三维造型用支承装置及三维造型物的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于在三维造型中不使用支撑材料而迅速且简便地形成造型物。三维造型用支承装置(1)具备：可变工作台(2)，具有设置面(10)，并且具有能够自如地变更设置面(10)的形状的结构；驱动部(3)，驱动可变工作台(2)，变更设置面(10)的形状；及控制部(4)，获取与作为造型目标的造型物的形状有关的形状数据，并根据所获取的形状数据来控制驱动部(3)，以使设置面(10)的形状成为与造型物的表面形状相对应的形状。的形状。的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维造型用支承装置及三维造型物的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种三维造型用支承装置及三维造型物的制造方法。

技术介绍

[0002]对于造型物的制造(造型)，例如能够使用3D打印机来进行。在进行三维(3D)造型的AM(Additive Manufacturing：增材制造)技术中有多个方式。其中，热熔层叠(FFF：Fused Filament Fabrication(熔丝制造)或FDM：Fused Deposition Modeling(熔融沉积成型))方式具有如下优点：装置结构简单，制造所需的成本低，并且，通过组合合成树脂和连续纤维，还能够实现造型物的复合材料化。
[0003]以往，如图10所示，3D打印机(三维造型装置)100具备框体101、设置于框体101的内部的造型用造型工作台102及设置于造型工作台102的上方的造型头103。在造型工作台102上形成造型物M。在框体101的外部设置有卷盘104。在卷盘104上，作为造型材料的例如合成树脂制的造型物M用细丝105和支撑材料用细丝106分别缠绕在一端侧。细丝105、106各自的另一端侧与造型头103连接，以能够供给到造型头103。
[0004]图11是表示通过图10的3D打印机100挤出细丝的状态的示意图。另外，在图11中，为了便于说明，图10的造型头103省略了图示。如图11所示，在3D打印机100设置有吐出细丝105的喷嘴107。喷嘴107将所供给的熔融状态或半熔融的细丝105
’
以线状挤出到造型工作台102上的方式吐出。所吐出的细丝105
’
被冷却固化而形成规定的形状的层。通过对所形成的层重复进行使细丝105
’
从喷嘴107挤出而吐出的操作来形成三维造型物。
[0005]在上述的热熔层叠方式中，从下侧一层一层堆叠由合成树脂等构成的细丝(模型材料)，因此在具有与下部相比上部更突出的形状的部分(悬垂部分)等中，需要对支撑材料进行造型。在上部造型的部分由支撑材料支承，因此能够形成具有复杂形状的造型物。
[0006]但是，形成造型物之后，支撑材料为不需要的部分，因此需要去除支撑材料的作业。在下述专利文献1及专利文献2中，公开了一种使用溶剂溶解并去除支撑材料的技术。
[0007]以往技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2019
‑
64258号公报
[0010]专利文献2：日本特开2019
‑
89323号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术课题
[0012]在热熔层叠方式中，需要对支撑材料进行造型，因此造型所需的时间、成本会增加。并且，在支撑材料与造型物接触的状态下进行造型，因此导致在支撑材料上形成的造型物的形状精确度、机械特性变差。
[0013]并且，在去除支撑材料的情况下，有通过手工作业破坏并剥离支撑材料的方法(脱离(Break away))和用溶剂溶解并去除支撑材料的方法(可溶(Soluble))这两种方法。但
是，在任一种方法中，由于去除支撑材料需要劳力和时间，因此存在制造成本增加并且所有工序所需的时间变长的问题。
[0014]本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种在三维造型中不使用支撑材料而能够迅速且简便地形成造型物的三维造型用支承装置及三维造型物的制造方法。
[0015]用于解决技术课题的手段
[0016]为了解决上述课题，本专利技术的三维造型用支承装置及三维造型物的制造方法采用以下方式。
[0017]本专利技术所涉及的三维造型用支承装置具备：可变工作台，具有设置面，并且具有能够自如地变更所述设置面的形状的结构；驱动部，驱动所述可变工作台，变更所述设置面的形状；及控制部，获取与作为造型目标的造型物的形状有关的形状数据，并根据所获取的所述形状数据来控制所述驱动部，以使所述设置面的形状成为与所述造型物的表面形状相对应的形状。
[0018]本专利技术所涉及的三维造型物的制造方法包括：驱动可变工作台的工序，所述可变工作台具有设置面，并且具有能够自如地变更所述设置面的形状的结构；根据与作为造型目标的造型物的形状有关的形状数据来变更所述设置面的形状，以使所述设置面的形状成为与所述造型物的表面形状相对应的形状的工序；及在变更了所述设置面的形状的所述可变工作台上层叠用于形成三维造型物的材料的工序。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术，在三维造型中不使用支撑材料而能够迅速且简便地形成造型物。
附图说明
[0021]图1是表示本专利技术的一实施方式所涉及的三维造型用支承装置及三维造型装置的概略图。
[0022]图2A是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的支承台及支柱的俯视图。
[0023]图2B是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的支承台及支柱的侧视图。
[0024]图3是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的概略图。
[0025]图4是表示本专利技术的一实施方式所涉及的三维造型用支承装置、三维造型装置及造型物的概略图。
[0026]图5是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的支柱及面部的说明图。
[0027]图6是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的支柱的俯视图，并且示出了基本单元为正三角形的情况。
[0028]图7是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的支柱的俯视图，并且示出了基本单元为正方形的情况。
[0029]图8是表示本专利技术的一实施方式所涉及的可变工作台的支柱的俯视图，并且示出了基本单元为正六边形的情况。
[0030]图9是表示本专利技术的一实施方式所涉及的三维造型用支承装置的动作的流程图。
[0031]图10是表示以往的FFF方式的3D打印机的一例的示意性立体图。
[0032]图11是表示通过图10的以往的3D打印机挤出细丝的状态的示意图。
具体实施方式
[0033]本专利技术的一实施方式所涉及的三维造型用支承装置1应用于基于使用了三维造型装置50的AM(Additive Manufacturing)技术的三维(3D)造型。三维造型装置(3D打印机)50例如为热熔层叠(FFF：Fused Filament Fabrication或FDM：Fused Deposition Modeling)方式的造型装置。如图1及图4所示，通过利用三维造型装置50在三维造型用支承装置1的设置面10上层叠细丝而形成作为目标的造型物M。在图4中，示出了造型物M为曲面、例如具有翼面的翼的情况。
[0034]如图1所示，三维造型用支承装置1具备可变工作台2、驱动部3、控制部4及测定部5等。
[0035]可变工作台2例如在俯视下具有四边形形状的设置面10，并且具有能够自如地变更设置面10的形状的结构。具体而言，设置面10不仅能够变形成具有平面形状，而且还能够变形成具有曲面形状。对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维造型用支承装置，其具备：可变工作台，具有设置面，并且具有能够自如地变更所述设置面的形状的结构；驱动部，驱动所述可变工作台，变更所述设置面的形状；及控制部，获取与作为造型目标的造型物的形状有关的形状数据，并根据所获取的所述形状数据来控制所述驱动部，以使所述设置面的形状成为与所述造型物的表面形状相对应的形状。2.根据权利要求1所述的三维造型用支承装置，其具备：测定部，测定所述设置面的形状，所述控制部根据由所述测定部测定出的所述设置面的形状和所获取的所述形状数据来控制所述驱动部。3.根据权利要求1或2所述的三维造型用支承装置，其中，所述可变工作台具备：支承台；多个支承部，分别为设置于所述支承台上的棒状部件，轴向在垂直方向上延伸设置，并且具有能够沿着所述轴向伸缩的结构；及面部，其为膜状部件，并且设置于所述多个支承部的前端，构成所述设置面。4.根据权利要求3所述的三维造型用支承装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：井野元诚，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：