三维造形物的制造装置与三维造形物的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三维造形物的制造装置及三维造形物的制造方法，可通过基于所扫描的数据或所设计的数据，使用导电性引线，在引线的前端形成球体，使球体排列及层叠，来制造规定的三维造形物。本发明专利技术的三维造形物的制造装置包括：平板40，可载置三维造形物；球体形成元件，在自瓷嘴12的前端陆续抽出的导电性引线4的前端部与点火棒19之间施加高电压，通过放电的能量使引线的前端部熔融而形成球体13；定位元件，使平板与球体形成元件相对移动而进行定位；以及结合元件，将形成于瓷嘴的前端的球体与已层叠于平板上的另一球体14接合；且通过如下步骤，即，通过球体形成元件形成球体、通过定位元件使平板与球体形成元件相对移动、通过结合元件将瓷嘴的前端的所形成的球体接合于另一球体而在平板上反复进行层叠，从而制造所需形状的三维造形物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维造形物的制造装置与三维造形物的制造方法
本专利技术涉及一种三维造形物的制造装置与三维造形物的制造方法，特别涉及一种可通过使用导电性引线(wire)，在引线的前端形成球体(ball)，并使所形成的球体排列及层叠而制造规定的三维造形物的三维造形物的制造装置及三维造形物的制造方法。
技术介绍
以往，立体形状等三维形状的物体制作是对金属等材料进行加工来进行。作为加工方法，已知有切削加工、压制加工等，根据所加工的材质、形状等，分别使用加工方法。切削加工是使用切削工具类对金属材料进行切削，而加工成规定的形状及尺寸的加工方法。并且，压制加工是将板金等原材料强压至模型，且剪切或成型为所需形状的加工方法。压制加工可通过准备模型，而大量加工相同形状的零件。但是，在切削加工、压制加工中，需要大规模的装置，并且，加工机械是由专职的操作员来操作，故需要对机械操作熟练。因此，在专利文献1中，公开有一种通过在基材上依次堆积凝固的材料的多个层来制作规定形状的三维物理物体的装置。根据专利文献1，制作三维物理物体的装置是通过如下方式来实现：自少量流出头向基体或基构件上以规定的图案以经控制的速度少量流出材料，且将材料以凝固且相互附着的多个层加以少量流出以形成物品。并且，在通过少量流出头形成新的层之前，进行控制，以使前一层的材料、至少使位于少量流出头的下方的材料凝固。如上所述，专利文献1中所公开的制作三维物理物体的装置是通过利用少量流出头在基材上由凝固的材料依次堆积多个层来制造规定的形状。又，在专利文献2中，公开有一种使用指向激光束，选择性地烧结粉末而制造零件的方法。根据专利文献2，使激光束指向经分配的第一层粉末而使必要部分产生选择性烧结，继而在其上分配第二层粉末。使激光束指向经分配的第二层粉末而使必要部分同样地产生选择性烧结，同时使所述经烧结的粉末部分与第一层粉末的经烧结的部分接合。可反复进行此操作而一层一层地层叠性地制造三维零件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特公平8-2598号公报专利文献2：日本专利第2620353号公报专利文献3：日本专利第4427298号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题以往，使用导电性的材料的三维造形物是通过利用切削加工等自原材料的块体(block)中去除材料来制作。三维造形物是切取自原材料的块体，故会产生原材料的浪费，并且在制造三维造形物之前耗费时间。另一方面，在如专利文献1所公开的制作三维物理物体的装置，在对在基板上凝固的材料加热而使其软化及熔解，并加以接合而层叠的方法中，需要可在比较低的温度下软化及熔解的原材料。因此，具有如下问题：在形成造形物的过程中，造形物的形状容易因温度变化而变化。通过使用在高温下软化及熔解的物质，可减少造形过程中的因温度变化而产生的造形物的形状的变形。但是，在高温下软化及熔解的物质不易处理，因此在制作三维物理物体的装置中，利用在高温下软化及熔解的物质来减少造形物的形状变形的方法并不实用。并且，在对专利文献2所公开的粉末材料照射激光束，使材料熔解及软化而制造造形物的方法中，用以制造造形物的粉末材料非常昂贵，此外，需要超出用于造形物的材料更多的粉末材料。因此，造形物的材料费升高。此外，由于通过激光装置，将激光以数微米单位照射至造形物，故而必须长时间地照射激光，从而制造三维造形物需要时间。因此，在本专利技术中，旨在提供一种三维造形物的制造装置及三维造形物的制造方法，可通过利用三维计算机辅助设计(computer-aideddesign，CAD)等设计三维物体，或利用三维扫描器等进行扫描，并基于所设计的数据或所扫描的数据，使用导电性引线，在引线的前端形成球体，使所形成的球体排列及层叠，来制造规定的三维造形物。解决课题的技术手段为了达成所述目的，本专利技术的三维造形物的制造装置是制造三维造形物的三维造形物的制造装置，其特征在于包括：平板，可载置所述三维造形物；球体形成元件，通过插通于瓷嘴(capillary)，在自所述瓷嘴的前端陆续抽出的导电性引线的前端部与点火棒(sparkrod)之间施加高电压，而在所述引线的前端部形成球体；定位元件，使所述平板与所述球体形成元件相对移动而进行定位；以及结合元件，将形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板或已层叠于所述平板上的另一球体中的至少任一者接合；并且通过反复进行如下步骤，而将所述球体层叠于所述平板上，从而制造所需形状的三维造形物，所述步骤包括：通过所述球体形成元件形成所述球体；通过所述定位元件进行定位；以及通过所述结合元件进行形成于所述瓷嘴的前端的所述球体的接合。又，本专利技术的三维造形物的制造装置的特征在于：所述平板的至少表面由导电性原材料构成，通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板之间施加高电压，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。又，本专利技术的三维造形物的制造装置的特征在于：通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与已层叠于所述平板上的另一球体的表面以具有空隙(gap)的方式而靠近的状态下，在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板之间施加高电压，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。又，本专利技术的三维造形物的制造装置的特征在于：通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与已层叠于所述平板上的另一球体的表面相接触的状态下，使电流流入至形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板之间，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。又，所述三维造形物的制造装置的特征在于：设置有对所述瓷嘴施加超声波振动的超声波施加元件，通过所述超声波施加元件所施加的超声波振动，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。又，本专利技术的三维造形物的制造装置的特征在于：形成于所述瓷嘴的前端的所述球体是在沿与如下的线交叉的面的方向上受到超声波振动，所述线是将形成于所述瓷嘴的前端的所述球体的中心与已层叠于所述平板上的另一球体的中心加以连结的线。又，本专利技术的三维造形物的制造装置的所述球体形成元件的特征在于：通过变更自所述瓷嘴的前端陆续抽出的所述引线的长度、及所述引线的前端部与所述点火棒之间的绝缘崩溃后的放电电流或放电电压的大小中的至少任一者，来调节所述球体的大小。又，所述三维造形物的制造装置的特征在于：设置有对所述瓷嘴施加压力而对所述瓷嘴前端的所述球体施加压力的加压元件，通过所述加压元件所施加的压力，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。又，所述三维造形物的制造装置的特征在于：设置有对所述瓷嘴的前端的所述球体进行加热的加热元件，通过来自所述加热元件的加热，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。又，所述三维造形物的制造装置的特征在于：设置有对所述瓷嘴施加超声波振动的超声波施加元件、对所述瓷嘴施加压力而对所述瓷嘴前端的所述球体施加压力的加压元件、及对所述瓷嘴前端的所述球体进行加热的加热元件之中的任两者以上，使用所述超声波施加元件、所述加压元件及所述加热元件之中的任两者以上，接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。本专利技术的三维造形物的制造方法是制造三维造形物的三维造形物的制造方法，其特征在于包括：球体形成工艺，通过插通于瓷嘴，在自所述瓷嘴的前端陆续抽出的导电性引线的前端部与点火棒之间施加高电压，而在所述引线的前端部形成球体；定位工艺，使平板与在所述球体形成工艺中所形成的所述球体相对移动而进行定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维造形物的制造装置，制造三维造形物，所述三维造形物的制造装置的特征在于包括：平板，可载置所述三维造形物；球体形成元件，通过插通于瓷嘴，在自所述瓷嘴的前端陆续抽出的导电性引线的前端部与点火棒之间施加高电压，而在所述引线的前端部形成球体；定位元件，使所述平板与所述球体形成元件相对移动而进行定位；以及结合元件，将形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板或已层叠于所述平板上的另一球体中的至少任一者接合；且通过反复进行如下步骤，而将所述球体层叠于所述平板上，从而制造所需形状的三维造形物，所述步骤包括：通过所述球体形成元件形成所述球体；通过所述定位元件进行定位；以及通过所述结合元件进行形成于所述瓷嘴的前端的所述球体的接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维造形物的制造装置，制造三维造形物，所述三维造形物的制造装置的特征在于包括：平板，可载置所述三维造形物；球体形成元件，通过插通于瓷嘴，在自所述瓷嘴的前端陆续抽出的导电性引线的前端部与点火棒之间施加高电压，而在所述引线的前端部形成球体；定位元件，使所述平板与所述球体形成元件相对移动而进行定位；以及结合元件，将形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板或已层叠于所述平板上的另一球体中的至少任一者接合；且通过反复进行如下步骤，而将所述球体层叠于所述平板上，从而制造所需形状的三维造形物，所述步骤包括：通过所述球体形成元件形成所述球体；通过所述定位元件进行定位；以及通过所述结合元件进行形成于所述瓷嘴的前端的所述球体的接合。2.根据权利要求1所述的三维造形物的制造装置，其特征在于，所述平板的至少表面由导电性原材料构成；通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板之间施加高电压，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。3.根据权利要求1所述的三维造形物的制造装置，其特征在于，通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与已层叠于所述平板上的另一球体的表面以具有空隙的方式而靠近的状态下，通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板之间施加高电压，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。4.根据权利要求1所述的三维造形物的制造装置，其特征在于，通过在形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与已层叠于所述平板上的另一球体的表面相接触的状态下，使电流流入至形成于所述瓷嘴的前端的所述球体与所述平板之间，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。5.根据权利要求1所述的三维造形物的制造装置，其特征在于，设置有对所述瓷嘴施加超声波振动的超声波施加元件，通过所述超声波施加元件所施加的超声波振动，而接合形成于所述瓷嘴的前端的所述球体。6.根据权利要求5所述的三维造形物的制造装置，其特征在于，形成于所述瓷嘴的前端的所述球体是在沿与如下的线交叉的面的方向上受到超声波振动，所述线是将形成于所述瓷嘴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野彰久，
申请(专利权)人：株式会社海上，
类型：发明
国别省市：日本,JP