，例如通过使用服装(T恤)作为制品的具体示例来说明第二实施例，但是制品没有特别的限制，并且制品可以是衬衫、短衫、裤子、裙子、连衣裙、围巾、手套、皮带、胸针、耳环、无领耳环、穿孔耳环和其他附件、皮鞋、高跟鞋、男鞋、靴子、凉鞋和其他鞋子；或时尚眼镜和其他时尚商品，或制品可以是智能电话的保护壳或用于书写工具的保护壳，并且制品可以是任何制品。
<第一实施例>
首先，说明与第一实施例相关的制品和用于制造该制品的方法。本实施例涉及一种用于通过使用3D打印机打印具有弯曲图案的树脂层来制造具有较大尺寸的制品的方法。
图1是图示与第一实施例相关的3D打印机的结构的概念图。与本实施例相关的3D打印机是FDM(熔融沉积成型)型打印机，也称为FFF(熔融细丝制造)型打印机。如所示，3D打印机10包括齿轮部分11、加热器12、喷嘴13和板14。并且，例如通过布置在3D打印机外部的细丝卷轴20，将作为用于制造制品的打印材料的细丝21供应到3D打印机。在本实施例中，树脂可以被用作细丝21。稍后将说明此树脂的类型。
齿轮部分11例如通过包括在齿轮部分11内部的诸如齿轮的机构将从细丝卷轴20供应的细丝21发送到加热器12。加热器12加热细丝21，直到固体细丝21将处于熔化状态的温度。喷嘴13将由加热器12熔化的细丝21沉积在板14上。此时，喷嘴13(以及加热器12和齿轮部分11)可在图1所示的间隔中在横向方向(限定为Y轴线)上或在深度方向(限定为X轴线)上自由移动。因此，喷嘴13在XY平面内移动并且将细丝21沉积在板14上，因此将用户期望形状的树脂层22打印在板14上。板14是可移动的(例如沿着垂直于XY平面的方向(限定为Z轴线))，并且通过此方式，可以调整喷嘴13与板14之间的距离。另外，图1中所示的3D打印机10的结构仅是示例，并且它仅图示了最低要求的结构，因此它可以是其他3D打印机。
接下来，通过使用图2A至图2F来说明用于使用图1中说明的3D打印机10制造制品的方法的思想。图2A至图2F顺序地图示了用于制造与本实施例相关的制品的方法。
首先，如图2A至图2C中所示，通过3D打印机10使用细丝21将树脂层打印在板14上。图2A至图2C是通过细丝21打印在板14上的结构体的透视图。首先，如图2A中所示，将树脂层30-1(例如，第一树脂层)打印在板14上。在树脂层30-1中，例如TPU(热塑性聚氨酯)被用作细丝21。可以相应地选择树脂层30-1的打印条件。作为示例，3D打印机10的加热器12将TPU加热到例如200摄氏度。另外，3D打印机10的喷嘴13的直径例如是0.4mm，并且将以例如0.4mm的厚度打印加热的TPU。换句话说，喷嘴13例如沿着Y方向线性地打印具有0.4mm的厚度和宽度的TPU，并且然后，喷嘴13在X方向上移动，并且再次沿着Y方向线性地打印具有0.4mm的厚度和宽度的TPU，并且通过重复此移动，形成如图2A中所示的平面树脂层30-1。另外，喷嘴尺寸和打印的TPU的宽度和厚度不一定是0.4mm，并且例如，它可以在0.1mm至0.8mm的范围内。另外，可以通过以格子形状打印TPU来形成树脂层30-1。换句话说，通过在X方向和Y方向上以一定间隔打印TPU，树脂层30-1可以形成有格子状的空腔。这些打印条件对于下面的第二实施例及其之后的实施例是相同的。
如图2B中所示，树脂层31-1(例如，第二树脂层)打印在树脂层30-1上。在树脂层31-1中，例如PVA(聚乙烯醇)被用作细丝21。PVA的打印条件可以与TPU的打印条件相同，或可以根据需要而不同。例如，在本示例中，3D打印机10的加热器12将PVA加热到例如190摄氏度，该温度低于打印TPU时的温度。另外，如图2B中所示，打印树脂层31-1，使得树脂层30-1在Y轴线方向上的端部区域30A将被暴露。通过将熔化的PVA打印在树脂层30-1上，树脂层31-1粘附到树脂层30-1。接下来，如图2C中所示，将树脂层30-2(例如，第三树脂层)打印在树脂层31-1上和树脂层30-1的端部区域30A上。在树脂层30-2中，TPU被用作细丝21。此外，在此情况下，通过将熔化的TPU打印在树脂层31-1上，树脂层30-2粘附到树脂层31-1。这同样适用于以下实施例。此外，在本说明书中，不考虑附图标记中带有连字符的数字，通过使用TPU作为材料来打印被描述为“树脂层30”的构件，并且通过使用PVA作为材料来打印被描述为“树脂层31”的构件。
然后，如图2D中所示，将由树脂层30-1、31-1和30-2形成的结构体浸渍在例如热水40中。热水40例如是90摄氏度或更高。然后，树脂层31-1被热水40熔化。另外，热水40的温度不是始终限于90摄氏度或更高，并且不特别限制，只要它是例如能够熔化树脂层31-1同时保留树脂层30-1和30-2的温度。此外，不限于水，并且可以使用能够熔化树脂层31-1的任何液体。即使用除水以外的液体，树脂层31-1也可以熔化或部分地熔化。例如，可以使用乙酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基硅氧烷(DMSO)、甲酰胺、甘油、乙二醇、HMTP(六甲氧基苯，并且菲)、哌嗪、三亚乙基二胺等，并且然后，可以根据需要用其他溶剂洗涤。此过程可以例如由人手来执行，或可以由3D打印机10或其他制造设备来执行。因此，形成如图2E中所示的结构体100。图2E是在YZ平面中观察的结构体100的透视图。如所示，结构体100具有一种如下结构：树脂层30-1和树脂层30-2的部分区域平行地相对并彼此间隔开并且树脂层30-2的端部区域连接到树脂层30-1。换句话说，结构体100具有在YZ平面中在其近似中心处弯曲的形状。然后，如图2F中所示，例如，树脂层30-2在YZ平面中沿着图中的箭头方向展开。通过此方式，完成了尺寸约为树脂层30-1或树脂层30-2的两倍的矩形结构体(制品)100。另外，在展开树脂层30-2之后的结构中，在树脂层30-1与树脂层30-2之间的连接部30B处形成例如在Z轴线方向上的突出部。另外，突出部是在其展开时形成的，但是期望使用突出部作为制品的设计。特别地，例如，可以根据制品的设计的位置来布置突出部的位置。
另外，在图2A至图2C的示例中，图示了打印三层树脂层的情况，并且还说明了按构件的块打印三层树脂层的情况。然而，它可以按层打印而不是按构件打印。通过使用图2G和图2H来说明此类示例。图2G和图2H对应于图2B和图2C中图示的过程，并且图示了当在YZ平面中观察按层形成树脂层31-1和30-2时的过程。
如图2G中所示，在打印树脂层30-1(第一层的树脂层)之后，将树脂层31-1和30-2A(第二层的树脂层)打印在树脂层30-1上。将树脂层30-2A打印在对应于图2B所说明的端部区域30A的区域上。然后，将树脂层30-2B(第三层的树脂层)打印在树脂层31-1和30-2A上。因此，由树脂层30-2A和30-2B完成图2C中说明的树脂层30-2。换句话说，树脂层30-2A对应于连接完成的制品的一半区域(树脂层30-1)和另一半区域(树脂层30-2B)的区域。
通过此方式，3D打印机的打印可以按特定构件执行，或可以按层执行。另外，在下文中，说明当按层打印树脂时的示例。
另外，作为用于制造制品的材料的TPU和PVA可能会受到湿气的影响，因此，例如在如图2A中所示的3D打印开始之前以及在3D打印结束之后，TPU和PVA优选保持干燥状态。换句话说，用作树脂层30的材料的TPU是一种可以通过二异氰酸酯与一种或多种二醇之间发生的加聚反应而生成的塑料。并且，它可以被用作柔性工程塑料或硬质橡胶。此外，TPU是一种具有柔韧性和耐磨性的热塑性材料，耐磨损和耐冲击，并且耐各种化学品。此外，TPU被用作树脂层31的材料并且TPU是不溶于水的，但是PVA是溶于水的。
TPU一般具有吸湿性能，即吸收大气中的湿气的特性。吸湿特性一般会影响许多热塑性塑料材料，并且它可能是对3D打印的障碍。例如，即使当3D打印环境中的湿度相对较低时，微量的湿气也可能会损坏塑料，并且因此，可能无法发挥塑料的固有特性。因此，为了使与本实施例相关的待制造的制品成为高质量的制品，优选将TPU(以及PVA)始终以干燥状态储存。图3是图示TPU的水含量相对于时间流逝的变化的图表。
在图3中，图示了TPU在两种环境中的特性。在附图中，情况I图示了温度为40摄氏度、湿度为92％的高温高湿环境，情况II图示了温度为23摄氏度、湿度为50％的平均环境。如所示，例如在情况II中，即使在放置约8小时后，水含量仍为约0.18％至0.28％，但是在情况I中，仅在放置约2小时后，水含量为约0.45％至0.75％。根据TPU的等级，水含量可能为1％或更多，因此当在高温下处理时可能是不利的。因此，执行3D打印的环境优选地是低温和低湿度的环境，并且作为细丝21的TPU优选地是干燥的。同样关于PVA，同样优选的是，用于3D打印的环境是低温和低湿度并且所示PVA被干燥成细丝21。
用作树脂层31的材料的PVA是聚乙烯醇(PVOH或PVAL)，并且它是溶于水的合成聚合物。PVA适用于膜的形成或乳化，并且PVA是具有粘性的材料。此外，它无味且无毒，并且其耐油、脂肪和各种溶剂。
PVA是一种易受湿度影响的柔性生物可降解聚合物。PVA暴露在湿气中会溶解。因此，在本实施例中，它被用作待由TPU打印的结构体的支撑构件。由于PVA容易与湿气反应，因此作为细丝21的PVA优选储存在具有足够低湿度的容器中。此外，当PVA已经含有过量的湿气时，可以通过使用市售的干燥器或烘箱将其干燥几个小时，例如通过将温度设定到最低温度。通过此方式，可以在不溶解PVA的情况下移除湿气。此外，当必须在高温高湿的环境中执行3D打印时，先前打印的PVA可能在每个层的打印期间开始熔化。因此，在此类环境中，与在具有低温和低湿度的环境中相比，优选的是减少要打印的层数，并且快速移除PVA。
如上所述，TPU是不溶于水的，并且例如具有等于尼龙、聚酯、聚乙烯等的不溶于水的特性。根据对水的亲和力，即“亲水性”(它吸收但不溶解)，这些聚合物可以吸收不同量的水。TPU的一般吸水率约为1.5％，但尼龙倾向于吸收更多的水，并且根据质量，吸水率可以达到3.5％。因此，期望在处理塑料之前将其干燥。
要考虑的一点是“水解”，“水解”是由于水或水蒸汽的存在而发生的分解反应。此时，基于酯的TPU可以通过热水增加水解或吸收特性，但是基于醚的TPU甚至通过热水也可以稳定很多年。因此，可以使用基于聚酯的TPU。
如上所述，根据与本实施例相关的方法，可以在不使用大型3D打印机的情况下制造大型制品。换句话说，如图2A至图2E中所说明的，通过3D打印机10以弯曲的形状打印待制造的制品(参见图2C)。然后，移除作为支撑构件的PVA(树脂层31-1)，并且如图2F中所示，通过展开弯曲的结构体，完成了具有最终形状的制品。因此，在图2A至图2F的示例中，可以制造在X轴线方向或Y轴线方向上的最大长度为板14在X轴线方向或Y轴线方向上的长度的两倍的制品。换句话说，在FDM型3D打印机中，可制造制品的尺寸一般被限制为等于或小于板14的面积，并且家用3D打印机具有相对较小的尺寸。因此，可制造的制品的尺寸在一定程度上受到限制。然而，根据本实施例，可以制造尺寸大于板14的制品。根据本实施例，甚至可以通过相对便宜的家用3D打印机来打印大尺寸的制品。另外，在上文中，说明了在X轴线方向上或在Y轴线方向上的长度约为板14的尺寸的两倍那么大的情况，但是通过以在X轴线方向上和在Y轴线方向上都折叠的形状打印，可以制造在X轴线方向上和在Y轴线方向上两者都具有约两倍那么大的尺寸(面积比是四倍)的制品。
此外，根据与本实施例相关的制造方法，例如，树脂层30-1和30-2形成为一体的物体。换句话说，通过使用加热到高温的液态TPU进行打印，树脂层30-1和30-2在板14上彼此接触的部分中粘附。因此，树脂层30-1与30-2之间的粘合或缝合操作不是必需的。进一步地，通过使用不溶于水的TPU和溶于水的PVA作为材料，由TPU形成待制造的制品。因此，在3D打印机10的打印结束之后，如图2D中所说明的，仅通过浸渍在热水中就能够移除不必要的构件(由PVA形成的树脂层31-1)。因此，可以以非常容易的方式制造大型制品。另外，在图2A至图2C中，说明了打印两层树脂层30-1和30-2的示例。然而，例如可以打印三层树脂层30。换句话说，在图2C之后，将使用PVA的第二树脂层31-2打印在树脂层30-2上，并且此时，第二树脂层30-2被暴露的区域将保留在与Y轴线方向上的端部区域30A相对的区域中。并且，将第三树脂层30-3打印在第二树脂层31-2上，使得第三树脂层30-3接触第二树脂层30-2的该区域。然后，树脂层31-1和31-2被溶解，并且通过展开剩余的树脂层30-1、30-2和30-3，可以制造具有的尺寸例如约为板14在Y轴线方向上的长度的三倍的制品。当然，树脂层30不限于两层或三层，并且可以布置更多层。
<第二实施例>
接下来，说明与第二实施例相关的制品和用于制造该制品的方法。本实施例涉及一种通过使用在第一实施例中说明的方法来制造服装(特别是T恤)的方法。使用TPU和PVA的打印条件如第一实施例中所说明的，并且在下文中，通过使用图4A至图4Q，仅说明与第一实施例不同的点。图4A、图4C、图4E、图4G、图4I、图4K、图4M至图4P相应地是顺序地图示打印在板14上的结构体的横截面视图(在YZ平面中观察的结构)，图4B、图4D、图4F、图4H、图4J和图4L相应地是在图4A、图4C、图4E、图4G、图4I、图4K的过程中获得的结构体的俯视图(在XY平面中观察的结构)，并且图4Q是完成的T恤的前视图(在XY平面中观察的结构)。另外，YZ平面中的横截面视图图示了在对应的平面图中在对应于结构体的X轴线上的中心部分的位置处例如沿着Y轴线方向观察的结构。
首先，如图4A和图4B中所示，打印第一树脂层。换句话说，首先，通过使用TPU作为细丝来打印树脂层30-1。树脂层30-1对应于完成的T恤的前下半部区域，并且例如以矩形形状打印。进一步地，如图4C和图4D中所示，打印第二树脂层。换句话说，通过使用PVA作为细丝将树脂层31-1打印在树脂层30-1上，并且通过使用TPU作为细丝将树脂层30-2打印在树脂层30-1上。树脂层31-1对应于在完成的T恤的下半部区域中用于穿过穿着T恤的穿着者的身体(躯干)的空腔。此外，树脂层30-2对应于连接完成的T恤的前下半部区域和前上半部区域的部分，并且可以说树脂层30-2是对应于第一实施例的图2H中说明的树脂层30-2A的区域。因此，以小于树脂层30-1的尺寸打印树脂层31-1，使得树脂层30-1在X轴线方向上的两个端部部分和树脂层30-1在Y轴线方向上的一个端部部分将被暴露。此外，树脂层30-2在X轴线方向上的两个端部区域处沿着Y轴线方向打印在树脂层30-1上，并且在Y轴线方向上的一个端部区域处沿着X轴线方向打印在树脂层30-1上。换句话说，在未打印树脂层31-1并且树脂层30-1被暴露的区域中打印树脂层30-2。并且，这些树脂层30-1、30-2和31-1以粘附状态被打印。
接下来，如图4E和图4F中所示，打印第三树脂层。换句话说，通过使用TPU作为细丝将树脂层30-3打印在树脂层31-1和30-2上，并且通过使用PVA作为细丝将树脂层31-2打印在树脂层31-1上。与树脂层31-1一样，树脂层31-2对应于在完成的T恤的下半部区域中用于穿过穿着T恤的穿着者的身体(躯干)的空腔。因此，树脂层31-2沿着X轴线方向打印在树脂层31-1上，使得树脂层31-2接触邻近树脂层30-2的一个端部区域。树脂层30-3对应于在树脂层31-1上方的区域中的完成的T恤的后下半部区域，并且对应于在树脂层30-2上方的区域中连接完成的T恤的前上半部区域和前下半部区域的部分。通过此过程，完成了T恤的下半部。
接下来，如图4G和图4H中所示，打印第四树脂层。换句话说，通过使用PVA作为细丝将树脂层31-3打印在树脂层30-3和31-2上，并且通过使用TPU作为细丝将树脂层30-4打印在树脂层30-3上。树脂层31-3的部分区域对应于在完成的T恤的下半部区域中用于穿过穿着T恤的穿着者的身体(躯干)的空腔。因此，树脂层31-3的此区域被打印成在Z轴线方向上与第三层的树脂层31-2重叠。树脂层31-3的剩余区域被布置用于在完成的T恤中分离后上半部区域和后下半部区域，并且树脂层31-3的剩余区域被打印成在Z轴线方向上与第三层的树脂层30-3中的T恤的下半部区域重叠。此外，树脂层30-4对应于连接完成的T恤的下半部区域和上半部区域的部分，并且该树脂层30-4被打印成使得用于在树脂层31-3中形成T恤的空腔的区域的周边将被包围。
接下来，如图4I和图4J中所示，打印第五树脂层。换句话说，通过使用TPU作为细丝将树脂层30-5打印在树脂层30-4和31-3上，并且通过使用PVA作为细丝将树脂层31-4打印在树脂层31-3上。树脂层31-4对应于在完成的T恤的上半部区域中用于穿过穿着T恤的穿着者的身体(躯干)的空腔。因此，树脂层31-4被打印成在Z轴线方向上与第四层的树脂层31-3重叠。并且，将树脂层30-5打印在其他区域上。树脂层30-5对应于完成的T恤的后上半部区域，并且与第四层的树脂层30-4接触。
接下来，如图4K和图4L中所示，打印第六树脂层。换句话说，通过使用TPU作为细丝来打印树脂层30-6，并且通过使用PVA作为细丝来打印树脂层31-5。树脂层31-5对应于在完成的T恤的上半部区域中用于穿过穿着T恤的穿着者的身体(躯干)的空腔。此外，树脂层30-6对应于连接完成的T恤的前下半部区域和前上半部区域的部分。因此，树脂层31-5在XY平面中以比第五层树脂层30-5的尺寸更小的尺寸打印，并且树脂层31-5被打印成使得树脂层30-5在X轴线方向上的两个端部部分和树脂层30-5在Y轴线方向上的两个端部部分将被暴露。另外，如图4L中所示，树脂层31-5被打印成使得，在与用于在X轴线方向上与完成的T恤的下半部区域连接的区域相对的端部的部分区域中，端部匹配树脂层30-5的端部。换句话说，树脂层31-5在XY平面中具有突出的形状。此突出区域对应于穿过穿着完整T恤的穿着者的颈部的部分。并且，将树脂层30-6打印在未打印树脂层31-5并且树脂层30-5被暴露的区域中。
接下来，如图4M中所示，打印第七树脂层。换句话说，通过使用TPU作为细丝将树脂层30-7打印在第六树脂层的整个表面上。另外，树脂层30-7可以在完成的T恤的颈部周围具有曲线形状的部分以便于穿着者穿着。由以上可知，完成了用于制造T恤的3D打印。图4N描述了图4M中所示的按细丝的类型的横截面结构。如所示，交替地打印TPU层和PVA层。并且，在YZ平面中的一个端部处，连接第一层的TPU和第七层的TPU，连接第二层的PVA和第六层的PVA，并且连接第三层的TPU和第五层的TPU。第一层的TPU、第二层的PVA和第三层的TPU是用于形成T恤的下半部区域R下部的区域。此外，第五层的TPU、第六层的PVA和第七层的TPU是用于形成T恤的上半部区域R顶部的区域。并且，第四层的PVA是当PVA稍后溶解时用于分离下半部区域R下部和上半部区域R顶部的区域。
此外，图4O和图4P是当完成图4M中所示的结构体时在XZ平面中的横截面视图，并且图示了与用于连接T恤的下半部区域和上半部区域的一侧相对的一侧的结构(图4M中所示的结构体的左端侧)。与图4N一样，图4P图示了图4O中按细丝的类型的横截面结构。如所示，交替地打印TPU层和PVA层。并且，第一层的TPU和第三层的TPU在XZ平面中的两个端部处连接，并且第五层的TPU和第七层的TPU在XZ平面中的两个端部处连接。第一层的TPU、第二层的PVA和第三层的TPU是用于形成T恤的下半部区域R下部的区域，并且第二层的PVA对应于用于穿过穿着者身体(躯干)的空腔。此外，第五层的TPU、第六层的PVA和第七层的TPU是用于形成T恤的上半部区域R顶部的区域，并且第六层的PVA对应于用于穿过穿着者身体(颈部)的空腔。并且，第四层的PVA是当PVA稍后溶解时用于分离下半部区域R下部和上半部区域R顶部的区域。
然后，与第一实施例一样，将图4M至图4P中所示的结构体浸渍在热水中。通过此方式，通过使用PVA作为细丝打印的树脂层31-1至31-5将被溶解。并且，通过展开T恤的下半部区域和上半部区域，并且进一步通过展开袖子部分，完成了图4Q中所示的T恤。另外，在以上说明中，省略了用于制造袖子部分30-8的过程的说明，但是可以通过执行与制造T恤的下半部区域和上半部区域的过程类似的过程(例如图4G和图4H的过程之后)来制造袖子部分30-8。通过此方式，如图4Q中所示，在T恤的前侧，由作为T恤躯干部分的树脂层30-1(区域R下部)、树脂层30-7(区域R顶部)和树脂层30-8来完成T恤。另外，在图4Q中省略了树脂层30-2至30-6，但是树脂层30-2至30-6存在于树脂层30-1与树脂层30-7之间，作为用于连接树脂层30-1与树脂层30-7的区域。换句话说，T恤包括第一树脂层30-1、第二树脂层30-2至30-6以及第三树脂层30-7。并且，它是通过在包括第二树脂层30-2至30-6的区域处展开而使用的制品。并且，在此T恤中，在包括第二树脂层30-2至30-6的区域处折叠的状态下，第二树脂层30-2至30-6是第一树脂层30-1与第三树脂层30-7的一个端部，并且形成在第一树脂层30-1与第二树脂层30-7之间。并且，第一树脂层30-1、第二树脂层30-2至30-6以及第三树脂层30-7由相同的树脂(例如TPU)形成。
如上所述，在第一实施例中说明的方法可以应用于制造服装，诸如T恤。例如，在一般的FDM型3D打印机中，板14的尺寸一般约为A4尺寸，并且对于制造T恤来说一般太小。然而，通过如本实施例那样以折叠状态打印T恤，例如，甚至通过家用的小型3D打印机也可以制造T恤。进一步地，组成图4P中所示的T恤的相应部分(即后下半部、前下半部、后上半部、前上半部以及袖子的区域)通过使用TPU彼此粘附。并且，可以通过在热水40中浸渍来移除PVA，因此可以在不用缝合相应部分的情况下容易地制造T恤。
另外，在通过上述方法制造的T恤中，例如，在图4Q中，在树脂层30-1与树脂层30-7之间的连接处以及在树脂层30-7与树脂层30-8之间的连接处，可以生成类似于第一实施例的图2F中说明的突出部30B的结构。优选使用此突出部作为T恤的设计。此外，可以通过在制造时调整突出部的位置而根据设计的位置来布置突出部。
<第三实施例>
接下来，说明与第三实施例相关的制品和用于制造制品的方法。与第一实施例一样，本实施例涉及通过使用TPU和PVA作为3D打印机的细丝来一次制造多个制品的方法。在下文中，仅对与第一实施例的不同点进行说明。图5A和图5C相应地是顺序地图示打印在板14上的结构体的横截面视图(在YZ平面中观察的结构)，图5B和图5D相应地是在图5A和图5C的过程中获得的结构体的俯视图(在XY平面中观察的结构)，并且图5C是完成的制品的前视图(在XY平面中观察的结构)。
首先，如第一实施例的图2A中所说明的，通过使用TPU作为细丝将树脂层30-1(例如，第一树脂层)打印在板14上。这里，为了简化说明，以矩形制品为例，但是可以以任何期望的形状打印树脂层30-1。接下来，如图5A和图5B中所示，通过使用PVA作为细丝将树脂层31-1(例如，第二树脂层)打印在树脂层30-1上。与第一实施例不同，与本实施例相关的树脂层31-1覆盖XY平面中的树脂层的整个表面。进一步地，如图5C和图5D中所示，通过使用TPU作为细丝将树脂层30-2(例如，第三树脂层)打印在树脂层31-1上。以与树脂层30-1类似的形状打印树脂层31-1。
然后，如第一实施例的图2D中所说明的，将包括通过图5C和图5D的过程形成的树脂层30-1、31-1和30-2的结构体浸渍在热水40中。通过此方式，树脂层31-1被溶解并且移除。因此，如图5E中所示，完成了由树脂层30-1和30-2形成的相同形状的两个制品。另外，在图5A至图5D的示例中，说明了通过TPU打印两层的情况，但是也可以通过TPU打印三层或更多层。在此情况下，可以同时制造三个或更多个相同形状的制品。
如上所述，根据与本实施例相关的方法，交替地打印使用TPU作为细丝的树脂层30和使用PVA作为细丝的树脂层31。并且，当每个树脂层30独立地形成相应的制品时，通过将其中树脂层30和31交替地打印的结构体浸渍在热水中，多个制品可以通过每个树脂层30一次制造。另外，在本实施例中，说明了用于形成各个制品的树脂层30-1和30-2具有相同形状的情况，但是它们可以相应地具有不同的形状。通过此方式，可以一次制造多个不同形状的制品。
<第四实施例>
接下来，说明与第四实施例相关的制品和用于制造制品的方法。在第三实施例中，说明了一个制品由一个树脂层30形成的情况，但是本实施例涉及一个制品由多个树脂层30形成的情况。换句话说，本实施例对应于第一实施例和第三实施例的组合。在下文中，仅对与第三实施例的不同点进行说明。图6A至图6D顺序地图示用于制造与本实施例相关的制品的方法，图6A、图6B和图6D是YZ平面中的横截面视图，并且图6C是图6B的结构在XY平面中的俯视图。
首先，形成在第一实施例中说明的图2H(即图2C)的结构。此外，在此示例中，为了简化说明，例示了形成矩形制品的情况，但是制品可以是各种期望的形状。接下来，如图6A中所示，通过使用PVA作为细丝将树脂层31-2(例如，第四树脂层)打印在树脂层30-2上。关于本实施例的树脂层31-2在XY平面中覆盖树脂层30-2的整个表面。
进一步地，如图6B和图6C中所示，在树脂层31-2上形成类似于图2C和图2H中所示结构的结构。换句话说，通过使用TPU作为细丝，将树脂层30-3(例如，第五树脂层)打印在树脂层31-2上。进一步地，将使用PVA作为细丝的树脂层31-2(例如，第六树脂层)和使用TPU作为细丝的树脂层30-4B打印在树脂层30-3上。与如图2C和图2H中说明的树脂层30-2A一样，树脂层30-4B沿着X轴线方向打印在树脂层30-3上的在Y轴方向上的一个端部处。
进一步地，如图6D中所示，将使用TPU作为细丝的树脂层30-4A(例如，第七树脂层)打印在树脂层31-3和树脂层30-4B上。树脂层30-4A接触树脂层30-4B，并且由这些树脂层形成的树脂层30-4具有其中一个端部与树脂层30-2一样在Z轴线方向上弯曲的形状，并且接触树脂层30-3。
作为以上的结果，完成了包括用于形成第一制品的树脂层30-1、31-1和30-2、用于形成第二制品的树脂层30-3、31-3和30-4以及用于分离第一制品和第二制品的树脂层31-2的结构体。然后，通过将完成的结构体浸渍到热水中，树脂层31-1、31-2、31-3将被溶解并且移除。因此，完成了图2E和图2F中所说明的那种制品的两个制品。
如上所述，在第三实施例中说明的方法可以应用于每个待制造的制品由多个树脂层30形成的情况。此外，在以上说明中，为了简化说明，例示了形成如第一实施例中说明的矩形制品的情况，但是例如，可以沿着Z轴线方向多次打印如第二实施例中说明的用于形成服装的结构体。通过此方式，可以一次制造多件服装。
<变型>
另外，上述实施例仅是示例，并且可以进行各种修改。例如，如图7中所示，两个喷嘴13-1和13-2以及两个加热器12-1和12-2可以布置在图1中说明的3D打印机10中。在此情况下，例如，一个喷嘴13-1和一个加热器12-1可以用于打印TPU，而另一个喷嘴13-2和另一个加热器12-2可以用于打印PVA。
此外，如图7中所示的3D打印机10适用于打印具有不同颜色的树脂层30。如图8A中所示，当制造T恤时，考虑将字母50作为“moon”打印在例如T恤的前面的情况。作为此情况下的打印方法，可以考虑图8B和图8C的方法。图8B和图8C是第二实施例中使用图4N和图4O说明的树脂层30-8的横截面视图。在图8B的示例中，在与树脂层30-8相同的层中，通过使用具有不同于其他区域的颜色的TPU(用字母50的颜色着色的TPU)来打印树脂层30-8。此外，如图8C中所示，可以通过使用彩色TPU作为细丝将树脂层30-9打印在树脂层30-8上来形成字母50。当使用如上所述的具有不同颜色的细丝时，如图7所示的具有多个喷嘴13的3D打印机10是有效的。例如，当将红色字母“moon”打印在白色T恤上时，图7中的喷嘴13-1可以用于以白色颜色打印TPU，并且图7中的喷嘴13-2可以用于以红色颜色打印TPU。通过此方式，可以省去更换细丝的时间。
在图9A至图9E中图示了由上述实施例中说明的方法制造的T恤的实际照片。图9A图示了T恤以折叠的形状打印的状态。如上所述，在图9A中，将字母“moon”打印在T恤的上半部中。图9B更详细地图示了图9A的结构，并且图示了在第二实施例中省略了说明的袖子的状态。如所示，例如在T恤的上半部区域与下半部区域之间打印袖子。并且，如图9C中所示，以折叠的形状打印的T恤的上部部分和下部部分展开，并且然后如图9D中所示，以折叠的形状打印的袖子展开。因此，完成了如图9E中所示的T恤。另外，在图9A至图9E的示例中，以网状图案打印T恤。例如，在第二实施例的图4A和图4B中，通过例示在用于形成T恤的区域的前面表面处打印TPU 30-1以制造T恤的情况，进行了说明。然而，例如图4A与图4B中，首先，沿着Y方向打印多个线性TPU，该多个线性TPU之间具有间隔，并且进一步地，沿着Y方向打印多个线性PVA以填充相邻TPU之间的间隔。然后，在这些TPU与PVA上，沿着X方向打印多个线性TPU，该多个线性TPU之间具有间隔，并且进一步地，沿着X方向打印多个线性PVA以填充相邻TPU之间的间隔。通过此方式，可以通过在X方向和Y方向上彼此重叠地打印具有线性形状的TPU来打印网状图案。然而，例如，在图4A与图4B中，首先，沿着Y方向打印多个线性TPU，并且进一步地，可以在相邻TPU之间的线性区域处以特定的重复图案交替地打印TPU与PVA。根据本方法，可以通过一层TPU打印一个布部分。通过此方式，可以以格子形状打印TPU。
在上文中，说明了本发明的几个实施例，但是本发明不限于上述实施例，并且可以相应地改变。并且，上述配置可以由基本上类似的配置、具有类似效果的配置或能够实现类似目的配置来代替。

Claims (12)

1.一种用于通过使用3D打印机制造制品的方法，该方法包括：
通过使用所述3D打印机打印第一树脂层；
通过使用所述3D打印机使用与所述第一树脂层的材料不同的材料将第二树脂层打印在所述第一树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第二树脂层的材料不同的材料将第三树脂层打印在所述第二树脂层上，
其中，所述第一树脂层在所述第一树脂层的部分区域中与所述第三树脂层接触，
所述第一树脂层和所述第三树脂层由不溶于水的材料组成，
所述第二树脂层由溶于水的材料组成，并且
由所述第一树脂层和所述第三树脂层形成单个制品。
2.根据权利要求1所述的用于制造制品的方法，其中，所述第一树脂层的一个端部和所述第三树脂层的一个端部彼此接触，并且包括所述第一树脂层和所述第三树脂层的结构体具有弯曲的形状。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造制品的方法，其中，所述第一树脂层和所述第三树脂层通过TPU作为材料打印，并且所述第二树脂层通过PVA作为材料打印。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制造制品的方法，其中，所述3D打印机是FDM型3D打印机。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于制造制品的方法，其中，通过使用将被温度为90摄氏度或更高的液体熔化的材料来打印所述第二树脂层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于制造制品的方法，其中，进一步包括：在打印所述第三树脂层之后，通过将所述第一树脂层、所述第二树脂层、以及所述第三树脂层浸渍在水中来移除所述第二树脂层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于制造制品的方法，其中，所述制品是服装，并且所述第一树脂层构成所述服装的下部部分，并且所述第三树脂层构成所述服装的上部部分。
8.一种用于通过使用3D打印机制造制品的方法，该方法包括：
通过使用所述3D打印机打印第一树脂层；
通过使用所述3D打印机使用与所述第一树脂层的材料不同的材料将第二树脂层打印在所述第一树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第二树脂层的材料不同的材料将第三树脂层打印在所述第二树脂层上，
其中，所述第一树脂层和所述第三树脂层由不溶于水的材料组成，
所述第二树脂层由溶于水的材料组成，并且
在移除所述第二树脂层之后，第一制品和第二制品相应地由所述第一树脂层和所述第三树脂层形成。
9.一种用于通过使用3D打印机制造制品的方法，该方法包括：
通过使用所述3D打印机打印第一树脂层；
通过使用所述3D打印机使用与所述第一树脂层的材料不同的材料将第二树脂层打印在所述第一树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第二树脂层的材料不同的材料将第三树脂层打印在所述第二树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第一树脂层的材料不同的材料将第四树脂层打印在所述第三树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第二树脂层的材料不同的材料将第五树脂层打印在所述第四树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第一树脂层的材料不同的材料将第六树脂层打印在所述第五树脂层上；
通过使用所述3D打印机使用与所述第二树脂层的材料不同的材料将第七树脂层打印在所述第六树脂层上；
其中，所述第一树脂层、所述第三树脂层、所述第五树脂层和所述第七树脂层由不溶于水的材料组成，
所述第二树脂层、所述第四树脂层和所述第六树脂层由溶于水的材料组成，并且
在移除所述第二树脂层、所述第四树脂层和所述第六树脂层之后，由所述第一树脂层和所述第三树脂层形成第一制品，并且由所述第五树脂层和所述第七树脂层形成第二制品。
10.根据权利要求9所述的用于制造制品的方法，其中，所述第一树脂层的一个端部与所述第三树脂层的一个端部接触，并且包括所述第一树脂层和所述第三树脂层的结构体在所述第一树脂层与所述第三树脂层彼此接触的部分处具有弯曲的形状，并且
所述第五树脂层的一个端部与所述第七树脂层的一个端部接触，并且包括所述第五树脂层和所述第七树脂层的结构体在所述第五树脂层与所述第七树脂层彼此接触的部分处具有弯曲的形状。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的用于制造制品的方法，其中，所述第一制品和所述第二制品是具有相同形状的物体。
12.一种包括第一树脂层、第二树脂层和第三树脂层的制品，该制品通过在包括所述第二树脂层的区域处展开使用，
其中，在所述制品中，在包括所述第二树脂层的区域处折叠的状态下，所述第二树脂层在所述第一树脂层和所述第三树脂层的一个端部处形成在所述第一树脂层与所述第三树脂层之间，并且
所述第一树脂层、所述第二树脂层和所述第三树脂层由相同的树脂形成。
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