三维造型装置的制作方法

1.本发明涉及三维造型装置。


背景技术：

2.公知有通过喷出塑化的材料并使其层叠且固化而造型出三维造型物的三维造型装置。
3.例如在专利文献1中记载了一种方法，从根据预先设定的形状数据而扫描的挤出喷嘴将由预热器加热并熔融的热塑性的材料挤出至基台上的特定区域，在该基台上固化的材料上进一步层叠熔融的材料而制作三维物体。
4.专利文献1：日本特开2006-192710号公报
5.若将上述的三维物体以保持热的状态直接从装置取出，则有时三维物体的形状崩坏或者在三维物体产生因快速冷却引起的弯曲、变形，使得三维物体的精度降低。


技术实现要素：

6.本发明所涉及的三维造型装置的一方式包括：喷出部，具有使材料塑化而生成造型材料的塑化部，并从喷嘴开口喷出上述造型材料；台，对从上述喷出部喷出的上述造型材料进行支承；加热部，对堆积于上述台的上述造型材料进行加热；位置变更部，对上述喷出部与上述台的相对位置进行变更；壳体，收容上述喷出部、上述台、上述加热部以及上述位置变更部，并具有门；锁定机构，对上述门进行上锁以及开锁；温度检测部，对上述塑化部、上述台以及上述加热部中的至少1个的温度进行检测；以及控制部，上述控制部基于上述温度检测部的检测结果，控制上述锁定机构。
附图说明
7.图1是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的立体图。
8.图2是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的立体图。
9.图3是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的剖视图。
10.图4是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的扁平螺杆的立体图。
11.图5是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的筒的俯视图。
12.图6是用于对本实施方式所涉及的三维造型装置的控制部的处理进行说明的流程图。
13.图7是用于对本实施方式所涉及的三维造型装置的形成造型层的处理进行说明的剖视图。
14.附图标记说明
15.10...喷出部；20...台；22...造型面；30...位置变更部；32...第1电动致动器；34...第2电动致动器；36...第3电动致动器；40...支承构件；50...第1加热部；51...贯通孔；52...加热器；53...隔热构件；54...第2加热部；55...隔热构件；56...加热器；57...
板；60...第1温度检测部；62...第2温度检测部；64...第3温度检测部；66...第4温度检测部；70...壳体；72...主体；74...门；76...把手；78...锁定机构；80...冷却部；82...排出机构；84...气体检测部；86...开闭检测部；88...信号台；90...受理部；92...显示部；94...控制部；100...三维造型装置；110...材料供给部；112...供给路；120...塑化部；122...螺杆外壳；124...驱动电机；126...轴体；130...扁平螺杆；131...上表面；132...槽形成面；133...侧面；134...第1槽；135...中央部；136...连接部；137...材料导入部；140...筒；142...对置面；144...第2槽；146...连通孔；148...外周；150...加热器；160...喷嘴；162...喷嘴流路；164...喷嘴开口。
具体实施方式
16.以下，使用附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。另外，以下说明的实施方式没有不当地限定权利要求书记载的本发明的内容。此外，不局限于以下说明的所有结构为本发明的必需结构要件。
17.1.三维造型装置
18.1.1.整体的结构
19.首先，参照附图对本实施方式所涉及的三维造型装置进行说明。图1以及图2是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置100的立体图。图3是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置100的图2的iii-iii线剖视图。
20.另外，图1～图3中，作为相互正交的3个轴，示出x轴、y轴以及z轴。x轴方向以及y轴方向例如为水平方向。z轴方向例如为铅垂方向。
21.如图1～图3所示，三维造型装置100例如包括喷出部10、台20、位置变更部30、支承构件40、加热部50、54、温度检测部60、62、64、66、壳体70、锁定机构78、冷却部80、排出机构82、气体检测部84、开闭检测部86、信号台88、受理部90、显示部92以及控制部94。
22.另外，为了方便，图2以及图3中，透视地图示壳体70。此外，图2以及图3中，省略锁定机构78、冷却部80、排出机构82、气体检测部84、开闭检测部86、信号台88、受理部90以及显示部92的图示。此外，图2中，省略温度检测部60、62、64、66的图示。
23.三维造型装置100从喷出部10朝向台20喷出塑化的造型材料，并且驱动位置变更部30而使喷出部10与台20的相对位置变化。由此，三维造型装置100在台20上造型出所希望的形状的三维造型物。
24.另外，虽未图示，但喷出部10也可以设置有多个。例如，喷出部10也可以设置有2个。在这种情况下，2个喷出部10也可以均喷出构成三维造型物的造型材料，也可以是，一方喷出造型材料，另一方喷出支承三维造型物的支撑材料。
25.如图3所示，喷出部10例如具有材料供给部110、塑化部120、喷嘴160。
26.向材料供给部110投入颗粒状、粉末状的材料。材料供给部110对塑化部120供给成为原料的材料。材料供给部110例如由料斗构成。由材料供给部110供给的材料例如为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)树脂。
27.材料供给部110与塑化部120通过设置于材料供给部110的下方的供给路112而连接。投入到材料供给部110的材料经由供给路112而向塑化部120供给。图示的例子中，“下方”是指-z轴方向。“上方”是指+z轴方向。
28.塑化部120例如具有螺杆外壳122、驱动电机124、扁平螺杆130、筒140以及加热器150。塑化部120使从材料供给部110供给的固体状态的材料的至少一部分塑化，生成具有流动性的糊状的造型材料，向喷嘴160供给。
29.另外，塑化是包含熔融的概念，是指从固体变化为具有流动性的状态。具体而言，在为产生玻璃化转变的材料的情况下，塑化是指使材料的温度成为玻璃化转变点以上。在为不产生玻璃化转变的材料的情况下，塑化是指使材料的温度成为熔点以上。
30.螺杆外壳122是收容扁平螺杆130的壳体。在螺杆外壳122的下表面设置有筒140。在由螺杆外壳122和筒140围起的空间收容有扁平螺杆130。
31.驱动电机124设置于螺杆外壳122的上表面。驱动电机124例如为伺服电机。驱动电机124的轴体126与扁平螺杆130的上表面131连接。驱动电机124由控制部94控制。另外，虽未图示，但也可以经由减速机而将驱动电机124的轴体126与扁平螺杆130的上表面131连接。
32.扁平螺杆130具有旋转轴r方向的大小小于与旋转轴r方向正交的方向的大小的大致圆柱形状。在图示的例子中，旋转轴r与z轴平行。通过驱动电机124产生的扭矩，使扁平螺杆130以旋转轴r为中心而旋转。
33.扁平螺杆130具有：上表面131、与上表面131相反一侧的槽形成面132、连接上表面131与槽形成面132的侧面133。在槽形成面132形成有第1槽134。侧面133例如相对于槽形成面132而垂直。此处，图4是示意性地表示扁平螺杆130的立体图。另外，为了方便，在图4中，示出与图3所示的状态上下的位置关系颠倒的状态。
34.如图4所示，在扁平螺杆130的槽形成面132形成有第1槽134。第1槽134例如具有中央部135、连接部136、材料导入部137。中央部135与形成于筒140的连通孔146对置。中央部135与连通孔146连通。连接部136连接中央部135与材料导入部137。在图示的例子中，连接部136从中央部135朝向槽形成面132的外周以旋涡状设置。材料导入部137设置于槽形成面132的外周。即，材料导入部137设置于扁平螺杆130的侧面133。从材料供给部110供给的材料从材料导入部137被导入第1槽134，经过连接部136以及中央部135，被运送至形成于筒140的连通孔146。第1槽134例如设置有2个。
35.另外，第1槽134的数量没有特别限定。虽未图示，但第1槽134也可以设置3个以上，也可以仅设置1个。此外，虽未图示，但三维造型装置100也可以取代扁平螺杆130而具有直列螺杆。
36.如图3所示，筒140设置于扁平螺杆130的下方。筒140具有与扁平螺杆130的槽形成面132对置的对置面142。在对置面142的中心形成有与第1槽134连通的连通孔146。此处，图5是示意性地表示筒140的俯视图。
37.如图5所示，在筒140的对置面142形成有第2槽144和连通孔146。第2槽144形成有多个。在图示的例子中，形成有6个第2槽144，但第2槽144的数量没有特别限定。从z轴方向观察时，多个第2槽144绕连通孔146形成。对于第2槽144而言，一端与连通孔146连接，且从连通孔146朝向筒140的外周148以旋涡状延伸。第2槽144具有将塑化的造型材料向连通孔146引导的功能。
38.另外，第2槽144的形状没有特别限定，例如也可以为直线状。此外，第2槽144也可以一端没有与连通孔146连接。并且，第2槽144也可以不形成于对置面142。但是，若考虑将
塑化的造型材料高效地向连通孔146引导，则优选第2槽144形成于对置面142。
39.如图3所示，加热器150设置于筒140。加热器150对供给至扁平螺杆130与筒140之间的材料进行加热。加热器150由控制部94控制。塑化部120通过扁平螺杆130、筒140以及加热器150，将材料一边朝向连通孔146运送一边加热而生成塑化的造型材料，并使生成的造型材料从连通孔146流出。从z轴方向观察时，加热器150的形状也可以为环状。
40.另外，加热器150的位置没有特别限定。虽未图示，但加热器150例如也可以设置于喷嘴160。此外，加热器150的数量没有特别限定。虽未图示，但加热器150也可以设置有2个，一个加热器150设置于筒140，另一个加热器150设置于喷嘴160。
41.喷嘴160设置于筒140的下方。在喷嘴160形成有喷嘴流路162。喷嘴流路162与连通孔146连通。从连通孔146对喷嘴流路162供给造型材料。喷嘴流路162具有喷嘴开口164。喷嘴160从喷嘴开口164朝向台20喷出造型材料。
42.如图2以及图3所示，台20设置于喷嘴160的下方。在图示的例子中，台20的形状为长方体。台20对从喷出部10喷出的造型材料进行支承。台20具有供造型材料堆积的造型面22。造型面22是台20的上表面的区域。在图示的例子中，造型面22的垂线p与z轴平行。
43.台20的材质例如为铝等金属。台20也可以由金属板和设置于金属板的紧贴片构成。在这种情况下，造型面22由紧贴片构成。紧贴片能够提高台20与从喷出部10喷出的造型材料的紧贴性。
44.虽未图示，但台20也可以由形成有槽的金属板和以填埋槽的方式设置的基底层构成。在这种情况下，造型面22由基底层构成。基底层的材质例如与造型材料相同。基底层能够提高台20与从喷出部10喷出的造型材料的紧贴性。
45.位置变更部30对台20进行支承。在图示的例子中，位置变更部30经由第2加热部54而对台20进行支承。位置变更部30对喷嘴160与台20的相对位置进行变更。在图示的例子中，位置变更部30通过使台20沿x轴方向以及y轴方向移动，从而在x轴方向以及y轴方向上，变更喷嘴160与台20的相对位置。并且，位置变更部30通过使喷出部10沿z轴方向移动，在z轴方向上变更喷嘴160与台20的相对位置。
46.位置变更部30例如具有第1电动致动器32、第2电动致动器34、第3电动致动器36。第1电动致动器32使台20沿x轴方向移动。第2电动致动器34使台20沿y轴方向移动。第3电动致动器36使喷出部10沿z轴方向移动。
47.另外，位置变更部30若能够变更喷嘴160与台20的相对位置，则其结构没有特别限定。位置变更部30例如也可以是使台20沿z轴方向移动，且使喷出部10沿x轴方向以及y轴方向移动的结构，也可以是使台20或者喷出部10沿x轴方向、y轴方向以及z轴方向移动的结构。
48.支承构件40与第3电动致动器36连接。支承构件40对喷出部10以及第1加热部50进行支承。位置变更部30通过利用第3电动致动器36使支承构件40沿z轴方向移动，由此使喷出部10以及第1加热部50沿z轴方向移动。
49.1.2.加热部
50.第1加热部50被支承构件40支承。第1加热部50与喷嘴160联动地移动。第1加热部50设置于比造型时的喷嘴开口164的位置靠上方。如图3所示，在第1加热部50设置有贯通孔51。贯通孔51沿z轴方向贯通第1加热部50。在造型时，喷嘴160位于贯通孔51。造型时是指进
行形成后述的造型层的处理时。
51.当从z轴方向观察时，在喷嘴开口164位于台20的中心的情况下，第1加热部50具有覆盖台20的至少一部分的形状。当从z轴方向观察时，在喷嘴开口164位于台20的中心的情况下，第1加热部50也可以只覆盖台20的一部分，也可以覆盖台20的全部。第1加热部50对堆积于台20的造型材料进行加热。
52.第1加热部50例如具有加热器52和隔热构件53。加热器52与造型面22对置。加热器52设置于台20与隔热构件53之间。加热器52例如是橡胶加热器。加热器52由控制部94控制。隔热构件53设置在加热器52上。隔热构件53与支承构件40连接。隔热构件53能够减少向比隔热构件53靠上方传递的加热器52的热。
53.第2加热部54被位置变更部30支承。第2加热部54位于台20的下方。第2加热部54设置于位置变更部30与台20之间。第2加热部54与台20联动地移动。第2加热部54通过对台20进行加热而对堆积于台20的造型材料进行加热。
54.第2加热部54例如具有隔热构件55、加热器56、板57。隔热构件55设置于位置变更部30与加热器56之间。隔热构件55能够减少向比隔热构件55靠下方传递的加热器56的热。加热器56设置于隔热构件55与板57之间。加热器56例如为橡胶加热器。加热器56由控制部94控制。板57设置于加热器56与台20之间。板57的材质例如为铝。
55.1.3.温度检测部
56.第1温度检测部60检测塑化部120的温度。第1温度检测部60例如检测塑化部120的加热器150的温度。在图示的例子中，第1温度检测部60设置于筒140。
57.第2温度检测部62检测第1加热部50的温度。第2温度检测部62例如检测第1加热部50的加热器52的温度。在图示的例子中，第2温度检测部62被隔热构件53支承。
58.第3温度检测部64检测台20的温度。第3温度检测部64例如检测台20的造型面22的温度。第3温度检测部64例如被未图示的支承构件支承。
59.第4温度检测部66检测第2加热部54的温度。第4温度检测部66例如检测第2加热部54的加热器56的温度。第4温度检测部66例如被未图示的支承构件支承。温度检测部60、62、64、66例如为放射红外线等的非接触式的放射温度计。
60.另外，虽未图示，但三维造型装置100也可以包含温度检测部60、62、64、66中的仅1个而构成，也可以包含温度检测部60、62、64、66中的仅2个而构成，也可以包含温度检测部60、62、64、66中的仅3个而构成。
61.1.4.壳体等
62.壳体70收容喷出部10、台20、位置变更部30、支承构件40、加热部50、54以及温度检测部60、62、64、66。壳体70例如具有大致长方体的形状。
63.如图1所示，壳体70例如具有主体72、门74、把手76。
64.主体72具有箱状的形状。主体72收容喷出部10、台20、位置变更部30、支承构件40、加热部50、54以及温度检测部60、62、64、66。
65.门74例如经由未图示的铰链而与主体72连接。在图示的例子中，门74构成壳体70的朝向-y轴方向的面。门74能够以铰链为轴而转动。铰链例如设置于门74的-x轴方向的端部。
66.把手76设置于门74。在图示的例子中，把手76设置于门74的+x轴方向的端部。把手
76在门74开闭时由用户把持。
67.锁定机构78设置于门74。锁定机构78也可以设置于主体72以及门74。锁定机构78对门74进行上锁以及开锁。锁定机构78构成为能够对门74进行上锁以及开锁。锁定机构78例如也可以构成为通过设置于门74的部分与设置于主体72的部分卡合以及卡合解除，能够对门74进行上锁以及开锁。锁定机构78若构成为能够对门74进行上锁以及开锁，则其形式没有特别限定。在锁定机构78将门74上锁的状态下，用户无法打开门74。在锁定机构78使门74为开锁的状态下，用户能够打开门74。锁定机构78由控制部94控制。
68.冷却部80例如收容于壳体70。冷却部80例如设置于位置变更部30的+y轴方向。冷却部80对塑化部120、台20、第1加热部50以及第2加热部54中的至少1个进行冷却。优选冷却部80对塑化部120、台20、加热部50、54的全部进行冷却。冷却部80例如为扇风机、换气扇等。冷却部80由控制部94控制。
69.排出机构82设置于壳体70。在图示的例子中，排出机构82设置于壳体70的上表面。排出机构82将壳体70内的气体向壳体70外排出。排出机构82例如包含管、泵等而构成。另外，虽未图示，但冷却部80与排出机构82也可以一体地设置。
70.气体检测部84收容于壳体70。气体检测部84例如设置于壳体70的上部。气体检测部84检测壳体70内的气体。气体检测部84例如是检测壳体70的氧浓度的传感器。
71.开闭检测部86设置于壳体70。在图示的例子中，开闭检测部86设置于壳体70的朝向-y轴方向的面。开闭检测部86检测门74的开闭。开闭检测部86若能够检测门74的开闭，则其形式没有特别限定。
72.信号台88设置于壳体70。在图示的例子中，信号台88设置于壳体70的上表面。信号台88通过发光的灯的颜色，例如对用户报告三维造型物的造型结束、在造型中产生了错误等。信号台88由控制部94控制。
73.1.5.控制部等
74.受理部90设置于壳体70外。受理部90受理用户的操作。受理部90根据用户的操作，对控制部94发送信号。受理部90受理来自用户的控制部94的处理开始的指示，对控制部94输出处理开始信号。并且，受理部90受理来自用户的门74的开锁的指示，对控制部94输出开锁信号。受理部90例如由鼠标、触摸面板、键盘等构成。
75.显示部92设置于壳体70。在图示的例子中，显示部92设置于壳体70的朝向-y轴方向的面。显示部92基于来自控制部94的信号，显示各种图像。显示部92例如显示三维造型物的造型结束的意思的信息、在造型中产生了错误的意思的信息。显示部92例如由lcd(liquid crystal display)、有机el(electroluminescence)显示器、epd(electrophoretic display)等构成。
76.控制部94设置于壳体70外。控制部94例如由具有处理器、主存储装置、与外部进行信号的输入输出的输入输出接口的计算机构成。控制部94例如通过处理器执行读入主存储装置的程序来发挥各种功能。具体而言，控制部94控制喷出部10、位置变更部30、加热部50、54、锁定机构78、冷却部80、信号台88、显示部92。另外，控制部94也可以不是由计算机而是由多个电路的组合构成。
77.此处，图6是用于对控制部94的处理进行说明的流程图。
78.首先，控制部94若被输入了上述的处理开始信号，则作为步骤s1而进行获取用于
对三维造型物进行造型的造型数据的处理。
79.造型数据包括：与存积于材料供给部110的材料的种类、喷嘴160相对于台20的移动路径、从喷嘴160喷出的造型材料的量等相关的信息。
80.造型数据例如通过使安装于与三维造型装置100连接的计算机的切片软件读入形状数据来制作。形状数据是表示使用三维cad(computer aided design)软件、三维cg(computer graphics)软件等而制作出的三维造型物的目标形状的数据。作为形状数据，例如使用stl(standard triangulated language)形式、amf(additive manufacturing file format)等的数据。切片软件将三维造型物的目标形状分割为预定厚度的层，按每层制作造型数据。造型数据通过g代码、m代码等来表示。控制部94从与三维造型装置100连接的计算机、usb(universal serial bus)存储器等记录介质获取造型数据。
81.接下来，控制部94作为步骤s2而进行对台20喷出造型材料而形成造型层的处理。
82.具体而言，控制部94驱动塑化部120以及加热部50、54，使供给至扁平螺杆130与筒140之间的材料塑化而生成造型材料，从喷嘴160喷出造型材料。控制部94例如继续生成造型材料，直至形成造型层的处理结束为止。在形成造型层的处理中，锁定机构78对门74进行上锁。在形成造型层的处理中，冷却部80没有被驱动。
83.此处，图7是用于对形成造型层的处理进行说明的剖视图。
84.如图7所示，控制部94基于获取到的造型数据，控制位置变更部30而使喷嘴160与台20的相对位置变化，并且控制喷出部10而从喷嘴160朝向台20喷出造型材料。
85.具体而言，在形成造型层的处理开始之前即作为第1层的造型层的造型层l1的形成开始之前，喷嘴160配置于比台20的-x轴方向的端部靠-x轴方向的初始位置。若形成造型层的处理开始，则如图7所示，控制部94通过控制位置变更部30，例如，使喷嘴160相对于台20而向+x轴方向相对移动。在喷嘴160通过台20上时，从喷嘴160喷出造型材料。由此，形成造型层l1。在图7中，使n为任意的自然数，图示至第n层的造型层ln为止。
86.接下来，如图6所示，控制部94作为步骤s3而进行基于造型数据来判定是否所有造型层的形成结束的处理。
87.在判定为不是所有造型层的形成结束的情况下(步骤s3中“否”)，控制部94使处理返回步骤s2。而且，控制部94在步骤s3中反复步骤s2和步骤s3的处理，直至判定为所有造型层的形成结束为止。
88.另一方面，在判定为所有造型层的形成结束的情况下(步骤s3中“是”)，控制部94作为步骤s4而进行停止电力向喷出部10、位置变更部30以及加热部50、54的供给，并使冷却部80驱动的处理。
89.接下来，控制部94基于温度检测部60、62、64、66的检测结果，控制锁定机构78。具体而言，控制部94作为步骤s5而进行判定由温度检测部60、62、64、66检测出的温度是否全部为预定值以下的处理。
90.在判定为由温度检测部60、62、64、66检测出的温度没有成为预定值以下的情况下(步骤s5中“否”)，控制部94作为步骤s6而进行根据用户的开锁的指示判定是否从受理部90输入有开锁信号的处理。
91.在判定为未输入有开锁信号的情况下(步骤s6中“否”)，控制部94使处理返回步骤s5。然后，控制部94反复步骤s5和步骤s6的处理，直至步骤s5中判定为由温度检测部60、62、
64、66检测出的温度全部成为预定值以下或者步骤s6中判定为输入了开锁信号为止。
92.在判定为由温度检测部60、62、64、66检测出的温度全部成为预定值以下的情况下(步骤s5中“是”)，控制部94基于气体检测部84的检测结果，控制锁定机构78。具体而言，控制部94作为步骤s7而进行判定由气体检测部84检测出的氧浓度是否为预定值以上的处理。另外，在上述的例子中，在步骤s5中判定由温度检测部60、62、64、66检测出的温度是否全部为预定值以下，但也可以在步骤s5中判定由温度检测部60、62、64、66检测出的温度的至少任一个是否为预定值以下。在这种情况下，在判定为由温度检测部60、62、64、66检测出的温度的至少任一个为预定值以下的情况下，也可以使处理进入步骤s7。
93.在判定为由气体检测部84检测出的氧浓度没有成为预定值以上的情况下(步骤s7中“否”)，控制部94反复步骤s7的处理，直至判定为由气体检测部84检测出的氧浓度为预定值以上为止。
94.另一方面，在判定为由气体检测部84检测出的氧浓度为预定值以上的情况下(步骤s7中“是”)，或者在判定为输入了开锁信号的情况下(步骤s6中“是”)，控制部94作为步骤s8而控制锁定机构78将门74开锁。
95.而且，控制部94也可以控制信号台88以及显示部92而向用户报告了处理结束的意思之后，结束处理。另外，在上述的流程图中也可以省略步骤s7的处理。
96.1.6.作用效果
97.在三维造型装置100中，包括：壳体70，其收容喷出部10、台20、加热部50、54以及位置变更部30，并具有门74；锁定机构78，其对门74进行上锁以及开锁；温度检测部60、62、64、66，其检测塑化部120、台20以及加热部50、54的温度；以及控制部94。控制部94基于温度检测部60、62、64、66的检测结果，控制锁定机构78。
98.因此，在三维造型装置100中，即便三维造型物的造型结束，也不由用户立即打开门74。由此，将三维造型物在三维造型物的温度下降至预定值的状态下取出。因此，能够使三维造型物的形状崩坏或者三维造型物产生因快速冷却引起的弯曲、变形的可能性变小。作为其结果，能够提高三维造型物的精度。
99.另外，在上述的实施方式中，构成为控制部94基于检测塑化部120、台20以及加热部50、54的温度的温度检测部60、62、64、66的检测结果来控制锁定机构78，但也可以取代于此，三维造型装置100具有测定三维造型物的表面温度的温度检测部，且构成为控制部94基于由该温度检测部测定出的三维造型物的表面温度来控制锁定机构78。然而，优选构成为基于检测塑化部120、台20以及加热部50、54的温度的温度检测部60、62、64、66的检测结果来控制锁定机构78。这是因为例如与基于通过温度检测部测定三维造型物的表面并基于该温度检测部的检测结果来控制锁定机构的情况相比，甚至三维造型物的内部也能够降低温度。而且，这是因为根据三维造型物的形状、材质的不同，即便表面的温度下降至预定值，也有时内部的温度没有下降至预定值，能够使产生这样的问题的可能性变小。
100.在三维造型装置100中，包括检测壳体70内的气体的气体检测部84，控制部94基于气体检测部84的检测结果，控制锁定机构78。因此，在三维造型装置100中，例如，能够防止在壳体70内的氧浓度降低的状态下门74打开。
101.在三维造型装置100中，包括将壳体70内的气体向壳体70外排出的排出机构82。因此，在三维造型装置100中，能够防止在壳体70内充满预定气体。
102.在三维造型装置100中，包括对塑化部120、台20以及加热部50、54中的至少1个进行冷却的冷却部80。因此，在三维造型装置100中，通过冷却部80，能够降低塑化部120、台20以及加热部50、54中的至少1个的温度。
103.在三维造型装置100中，包括第1加热部50，上述第1加热部50位于比造型时的喷嘴开口164靠上方，且具有在喷嘴开口164位于台20的中心的情况下覆盖台20的至少一部分的形状，第1加热部50与喷出部10联动地移动。因此，在三维造型装置100中，能够提高形成在台20上的第1造型层和形成在第1造型层上的第2造型层的紧贴性。
104.在三维造型装置100中，包括第2加热部54，上述第2加热部54位于台20的下方，对台20进行加热。因此，在三维造型装置100中，能够提高形成在台20上的第1造型层与形成在第1造型层上的第2造型层的紧贴性。
105.在三维造型装置100中，包括受理来自用户的门74的开锁的指示的受理部90，在由受理部90受理到指示的情况下，控制部94取代温度检测部60、62、64、66的检测结果而基于指示，来控制锁定机构78而使门74开锁。因此，在三维造型装置100中，在用户想要打开门74的情况下，能够不依赖于控制部94的控制而打开门74。
106.另外，在上述中，说明了如下例子：在形成造型层的处理之后，进行判定是否从受理部90输入了开锁信号的处理，但该判定处理也可以在形成造型层的处理时进行。在形成造型层的处理时，判定为输入了开锁信号的情况下，即便在形成造型层的处理时，控制部94也控制锁定机构78而将门74开锁。而且，在由于用户打开门74而开闭检测部86检测出门74的打开的情况下，控制部94停止电力向喷出部10、位置变更部30、第1加热部50以及第2加热部54中的至少1个的供给。优选控制部94停止电力向喷出部10、位置变更部30以及加热部50、54全部的供给。由此，能够提高用户的安全性。在停止了电力的供给之后，控制部94结束处理。
107.2.三维造型装置的变形例
108.接下来，对本实施方式的变形例所涉及的三维造型装置，进行说明。
109.以下，在本实施方式的变形例所涉及的三维造型装置中，对与上述的本实施方式所涉及的三维造型装置100的例子的不同点进行说明，对相同点省略说明。
110.在上述的三维造型装置100中，从材料供给部110供给的材料为abs树脂。
111.相对于此，在本实施方式的变形例所涉及的三维造型装置中，从材料供给部110供给的材料是除abs树脂以外的材料，或者是在abs树脂加入了其他成分的材料。
112.作为从材料供给部110供给的材料，可举出以具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料为主材料的材料。此处，“主材料”是指对三维造型物的形状进行造型的主要的材料，是指在三维造型物中占50质量％以上的含有率的材料。上述的材料包括将上述的主材料以单体熔融的材料、与主材料一起含有的一部分的成分熔融而成为糊状的材料。
113.作为具有热塑性的材料，例如能够使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，例如可举出：通用工程塑料、超级工程塑料。
114.作为通用工程塑料，例如可举出，聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚甲醛(pom)、聚氯乙烯(pvc)、聚酰胺(pa)、聚乳酸(pla)、聚苯硫醚(pps)、聚碳酸脂(pc)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。
115.作为超级工程塑料，例如可举出，聚砜(psu)、聚醚砜(pes)、聚苯硫醚(pps)、多芳
基化合物(par)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺酰亚胺(pai)、聚醚酰亚胺(pei)、聚醚醚酮(peek)。
116.具有热塑性的材料也可以除了颜料、金属、陶瓷之外还另外混入有蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等添加剂等。具有热塑性的材料在塑化部120中，通过扁平螺杆130的旋转和加热器150的加热而塑化而转化为熔融的状态。此外，这样生成的造型材料在从喷嘴160堆积之后，通过温度的降低而固化。期望具有热塑性的材料在被加热至其玻璃化转变点以上而完全熔融的状态下从喷嘴160喷出。
117.在塑化部120中，也可以取代具有上述的热塑性的材料，例如使用金属材料来作为主材料。此时，期望在使金属材料成为粉末状的粉末材料混合造型材料生成时熔融的成分，投入塑化部120。
118.作为金属材料，例如可举出，镁(mg)、铁(fe)、钴(co)、铬(cr)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、镍(ni)的单一的金属或包含这些金属的1种以上的合金，此外可举出，马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。
119.在塑化部120中，能够取代上述的金属材料而将陶瓷材料用作主材料。作为陶瓷材料，例如可举出，二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷、氮化铝等非氧化物陶瓷等。
120.从材料供给部110供给的金属材料、陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末、合金的粉末、陶瓷材料的粉末多种混合而得到的混合材料。此外，金属材料、陶瓷材料的粉末材料例如也可以由上述的热塑性树脂或者除此以外的热塑性树脂涂覆。此时，也可以是，在塑化部120中，该热塑性树脂熔融而表现出流动性。
121.也能够在从材料供给部110供给的金属材料、陶瓷材料粉末材料例如添加溶剂。作为溶剂，例如可举出，水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇乙醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等乙酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基胺乙酸酯类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜系溶剂；吡啶、γ-甲吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶系溶剂；乙酸四烷基铵类(例如、乙酸四丁铵等)；丁基卡必醇乙酸酯等离子液体等。
122.此外，也可以在从材料供给部110供给的金属材料、陶瓷材料的粉末材料例如添加粘合剂。作为粘合剂，例如可举出，丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂、纤维素系树脂或者其他合成树脂或者pla、pa、pps、peek或者其他热塑性树脂。
123.上述的实施方式以及变形例为一个例子，且不限定于这些。例如，也能够将各实施方式以及各变形例适当地组合。
124.本发明包含与实施方式中说明的结构实质相同的结构，例如功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构。此外，本发明包括将实施方式中说明的结构中的不是本质的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括起到与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者能够实现相同的目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中说明的结构附加了公知技术而得到的结构。
125.从上述的实施方式以及变形例导出以下的内容。
126.三维造型装置的一方式包括：喷出部，具有使材料塑化而生成造型材料的塑化部，并从喷嘴开口喷出上述造型材料；台，对从上述喷出部喷出的上述造型材料进行支承；加热
部，对堆积于上述台的上述造型材料进行加热；位置变更部，对上述喷出部与上述台的相对位置进行变更；壳体，收容上述喷出部、上述台、上述加热部以及上述位置变更部，并具有门；锁定机构，对上述门进行上锁以及开锁；温度检测部，对上述塑化部、上述台以及上述加热部中的至少1个的温度进行检测；以及控制部，上述控制部基于上述温度检测部的检测结果，控制上述锁定机构。
127.根据该三维造型装置，能够提高三维造型物的精度。
128.也可以是，在三维造型装置的一方式中，包括检测上述壳体内的气体的气体检测部，上述控制部基于上述气体检测部的检测结果，控制上述锁定机构。
129.根据该三维造型装置，例如，能够防止在壳体内的氧浓度降低的状态下门打开。
130.也可以是，在三维造型装置的一方式中，包括排出机构，上述排出机构将上述壳体内的气体向上述壳体外排出。
131.根据该三维造型装置，能够防止在壳体内充满预定气体。
132.也可以是，在三维造型装置的一方式中，包括冷却部，上述冷却部对上述塑化部、上述台以及上述加热部中的至少1个进行冷却。
133.根据该三维造型装置，能够通过冷却部，来降低塑化部、台以及加热部中的至少1个的温度。
134.也可以是，在三维造型装置的一方式中，作为上述加热部，包括第1加热部，上述第1加热部位于比造型时的上述喷嘴开口靠上方的位置，且具有在上述喷嘴开口位于上述台的中心的情况下覆盖上述台的至少一部分的形状，上述第1加热部与上述喷出部联动地移动。
135.根据该三维造型装置，能够提高形成在台上的第1造型层与形成在第1造型层上的第2造型层的紧贴性。
136.也可以是，在三维造型装置的一方式中，作为上述加热部，包括第2加热部，上述第2加热部位于上述台的下方，并对上述台进行加热。
137.根据该三维造型装置，能够提高形成在台上的第1造型层与形成在第1造型层上的第2造型层的紧贴性。
138.也可以是，在三维造型装置的一方式中，包括受理部，上述受理部受理来自用户的对上述门的开锁的指示，在由上述受理部受理到上述指示的情况下，上述控制部取代上述温度检测部的检测结果而基于上述指示，将上述锁定机构开锁。
139.根据该三维造型装置，在用户想要打开门的情况下，能够不依赖于控制部的控制地打开门。
140.也可以是，在三维造型装置的一方式中，包括开闭检测部，上述开闭检测部检测上述门的开闭，在上述开闭检测部检测到上述门打开的情况下，上述控制部停止向上述喷出部、上述加热部以及上述位置变更部中的至少1个供给电力。
141.根据该三维造型装置，能够提高用户的安全性。

技术特征：
1.一种三维造型装置，其特征在于，包括：喷出部，具有使材料塑化而生成造型材料的塑化部，并从喷嘴开口喷出所述造型材料；台，对从所述喷出部喷出的所述造型材料进行支承；加热部，对堆积于所述台的所述造型材料进行加热；位置变更部，对所述喷出部与所述台的相对位置进行变更；壳体，收容所述喷出部、所述台、所述加热部以及所述位置变更部，并具有门；锁定机构，对所述门进行上锁以及开锁；温度检测部，对所述塑化部、所述台以及所述加热部中的至少1个的温度进行检测；以及控制部，所述控制部基于所述温度检测部的检测结果，控制所述锁定机构。2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，所述三维造型装置包括检测所述壳体内的气体的气体检测部，所述控制部基于所述气体检测部的检测结果，控制所述锁定机构。3.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其特征在于，所述三维造型装置包括排出机构，所述排出机构将所述壳体内的气体向所述壳体外排出。4.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，所述三维造型装置包括冷却部，所述冷却部对所述塑化部、所述台以及所述加热部中的至少1个进行冷却。5.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，作为所述加热部，所述三维造型装置包括第1加热部，所述第1加热部位于比造型时的所述喷嘴开口靠上方的位置，且具有在所述喷嘴开口位于所述台的中心的情况下覆盖所述台的至少一部分的形状，所述第1加热部与所述喷出部联动地移动。6.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，作为所述加热部，所述三维造型装置包括第2加热部，所述第2加热部位于所述台的下方，并对所述台进行加热。7.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，所述三维造型装置包括受理部，所述受理部受理来自用户的对所述门的开锁的指示，在由所述受理部受理到所述指示的情况下，所述控制部取代所述温度检测部的检测结果而基于所述指示，将所述锁定机构开锁。8.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，所述三维造型装置包括开闭检测部，所述开闭检测部检测所述门的开闭，在所述开闭检测部检测到所述门打开的情况下，所述控制部停止向所述喷出部、所述加热部以及所述位置变更部中的至少1个供给电力。

技术总结
本发明公开了能够提高三维造型物的精度的三维造型装置。三维造型装置包括：喷出部，具有使材料塑化而生成造型材料的塑化部，并从喷嘴开口喷出上述造型材料；台，对从上述喷出部喷出的上述造型材料进行支承；加热部，对堆积于上述台的上述造型材料进行加热；位置变更部，对上述喷出部与上述台的相对位置进行变更；壳体，收容上述喷出部、上述台、上述加热部以及上述位置变更部，并具有门；锁定机构，对上述门进行上锁以及开锁；温度检测部，对上述塑化部、上述台以及上述加热部中的至少1个的温度进行检测；以及控制部，上述控制部基于上述温度检测部的检测结果，控制上述锁定机构。控制上述锁定机构。控制上述锁定机构。


技术研发人员：松浦克俊
受保护的技术使用者：精工爱普生株式会社
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/8/24