三维造形装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供一种三维造形装置，其中，可在不设置支承部的情况下，或在以少的支承部而对造形件进行成形，对于复杂的形状，也可高速地成形，并且干净地对表面进行成形。三维造形装置(1)包括：喷射头(2)，其从喷嘴(2a)而对具有流动性的坯料进行喷射；造成物成形用的造形台(3)；直线运动机构(5)；旋转单元(6)。直线运动机构(5)相对喷射头(2)，使造形台(3)在正交的3轴方向运动。旋转单元(6)相对喷射头(2)，使造形台(3)倾斜。通过借助直线运动机构(5)和旋转单元(6)改变喷射头(2)和造形台(3)的相对位置的同时，重复进行使从喷嘴(2a)而喷射的坯料在造形台(3)上固化的动作，对已固化的坯料呈叠层状重合而制作的造形件进行成形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维造形装置相关申请本申请要求申请日为2016年10月28日、申请号为JP特愿2016－211263的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
本专利技术涉及一种三维造形装置，其从喷嘴而喷射坯料，使其固化，对其进行堆叠，由此，对任意的造形件进行成形。
技术介绍
作为三维造形方式，包括每次一层地叠摞热融的树脂，对其进行成形的热融解叠层方式(比如，专利文献1)；以及喷射液态的紫外线固化树脂，对它们照射紫外线，使其固化的喷墨方式(比如，专利文献2)。除了这些方式以外，还包括光造形方式、粉末烧结方式、粉末石膏造形方式等。这些造形方式均将从喷嘴而排出的坯料相对水平面，在1个方向(主要是垂直方向)进行堆叠，进行三维造形。现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2015－147414号公报专利文献2：JP特开2005－059289号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在过去的三维造形装置中，即使在造形方式为上述各三维造形方式中的任意者的情况下，在造形件具有突出的部分的场合，仍必须要求按照在成形中不形状破坏的方式在已突出的部分的下侧设置支承部。造形件的形状越复杂，必须要求越多的支承部。在设置支承部的场合，必须要求在造形后去除支承部的作业。另外，还具有去除了支承部的痕迹的表面粗糙的问题。另外，由于支承部在成形结束后废弃，故不仅成本增加，而且还在环境方面，仍不优选。本专利技术的目的在于提供一种三维造形装置，其中，可在不设置支承部的情况下，或在以少的支承部而对造形件进行成形，对于复杂的形状，也可高速地成形，并且干净地对表面进行成形。用于解决课题的技术方案本专利技术的三维造形装置通过下述方式对已固化的坯料呈叠层状重合而制作的造形件进行成形，该方式为：在改变喷射头和造形台的相对位置的同时，反复地进行从喷射头的喷嘴而喷射具有流动性的坯料，使其在造形台上固化的动作，该三维造形装置包括：直线运动机构，该直线运动机构相对上述喷射头，使上述造形台在正交的3轴方向而相对运动；旋转单元，该旋转单元相对上述喷射头，使上述造形台相对倾斜。按照该方案，通过直线运动机构，相对喷射头使造形台在正交的3轴方向而运动，并且在通过旋转单元，相对喷射头使造形台旋转的同时，将坯料从喷射头的喷嘴而喷射。已喷射的坯料在造形台上固化。调整造形台相对喷射头的位置和角度，呈叠层状而堆叠已固化的坯料，由此，对规定的形状的造形件进行成形。由于设置相对喷射头使造形台以1个以上的旋转自由度而旋转的旋转单元，故不仅在水平地设置的造形台上堆叠坯料，对造形件进行成形，而且可在倾斜的造形台上堆叠坯料，对造成物进行成形。比如，在造形件具有突出的部分的场合，按照相对该突出的方向，作为造形台中的对造形件进行成形的面的造形面正交的方式，通过旋转单元使造形台倾斜，由此可在突出的方向堆叠坯料。如果在突出的方向堆叠坯料，由于在成形中形状难以破坏，故支承突出的部分用的支承部是不需要的，或支承部少即可。其结果是，支承部的去除作业是不需要的，或可大幅度地缩短去除作业的时间。另外，可大幅度地消除去除支承部的痕迹的表面粗糙的情况。另外，与如垂直多关节机器人、水平多关节机器人那样，采用通过旋转机构的组合而高速地在宽的范围动作的机构的三维造形装置不同，在本方案的场合，由于通过直线运动机构而进行直线运动、通过旋转单元而进行旋转运动，故可在三维造形装置的整体的动作的无用的动作少的情况下顺利地进行动作。由此，三维造形装置为紧凑的结构，可缩短造形时间，另外即使在复杂的形状的造形件的造时的情况下，仍可顺利地动作。另外，由于通过旋转单元，造形台运动的方向与通过直线运动机构而使旋转单元运动的方向基本相同，故可缩短直线运动机构的行程。由此，可减小三维造形装置的整体的水平方向的尺寸。在本专利技术中，上述旋转单元也可包括2个旋转自由度。如果旋转单元具有2个旋转自由度，则可相对喷射头，使造形台不仅在一个方向，而且在圆周的全部的方向倾斜。由此，可对在圆周的各个方向突出的部分进行成形，可对形状复杂的造形件进行成形。上述旋转单元也可为2个旋转自由度的连杆促动装置。该连杆促动装置为下述的结构，其中，前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂经由3组以上的连杆机构以其姿势可变更的方式连接，上述各连杆机构包括基端侧和前端侧的端部连杆部件与中间连杆部件，在基端侧和前端侧的端部连杆部件中，其一端分别以可旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和前端侧的连杆枢毂上，在该中间连杆部件中，其两端分别以可旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件中的另一端上，在上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构中设置姿势控制用促动器，该姿势控制用促动器任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对上述基端侧的连杆枢毂的姿势。另外，在上述前端侧的连杆枢毂上设置上述造形台。连杆促动装置通过基端侧的连杆枢毂、前端侧的连杆枢毂以及3组以上的连杆机构构成两自由度机构，该两自由度机构相对基端侧的连杆枢毂，使前端侧的连杆枢毂围绕正交的2轴而自由旋转。该两自由度机构在紧凑的同时，扩大前端侧的连杆枢毂的活动范围。另外，连杆促动装置可在活动范围内，进行不具有特异点的顺利的动作。如果旋转单元采用上述连杆促动装置，则得到下述的优点。·由于可将姿势控制用的促动器全部地设置于连杆促动装置的固定侧，故包括造形台的活动部的重量轻，可高速地变更造形台的姿势。·由于连杆促动装置可紧凑地构成，故可紧凑地构成三维造形装置。·由于连杆促动装置具有宽的活动范围，故可在造形台上，从各个方向而堆叠坯料。即，在假定其中心位于造形台的造形面上的假想的球面的场合，可从该假想的球面中的造形面侧的半球的全部的方向喷射坯料，可在造形台上堆叠坯料。·由于连杆促动装置可在各种的方向进行顺利的动作，故复杂的形状的造形件也干净地成形。还可在本专利技术中，上述喷射头的位置和姿势固定，并且上述造形台按照作为对上述造形件进行成形的面的造形面向上的方式设置于上述旋转单元上，该旋转单元装载于上述直线运动机构上。如果喷射头的位置和姿势固定，由于可固定运送坯料的管，故可从喷射头的喷嘴稳定地喷射坯料。另外，如果造形面朝上，则容易在造形台上堆叠坯料。还可这样形成，即，作为上述旋转单元的连杆促动装置按照相对于基端侧的连杆枢毂将前端侧的连杆枢毂位于下侧的方式设置，上述造形台设置于上述3组以上的连杆机构的内侧空间中，上述喷射头的一部分或全部穿过开设于基端侧的连杆枢毂中的通孔，插入上述内侧空间。按照该方案，由于喷射头和造形台的相对移动范围窄，故只能对较小的类型进行成形，但是，由于直线运动机构的各轴的行程小，故三维造形装置的整体紧凑。由此，成本降低。本专利技术的三维造形装置也可为通过热融解叠层方式而对造形件进行成形的方式。热融解叠层方式为每次一层地使热融的树脂叠摞而对其进行成形的方法。由于像这样而成形，不必要求将造形台浸泡于液剂中，可在使树脂固化的同时，从各个方向，堆叠坯料。由此，热融解叠层方式适合于即使在各种的造形方式中，仍用于本专利技术的三维造形装置的场合。权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本专利技术中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本专利技术中。附图说明根据参照附图的下面的优选的实施形式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维造形装置，该三维造形装置通过下述方式对已固化的坯料呈叠层状重合而制作的造形件进行成形，该方式为：在改变喷射头和造形台的相对位置的同时，反复地进行从喷射头的喷嘴而喷射具有流动性的坯料，使其在造形台上固化的动作，该三维造形装置包括：直线运动机构，该直线运动机构相对上述喷射头，使上述造形台在正交的3轴方向而相对运动；旋转单元，该旋转单元相对上述喷射头，使上述造形台相对倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 JP 2016-2112631.一种三维造形装置，该三维造形装置通过下述方式对已固化的坯料呈叠层状重合而制作的造形件进行成形，该方式为：在改变喷射头和造形台的相对位置的同时，反复地进行从喷射头的喷嘴而喷射具有流动性的坯料，使其在造形台上固化的动作，该三维造形装置包括：直线运动机构，该直线运动机构相对上述喷射头，使上述造形台在正交的3轴方向而相对运动；旋转单元，该旋转单元相对上述喷射头，使上述造形台相对倾斜。2.根据权利要求1所述的三维造形装置，其中，上述旋转单元包括2个旋转自由度。3.根据权利要求2所述的三维造形装置，其中，上述旋转单元为2个旋转自由度的连杆促动装置，在该连杆促动装置中，前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂经由3组以上的连杆机构以其姿势能变更的方式连接，上述各连杆机构包括基端侧和前端侧的端部连杆部件与中间连杆部件，在基端侧和前端侧的端部连杆部件中，其一端分别以能旋转的方式连接于上述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶部浩，曾根克典，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP