构造物的制造方法及制造设备技术

一种构造物的制造方法，其包括：设置待成为构造物的一部分的第一材料层和限制构件的堆叠体，其中第一材料层设置于处于形成过程中的构造物的表面，限制构件的一部分设置于第一材料层的与处于形成过程中的构造物的表面相反的表面；在限制构件和处于形成过程中的构造物的表面之间设置支撑构件；去除限制构件；并且在通过去除限制构件而露出的第一材料层的表面和支撑构件的表面上设置待成为构造物的一部分的第二材料层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种构造物的制造方法，其包括：设置待成为构造物的一部分的第一材料层和限制构件的堆叠体，其中第一材料层设置于处于形成过程中的构造物的表面，限制构件的一部分设置于第一材料层的与处于形成过程中的构造物的表面相反的表面；在限制构件和处于形成过程中的构造物的表面之间设置支撑构件；去除限制构件；并且在通过去除限制构件而露出的第一材料层的表面和支撑构件的表面上设置待成为构造物的一部分的第二材料层。【专利说明】构造物的制造方法及制造设备
本专利技术涉及一种构造物(structure)的制造方法及制造设备。
技术介绍
近年来，利用计算机设计复杂形状的三维物体的造型(modeling)已经变得普及。其在例如是微小的机械部件以及住宅和食品的展示样品的相对少量的各种各样的产品的制造领域内有极大的需求。作为这种三维物体的制造方法的示例，已知如下的方法:分层堆叠待成为三维物体的材料并制造最终构造物。在专利文献I中，在形成了三维物体的一部分的形状的层之后，以围绕该层的方式设置待成为支撑物的材料，并执行图案化。由此形成支撑构件(支撑物)，并且将待成为三维物体的更多材料堆叠在支撑物的层和在形成过程中的三维物体的层上。这种方法已被公开。引用列表专利文献专利文献1:US2001/0042598
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献I的方法中，在不同的工序中以不同的材料制作支撑物的层和三维物体的层，因此难以在形成过程中使得两层的厚度相等。由于归因于温度等的影响使得体积变化量取决于材料而变化，所以可以想到待成为三维物体的层和支撑物的层之间的层厚度不同。在通过堆叠具有不同厚度的层而形成的造型物中，由上述层厚度的差导致了歪曲，因而存在如下担心:不能得到所期望的三维物体的最终形状。用于解决问题的方案本专利技术提供一种制造方法，通过该制造方法能够得到以高形状精度形成的构造物。在本专利技术的一个方面，一种构造物的制造方法，其包括:设置待成为所述构造物的一部分的第一材料层和限制构件的堆叠体，其中所述第一材料层设置于处于形成过程中的所述构造物的表面，所述限制构件的一部分设置于所述第一材料层的与处于形成过程中的所述构造物的表面相反的表面，并且所述限制构件的其它部分设置于处于形成过程中的所述构造物的表面的上方；设置支撑构件，以便填充所述限制构件和处于形成过程中的所述构造物的表面之间；去除所述限制构件；并且在通过去除所述限制构件而露出的所述第一材料层的表面和所述支撑构件的表面上设置待成为所述构造物的一部分的第二材料层。专利技术的有益效果根据本专利技术的示例，在堆叠的过程中，与现有技术相比能够使得待成为构造物的层的表面和支撑构件的层的表面精确地共面，并且能够得到以高形状精度形成的构造物。从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。【专利附图】【附图说明】图1的(A)-图1的(B)是示出根据本专利技术的第一实施方式的堆叠造型设备的示例的示意图。图2A-图2B是示出根据本专利技术的第二实施方式的堆叠造型设备的示例的示意图。图3包括示意性地示出根据本专利技术的第一实施方式的构造物的制造方法和比较实施方式的构造物的制造方法的各示例的步骤的截面图。图4是示出根据本专利技术的实施方式的堆叠造型设备的功能的概念图。图5A-图5F是示出在根据本专利技术的第一实施方式的堆叠造型设备中的构造物的制造方法的一部分工序的示意性截面图。图6A-图6F是示出在根据本专利技术的第一实施方式的堆叠造型设备中的构造物的制造方法的一部分工序的示意性截面图。图7A-图7E是示出在根据本专利技术的第三实施方式的堆叠造型设备中的构造物的制造方法的一部分工序的示意性截面图。【具体实施方式】下面将参照【专利附图】【附图说明】本专利技术的实施方式。第一实施方式图1的(A)和图1的(B)是示出根据本专利技术的第一实施方式的堆叠造型设备的示例的示意图，该堆叠造型设备是执行作为三维构造物的造型物的制造方法的制造设备。图1的(B)是整个设备的立体图，图1的(A)是该设备的沿着图1的(B)的线IA-1A、垂直于中间转印构件I的表面截取的截面图。由输送机构2输送中间转印构件I。在图1的(A)和图1的(B)中，在被布置成带状的中间转印构件I上执行三维物体的图案化，由输送机构2将图案输送到造型台8的位置处，并在该位置处将图案堆叠成三维物体。在中间转印构件I上，从液体喷出头3喷出的UV墨4被设置成为造型图案，并且被输送到造型台8的位置处。在造型台8上，作为形成过程中的构造物的造型图案4以堆叠状态和由支撑构件6支撑的状态布置。通过支撑物填充机构10将支撑构件6注入容器7中。在完成了对造型图案的层的堆叠之后，可以通过支撑物去除机构15去除支撑构件6。支撑物去除机构15可以设置在堆叠造型设备的内部，或者可以将造型图案和支撑构件6的堆叠层从堆叠造型设备取出，并且可以利用诸如溶剂室等的外部去除机构来去除支撑构件6。在造型图案形成在中间转印构件I的表面上之后，需要转印该造型图案。因此，中间转印构件I可以由从造型材料脱模的脱模性高的材料制成。如果中间转印构件I的材料不具有脱模性，例如，如果类似胶版印刷那样来转印造型材料，则也可能制出造型物。从造型精度的角度出发，在中间转印构件I上的所有造型材料都能够被转印。为了稳定地执行转印，中间转印构件I可以具有不小的弹性。适用于中间转印构件I的材料包括硅橡胶和氟橡胶。取决于用于图案化的造型材料，有时会产生排斥。因此，可以根据造型材料对中间转印构件I进行表面处理。橡胶硬度取决于弹性体的厚度。当弹性体厚时，可以使用硬橡胶。当弹性体薄时，可以使用相对软的橡胶。当弹性体厚时，适用硬度为约80度的橡胶。当如图中的设备中所示将中间转印构件I处理成带状时，可以以厚度为约0.1mm至0.5mm的薄膜的形式使用橡胶硬度为约50度至20度的相对软的橡胶。当要求高精度时，适用非弹性聚四氟乙烯片或涂布有亚微米级厚度的脱模剂的膜。在图1的(A)和图1的(B)的设备中，具有喷出液体的喷出口的喷出头被示出为用于在中间转印构件I上形成造型图案的单元，并且示出了从喷出头将造型材料喷出到期望位置的方法。然而，本专利技术不限于此。其它单元的示例包括诸如电子照相装置或分配器等的数字记录设备。当改变所使用的印刷板时，可以使用诸如胶版印刷或丝网印刷等的利用印刷板的图案化方法来形成图案。可以使用诸如光刻法或电解镀等的方法来获得图案而没有任何问题。图案化单元不是必须被定位在堆叠造型设备中。在本专利技术中，可以使用在对各方法和材料最适合的环境中制造的图案。也就是，可以基于造型物的材料和造型精度来选择图案化单元。特别地，可以以非接触方式执行图案化的喷墨部是非常适合的图案化单J Li ο使用作为形成用材料的造型材料的UV墨4来形成层状造型图案。通过利用紫外线照射来使UV墨固化，从而可以制得重量轻且相对坚固的造型物。除了 UV墨外，还适用热熔墨和热固墨。在本方法中，如上所述，图案化机构不是必须被布置在堆叠设备中，也可以堆叠层状图案，根据所需精度和材料在同一模型中使用不同的图案化机构来制得该层状图案的各层。通过将不同的色材布置在层状图案中，能够得到期望颜色的层。可以在所使用的图案化单元的适用范围内自由地选择造型材料，并且可以根据人们希望使用的材料来选择图案化单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷内洋，中岛一浩，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：
国别省市：