CN105813826A - 成型装置和成型方法 - Google Patents

Abstract

一种建模装置包括平台、照射单元、移动机构和平台旋转机构。所述照射单元利用能量射线选择性地照射被供应到平台上的材料的区域。所述移动机构至少在所述材料的堆叠方向上相对地移动所述平台和所述照射单元。所述平台旋转机构使所述平台旋转。

Description

成型装置和成型方法

技术领域

本发明涉及一种由可通过光的能量射线等固化的材料形成三维对象的建模装置，并且涉及一种通过该建模装置来制造建模对象的方法。

背景技术

主要用于建模装置的方法之一是例如光学建模方法。光学建模方法是通过用激光局部选择性地照射光可固化树脂来使树脂的期望部分固化并且绘制以便形成建模对象的方法。光学建模方法包括被称为调节液位方法的方法。在调节液位方法中，例如通过平板玻璃表面来调节光可固化树脂的液位，以及通过经由玻璃被聚焦在液位与玻璃表面之间的界面上的激光进行绘制。

在专利文献1中描述的建模装置包括例如筒状鼓。在鼓与建模平台之间形成在一个方向上较长的狭缝区域。在该狭缝区域中，用光照射光可固化材料。这称为一维调节液位方法。利用该方法，可以将材料的固化层从鼓干净地剥离(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：日本专利申请特开2012-40757号公报

发明内容

本发明要解决的问题

一般情况下，存在由建模装置形成建模对象花费时间较长并且因而生产率较低的缺点。本技术的目的是提供一种能够使形成建模对象所需的时间缩短的建模装置和一种通过该建模装置来制造建模对象的方法。

另外，对提高建模装置的建模精度也就是以高精度进行印刷的需求逐年增加。本技术的另一目的是提供一种能够形成高度精确的建模对象的建模装置和一种通过该建模装置来制造建模对象的方法。

解决问题的手段

为了实现上述目的，根据本技术的实施例的建模装置包括平台、照射单元、移动机构以及平台旋转机构。

照射单元用能量射线选择性地照射被供应到平台上的材料的区域。

移动机构至少在材料的堆叠方向上相对地移动平台和照射单元。

平台旋转机构使平台旋转。

移动机构使层压建模变得可能，并且，由于离心力，平台的旋转可以将未固化材料剥离并去除。由此，与例如用清洗液冲洗未固化材料的去除方法相比，能够缩短用以形成建模对象所需的时间。

此外，平台是可旋转的，并因此可以在使建模对象旋转的同时进行建模。因此，与通过沿着平面中的两个轴扫描来进行常规印刷(如此对一层进行建模)相比，能够缩短建模时间。

根据本技术的另一实施例的建模装置包括平台、第一照射单元、移动机构以及第二照射单元。

第一照射单元用能量射线选择性地照射被供应到平台上的材料的区域。

移动机构在材料的堆叠方向上相对地移动平台和照射单元。

第二照射单元用能量射线照射由第一照射单元照射过的材料。

该建模装置能够通过第二照射单元的后固化处理来形成高度精确的建模对象。

根据本技术的另一实施例的建模装置包括平台、曝光单元以及移动机构。

曝光单元包括由多个固态发光元件构成的发光阵列，并且曝光单元通过发光阵列选择性地使被供应到平台上的材料的区域暴露于光。

移动机构至少在材料的堆叠方向上相对地移动平台和发光阵列。

使用发光阵列，并因此能够减少曝光单元的扫描方向。由此，能够缩短用以形成建模对象所需的时间。

根据本技术的另一实施例的建模装置包括平台、限制构件、照射单元以及移动机构。

限制构件包括由朝向平台凸起的弯曲表面形成的表面。限制构件与平台相对，从而限制构件能够被布置成使得在平台与表面之间形成保持区域，该保持区域包括在垂直于平台的方向上形成的最小间隙的位置。

照射单元用能量射线照射在保持区域中保持的材料中的在与最小间隙的位置偏离的位置处的材料。

移动机构在材料的堆叠方向上相对地移动平台和限制构件。

由此，能够形成高度精确的建模对象。

根据本技术的另一实施例的建模装置包括平台、限制构件、照射单元以及移动机构。

限制构件包括被划分成多个区域的表面。限制构件与平台相对，从而限制构件能够被布置成使得在表面的多个区域中的任一区域与平台之间形成保持区域。

照射单元用能量射线照射在保持区域中保持的材料。

移动机构在材料的堆叠方向上相对地移动平台和限制构件。

由此，可以高精度地形成其中集成了多种材料的高功能结构。

根据本技术的另一实施例的建模装置包括限制构件、照射单元、行进体以及移动机构。

限制构件包括由朝向建模目标表面凸起的弯曲表面形成的表面。限制构件能够与建模目标表面相对，从而在建模目标表面与所述表面之间形成包括间隙的保持区域。

照射单元选择性地向在保持区域中保持的材料的区域照射能量射线。

行进体合并限制构件和照射装置并且在建模目标表面上行进。

移动机构被合并到行进体中并且使限制构件在材料的堆叠方向上移动。

由此，可以在不增加建模装置的尺寸的情况下形成任意尺寸的结构。

根据本技术的实施例的建模对象包括由第一材料形成的结构和由第二材料形成的填充部。

由第一材料形成的结构包括：外表面；第一孔；第二孔，该第二孔的容积大于第一孔的容积；以及使外表面与第一孔彼此连通的连通通道。

由第二材料形成的填充部被填充在连通通道和第一孔中，并且由与第一材料不同的固态第二材料形成。

根据本技术的实施例的用于制造建模对象的方法包括将材料供应到平台上。

通过用能量射线照射被供应到平台上的材料的区域来印刷一层或多层的材料。

通过使平台旋转或者通过吸收来去除在印刷中所固化的材料上余留的未固化材料。

在去除未固化材料之后，按顺序执行以下步骤：供应材料；以及固化一层或多层的材料。

根据本技术的实施例的一种用于制造建模对象的方法包括选择性地向每一层中的第一材料的区域照射能量射线，从而形成如下结构，该结构包括：外表面；第一孔；第二孔，该第二孔的容积大于第一孔的容积；以及使外表面与第一孔彼此连通的连通通道。

由于毛细作用力，经由所述连通通道用与第一材料不同的第二材料填充所述第一孔。

对所填充的第二材料进行固化。

本发明的效果

在上文中，根据本技术，能够缩短用以形成建模对象所需的时间或者能够形成高度精确的建模对象。

注意，这里所描述的效果不一定受限制，而可以是本公开中所描述的效果中的任意效果。

附图说明

图1是示意性地示出根据第一实施例的建模装置的透视图。

图2是主要示出沿y方向观察曝光头单元时的视图。

图3是在沿x方向观察照射单元和鼓时的视图。

图4A是在曝光期间沿x方向观察建模装置的主要部分时的视图，以及图4B是在曝光期间沿y方向观察建模装置的主要部分时的视图。

图5A和图5B示出了由于旋转的离心力来去除未固化材料的操作。

图6示出了通过旋转去除未固化材料的另一种形式。

图7A和图7B依次示出了根据第二实施例的建模装置的操作。

图8A和图8B接着图7B依次示出了根据第二个实施例的建模装置的操作。

图9A和图9B是在沿x方向观察根据第三实施例的建模装置的主要部分时的视图。

图10示出了根据第四实施例的建模装置的主要部分。

图11示出了制造图10所示的中空管状结构的另一种方法。

图12A和图12B示出了通过该建模装置制造另一建模对象的方法。

图13是示出不具有旋转对称形状的结构的透视图。

图14是示出包括可以由图1或图10所示的建模装置形成的微流动通道的结构的透视图。

图15A和图15B是描述用于制造图14所示的结构的方法的视图。

图16A是示出与图14所示的结构相同的结构的透视图，该结构是根据作为参考例的常规建模方法形成的。图16B示出了该结构的凸台部。

图17是示出用于形成三维网状结构的单元蜂窝状结构的透视图。

图18示出了根据第五实施例的建模装置的主要部分。

图19是用于定量描述在照射位置中与最小间隙的位置偏离的量的视图。

图20示出了第五实施例的修改示例。

图21是示出在根据第六实施例的建模装置中使用的鼓的透视图。

图22是图21所示的鼓的剖视图。

图23是示意性地示出根据本技术的实施例的结构的剖视图。

图24是示出根据第八实施例的建模装置的侧视图。

具体实施例

在下文中，将参照附图来描述本技术的实施例。

1、对抑制建模对象的生产率的因素的考虑

1)例如，在通过建模装置进行建模结束之后，存在用清洗液冲洗并去除未固化的树脂材料的过程。这一直是使建模对象的生产率降低的原因之一。

2)作为建模装置的原始构思，待建模的目标是普遍的，而并不是针对特定建模对象进行优化。一般情况下，光学建模已经主要用于实体模型的应用。为了成为普遍，需要对任意形状的目标进行建模。此外，使用自由液位方法的光学建模装置由于其结构而没有改进的余地。

2、第一实施例

1)建模装置的总体配置

图1是示意性地示出根据第一实施例的建模装置的透视图。建模装置100包括工作盘13、曝光头单元30、移动机构20、盘旋转机构12(平台旋转机构)、以及θ旋转机构14(限制构件旋转机构)。

移动机构20包括z移动机构26、x移动机构22以及y移动机构24。xy平面为水平平面，而az方向是与水平面垂直的方向(重力方向)。在本说明书中，“移动机构”是指线性移动对象的机构，这区别于引起旋转移动的“旋转机构”。

工作盘13用作用于形成建模对象的平台。工作盘13被形成为例如盘状外形。在图1中，在工作盘13上形成具有例如容器状外形的建模对象T。

盘旋转机构12连接至工作盘13，并且盘旋转机构12包括使工作盘13旋转的电机(未示出)。

z移动机构26包括驱动单元26a，该驱动单元26a包括电机等。z移动机构26被配置成能够通过驱动该驱动单元26a来在z方向上移动工作盘13，所述z方向是与工作盘13的表面(平台表面)垂直的方向。z移动机构26连接至盘旋转机构12，并且在z方向上一体地移动盘旋转机构12和工作盘13。

注意，还可以采用以下配置：其中，z移动机构可以连接至工作盘13，并且盘旋转机构可以一体地旋转z移动机构和工作盘13。

曝光头单元30例如被放置在工作盘13下方。因此，工作盘13的其上形成有建模对象T的表面被定向为朝下。曝光头单元30包括：照射单元(或曝光单元)40，该照射单元(或曝光单元)40例如照射光；筒状鼓35，该筒状鼓35用作限制构件，该限制构件保持作为建模对象材料的光可固化树脂(以下简称为树脂材料)并且调节树脂材料R的液位；以及支承部33，该支承部33可旋转地支承鼓35。在支承部33上安装有使例如鼓35旋转的电机31。

图2是主要示出沿y方向观察曝光头单元30时的视图。电机31的驱动轴在纵向方向(x方向)上经由连接构件(未示出)连接至鼓35的一个端部35b。鼓35的一个端部35b可以是封闭的。鼓35的另一端部是开口的(开口端部35c)。鼓35由光可穿过的材料例如玻璃和丙烯酸类树脂形成。

在鼓35中设置有照射单元40，并且该照射单元40具有沿鼓35的纵向方向较长的形状。照射单元40包括由作为多个固态发光元件的多个LED(发光二极管)41形成的LED阵列(发光阵列)45。多个LED41沿着鼓35的纵向方向以一维形式进行布置。LED阵列45被安装在电路板43如半导体上，而电路板43被安装在安装构件36上。安装构件36从鼓35的内部例如通过鼓35的开口端部35c突出到鼓35的外部，并且安装构件36被连接至支承杆34。

图3是在沿x方向观察照射单元40和鼓35时的视图。注意，在图2和图3中，为了便于理解起见，照射单元40的部件(LED41等)被绘制为部件的规模相对于鼓35而增大。

建模装置100包括供应喷嘴15，该供应喷嘴15是用于供应树脂材料R的供应单元的一部分。供应喷嘴15沿着例如x方向较长而形成并且被定位在鼓35上方、工作盘13的附近。供应喷嘴15将树脂材料R供应在工作盘13与鼓35的表面35a之间。

供应喷嘴15不需要具有长形。在这种情况下，供应喷嘴15包括在x方向上进行扫描的机构。

照射单元40经由鼓35的侧壁将从LED阵列45发射的光照射到供应在工件板13上的树脂材料R(或者形成在工作盘13上的固化物)。如随后将描述的，曝光头单元30可通过x移动机构22、y移动机构24和θ旋转机构14以这三个轴的自由度进行移动。因而，曝光头单元30能够将鼓35相对于工作盘13来进行布置，使得鼓35的表面35a面向工作盘13的表面。鼓35以此方式面向工作盘13，并因此在鼓35的表面与工作盘13(或者形成在工作盘13上的固化物)之间形成保持区域H。保持区域H由于毛细作用力而保持树脂材料R。

LED阵列45包括用于例如每个LED41的聚光透镜42。一组聚光透镜42由一维微透镜阵列构成。照射单元40相对于工作盘13的位置被设置为使得聚光透镜42被聚焦于在保持区域H中保持的树脂材料R上。可替代地，根据通过聚光透镜42使从LED41发射的扩散光成为平行光的这种光学设计，能够确定照射单元40与工作盘13之间的距离，而与聚光透镜42的焦距无关。可以将自聚焦棒状透镜阵列用作微透镜阵列。

可以适当地设置LED41之间的间距，并且该间距可以是例如亚毫米数量级的非常小的间距。

电路板43包括单独驱动LED阵列45的LED41的驱动器。例如，驱动器根据主机的通常控制建模装置100的命令来驱动LED41。也就是说，通过驱动器单独驱动多个LED41中的与其中树脂材料R需要被固化的区域对应的一个或更多个LED41，进行光的选择性照射(使暴露于光)。

LED阵列45通常照射紫外线。在这种情况下，将紫外线可固化树脂用作树脂材料。照例，可以使用可见光和红外线，并且还可以根据可见光和红外线来适当地改变树脂材料。

如图1所示，θ旋转机构14包括基台14a，并且θ旋转机构14被配置成能够使与基台14a连接的曝光头单元30绕y轴旋转。曝光头单元30的被置于鼓35下方的支承部33的基部被连接至基台14a的旋转轴(未示出)。旋转轴相对于基部的位置没有特别的限定，并且该位置可以是基部的中心或者可以是除中心以外的位置。

y移动机构24被连接至θ旋转机构14的基台14a，并且y移动机构24被配置成在y方向上一体地移动θ旋转机构14和曝光头单元30。

x移动机构22被连接至y移动机构24，并且x移动机构22被配置成在x方向上一体地移动y移动机构24、θ旋转机构14和曝光头单元30。

注意，建模装置100不需要为了形成建模对象而使用全部的z移动机构26、x移动机构22、y移动机构24、盘旋转机构12以及θ旋转机构14。根据可允许的建模时间、建模对象的形状等来适当地设置在建模期间所使用的移动机构或旋转机构。

2)建模装置的操作

根据移动机构20和θ旋转机构14的操作，工作盘13和鼓35被配置在如图2所示的位置处。在工作盘13与鼓35的表面之间的最小间隙g(参见图3)对应于树脂材料的印刷的一层的厚度。也就是说，最小间隙g对应于在z方向上建模的分辨率。如果使分辨率变得较低，则将最小间隙g设置为较大，而如果使分辨率变得更高，则将最小间隙g设置为较小。工作人员可以适当地将该设置输入到主机中。

供应喷嘴15将树脂材料R供应到保持区域H，该保持区域H包括最小间隙g的位置。图4A是当在x方向上观察在曝光期间的建模装置100的主要部分时的视图。图4B是当在y方向上观察在曝光期间的建模装置100的主要部分时的视图。注意，在图4A和图4B和以下附图中，照射单元40被简化并被绘制为沿一个方向较长的长方体。

如图4A和图4B中所示，在y移动机构24对包括照射单元40的曝光头单元30进行扫描的同时，照射单元40通过使用LED阵列45选择性地使保持在保持区域中的树脂材料R暴露于光。LED阵列45为一维阵列。因此，通过使LED阵列45沿着与该一维正交的y方向移动，树脂材料R暴露于光并且以二维形式被印刷。作为通过暴露而固化的树脂材料的固化对象T′未被任何构件从下方支承。然而，固化对象T′由于其粘附并固定到工作盘13上而没有掉落。

例如，当曝光头单元30在y方向上移动时，电机31在鼓35的表面的切线方向上生成与曝光头单元30的移动速度对应的速度。注意，鼓35保持与树脂材料R紧密接触，并因此，如果鼓35由于曝光头单元30在y方向上的移动力而旋转时，则电机31的操作是不必要的。

如图2所示，光照射位置被设置到保持区域H中的树脂材料R在y方向上的区域的最小间隙g的位置处或者被设置到与最小间隙g的位置偏离的位置处，如将在以下的实施例中所描述的那样。以此方式，保持区域H中的树脂材料R在y方向上被光照射的区域的范围是在保持区域H中保持的全部树脂材料R的非常小的一部分。因此，用以在y方向上进行单扫描所需的树脂材料R的量仅需要为保持区域H中保持的树脂材料的量。

当一层树脂材料的印刷结束时，通过重复上述操作，来堆叠并且印刷材料。在这种情况下，建模装置100在通过z移动机构26针对每一层的操作使工件板13移动(向上升高)时进行印刷。

所形成的固化对象T′未被从下方支承。因此，通过由移动机构20使鼓35移动离开工作盘13，作用在树脂材料上的毛细作用力被抵消并且不必要的未固化树脂材料(以下简称为未固化材料)的大部分由于重力而向下流。

结束一层或两层或预定数量层的树脂材料的印刷。在这个时间点，如图5A所示，未固化材料粘附到固化对象T′的底部。如图5B中所示，通过盘旋转机构12的操作使工作盘13旋转。由此，在中途形成的固化对象T′上剩余的未固化材料由于离心力而散落并被去除。在这种情况下，盘旋转机构12用作针对未固化材料的“去除机构”。

以此方式，由于离心力，而去除树脂材料，并因此，与例如用清洗液冲洗未固化材料的去除方法相比，能够减少用以形成建模对象所需的时间。也就是说，虽然使用清洗液的方法一直是使建模对象的生产率下降的原因之一，但是可以根据本技术来提高建模对象的生产率。

当在形成建模对象后(在建模完成之后)用溶剂如乙醇清洗建模对象时，可以在很大程度上减少溶剂的使用量。

与其中使用点光源、主扫描方向被设置为x方向而副扫描方向被设置为y方向的曝光的一般扫描方法相比，可以通过使用如本实施例所述的LED阵列45来超过在x方向上的扫描速度的限值。也就是说，仅在y方向上扫描LED阵列45，并因此可以选择二维区域并且在短时间内使二维区域暴露于光。

LED阵列45包括许多发光点。因此，与点光源相比，总光功率(即，能量)更大，并且固化速度进一步增大，并因此能够缩短建模时间。

不需要在x方向上进行机械扫描，并且能够减少鼓35中的机械零件的数量。因此，存在的优点在于：例如，鼓35的直径可以做得较小以及机构变得简单。

3)未固化材料的去除操作的修改示例

图6示出了通过旋转去除未固化材料的另一种形式。该建模装置包括倾斜机构16，该倾斜机构16使盘旋转机构12相对于工作盘13倾斜。例如，倾斜机构16被布置在盘旋转机构12与工作盘13之间。倾斜机构16被配置成使盘旋转机构12在预定角度范围内倾斜任意角度。由此，能够使z轴倾斜。

如在该图中，当盘旋转机构12被倾斜时，盘旋转机构12使工作盘13旋转。针对建模对象的一些形状或建模对象在工作盘13上的一些位置，可以在以此方式倾斜旋转轴时使未固化材料更有效地散射。例如，在旋转期间，较小的离心力作用在固化对象T′的区域的更靠近工作盘13中心的一部分上。通过将旋转轴设置为相对于工作盘13以预定角度倾斜，可以在旋转期间向工作盘13的中心位置处的材料给予期望的离心力，并且可以去除未固化材料。

3、第二实施例

接着，将描述第二实施例。在下文中，对与根据图1等所示的实施例的建模装置100的构件、功能等相同的构件、功能等的描述将被简化或省略，而将主要描述不同点。

图7A、图7B、图8A和图8B依次示出了根据第二实施例的建模装置的操作，并且这些图均是在x方向上观察该建模装置时的视图。如图7A所示，除了执行选择性曝光的照射单元40(第一照射单元)之外，该建模装置的曝光头单元130还包括附加照射单元(第二照射单元)46。类似于第一照射单元40，附加照射单元46可以包括一维LED阵列，或者可以是在x方向上较长的未使用固态发光元件的块。

附加照射单元46可以被布置在任何位置，只要附加照射单元46例如位于鼓35的外部即可。此外，通过将附加照射单元46提供为与曝光头单元130一体地移动，建模时间的效率良好。此外，与提供附加移动机构20的情况相比，可以减少机构的数量并且使建模装置小型化。

当如图7A和图7B中所示针对一层或预定数量层的选择性曝光处理结束时，余留在固化对象T′上的未固化材料被附加照射单元46所固化，如图8A和图8B中依次示出的那样。

在这种情况下，建模装置可以在y方向上向前扫描期间执行在图7A和7B中所示的选择性曝光处理，以及可以在y方向上向后扫描期间执行在图8A和图8B中所示的后固化(附加照射)。由此，能够缩短建模时间。

通过后固化处理，如上所述用溶剂清洗建模对象的步骤也变得没有必要。

可以将本实施例与第一实施例相结合。例如，在如图5B中所示通过盘旋转机构12去除未固化材料如之后，可以执行图8所示的后固化处理。

例如，还可以设想到如下方法，来取代在选择性曝光期间使用使树脂材料完全固化的光量进行曝光，该方法使用使树脂材料保持其形状的少量的光进行曝光，以及在所有层被建模之后附加地使全部树脂材料暴露于光以使其被完全固化。然而，在这种情况下，由于附加的全部照射，所以建模对象被完全固化，并因此整个建模对象被收缩。整个建模对象的收缩率高于预定数量层的树脂材料的固化对象的收缩率，其中该预定数量层不是整个建模对象。因此，在这种情况下，建模精度可能会降低。

与此相反，在根据第二实施例的技术中，针对每一层或每隔若干层执行后固化处理，并因此收缩层被限制为未完成的固化对象T′的一层或若干层，稍薄层。因此，可以将尺寸的改变抑制到最低限度。由此，可以高精度地形成高品质的建模对象。通过将根据第一实施例的旋转去除与该第二实施例相结合，可以进一步提高建模对象的精度。

附加照射单元46可以用每单位时间和每单位立体角的能量大于第一照射单元40的每单位时间和每单位立体角的能量的光照射树脂材料。

在不提供附加照射单元46的情况下，第一照射单元40可以针对后固化处理进行照射。

4、第三实施例

图9A和图9B均是在沿x方向观察根据第三实施例的建模装置的主要部分时的视图。该建模装置设置有作为去除机构的至少一部分的吸收机构50，该吸收机构50可与曝光头单元30一体地移动或者可独立地移动。吸收机构50被连接至减压机构(未示出)，并且被配置成吸收未固化材料。

例如，如该图所示，在曝光处理期间，即当曝光头单元30被扫描和移动时，吸收机构50接近固化对象T′并且吸收和去除未固化材料。由此，能够提升建模时间效率。

可以将例如多孔材料用作另一种形式的吸收机构50，并且可以将多孔材料配置成抵靠固化对象。将网状体或海绵用作多孔材料。

如果将流动通道结构形成为建模对象，则还存在其中在工作盘13中设置有用于空气压力的孔并且将压缩空气等从孔直接馈送至建模对象的流动通道的方法。

根据另一种形式的去除机构可以通过使用鼓风机等将气体吹送至固化对象以去除未固化材料。

5、第四实施例

图10示出了根据第四实施例的建模装置的主要部分。该建模装置在例如图1所示的建模装置100中使用鼓135，该鼓135被形成为具有较小的长度。照射单元140的长度相应地较小。

如果建模装置形成例如具有中空管状形状的结构，则鼓135在x方向和y方向上未被扫描并且保持静止。然后，在盘旋转机构12针对每一层的树脂材料使工作盘13旋转的同时，照射单元40执行曝光。针对每一层使工作盘13旋转一轮。完成了针对一层的曝光。然后，对应于一层的厚度，通过z移动机构26将工作盘13升高。建模装置按顺序重复这些步骤。

一般的建模装置需要在方向x和y方向上进行扫描。然而，根据本实施例的建模装置能够仅通过使工作盘13旋转来形成建模对象。可以在短时间内形成具有筒状或容器形状的建模对象。另外，能够简化建模装置的配置，并且可以实现建模装置的小型化。

图11示出了用于制造具有图10所示的中空管状形状的结构的另一方法。根据本实施例的建模装置通过使用盘旋转机构12来使工作盘13旋转、使工作盘13连续地旋转，并且还使用z移动机构26连续地移动工作盘13，从而在照射单元140使树脂材料暴露于光的同时将树脂材料以螺旋形式堆叠。同样在这种情况下，在鼓135保持静止时进行曝光。在本实施例中，与图10所示的制造方法相比，能够进一步缩短建模时间。

注意，在这种情况下，仅需要适当地设置树脂材料的供应时序。

图12A和图12B示出了通过该建模装置制造另一建模对象的方法。该建模对象T是中空球状体(或者是使用球形的容器)。建模装置在盘旋转机构12使工作盘13旋转并且θ旋转机构14使曝光头单元旋转(参见图1)的同时使树脂材料暴露于光并且使固化对象逐层堆叠。也就是说，通过针对每一层或每两层或预定数量层适当地改变树脂材料的堆叠方向，可以有效地形成球面形状或曲面形状。

在这种情况下，如图11所示，建模装置可以继续使工作盘13旋转并且将固化对象以螺旋形式堆叠。

根据这样的制造方法，能够在短时间内形成具有球面的结构或者具有自由曲率的曲面的结构。

在图10、图11、图12A和图12B中所示的结构具有旋转对称形状。然而，照例，图10所示的建模装置能够通过将盘旋转机构12与θ旋转机构14、x移动机构22和y移动机构24的操作相结合来形成不具有旋转对称形状的结构。

图13是示出这种结构的透视图。建模装置能够形成具有非旋转对称形状的容器形状的结构，该结构包括在四个角处具有平坦表面的侧壁210和曲面表面(R)220。例如，建模装置能够通过操作x移动机构22和y移动机构24(参见图1)来形成具有平坦表面的侧壁210，并且能够通过操作盘旋转机构12来形成曲面表面220的部分。

注意，同样在这种情况下，建模装置可以如图10所示的那样堆叠每一层的树脂材料，或者可以如图11所示的那样将树脂材料以螺旋形式堆叠。

照例，还可以通过包括如图1所示的具有长形的鼓35的建模装置来形成图10至图12中所示的结构。

如上所述，在使用一维调节液位方法的光学建模中，树脂材料由于物理现象而被吸附，并因此建模表面的姿态的自由度较高。也就是说，可以在任何姿态下例如在地板表面、壁表面和顶面上进行建模。因此，可以以各种方式对建模装置进行设计，并且提供了建模对象的形状的高自由度。

另外，使用一维调节液位方法的建模装置能够形成精细控制的精巧的三维网状结构。作为其应用示例，可设想到轻重量、高刚度结构构件的制造。这样的结构被形成为如上所述的中空管状或球状。根据一维调节液位方法，可以实现在图1和图10中所示的适合用于创建这样的中空管或球状结构的建模装置的配置。

图14是示出包括可以由图1或图10中所示的建模装置形成微流动通道的结构的透视图。

该结构250包括：具有长方体形状的主体260；以及被设置在该主体部260的侧表面中的中空管状凸台部270。该主体260包括：设置在其上表面的孔265；以及L字母形流动通道263，其从该孔的底部与凸台部270的内部连通。

通过建模装置制造该结构的具体方法是如下这样的方法。这里，将描述借助于图1所示的建模装置100的制造方法。建模装置100通过照射单元40在y方向上的移动以及在z方向上的移动以用于堆叠每一层固化对象来形成包括流动通道263和孔265的主体260(参见图15A)。

接着，建模装置100通过使用θ旋转机构14(存在除此之外还进一步使用x移动机构22的情况)来使曝光头单元30旋转，使得照射单元40的纵向方向被定向在z方向上。然后，建模装置100通过沿着凸台部270的轴方向(x方向)堆叠每一层(参见图15B)来从主体260的侧表面形成该凸台部270。

图16A是示出与图14所示的作为参考示例的根据常规建模方法的结构相同的结构的透视图，图16A所示的结构是通过x、y扫描(平面扫描)并且将树脂材料堆叠(垂直堆叠)在垂直于该平面的方向上形成的。图16B示出了该结构的凸台部。

在使用平面扫描和垂直堆叠的建模方法中，平面上的分辨率和垂直表面上的分辨率是不同的。垂直表面上的分辨率取决于树脂材料的每一层的厚度(堆叠间距)。因此，可以通过增加平面上的分辨率并且增加堆叠间距来高速地进行建模。然而，在这种情况下，与建模对象中的平面平行的表面的分辨率较高，而与建模对象中的平面垂直的表面的分辨率较低。因此，取决于建模对象的形状，存在不能高速进行建模以及无法获得必要精度的情况。

在这样的微流动通道结构中，流动通道和凸台部的形状精度变得重要。如图16B中所示，凸台部370的侧表面形状和孔的内表面形状受垂直表面的低分辨率所影响并且被形成为台阶状。在凸台部的情况下，最初，垂直表面的高分辨率是必要的，而平面的分辨率是不必要的。然而，常规的建模方法不能改变堆叠方向，并因此凸台部370通过在垂直方向上进行堆叠而形成。

与此相反，如图15B所示，根据本实施例的建模装置100能够分别以增大的平面分辨率形成主体260和以增大的垂直表面分辨率形成凸台部270。以此方式，在本实施例中，可以通过根据其中需要高分辨率的方向适当地改变堆叠方向来形成建模对象。

另外，在图16B所示的示例中的结构包括支承部375，该支承部375支承凸台部370。一般情况下，在仅在垂直方向上堆叠建模的情况下，在对比下层的建模范围宽的范围内的上层的区域进行建模的情况下，即在存在突出端如凸台部370的情况下，这样的支承部375是至关重要的。此外，存在建模结束后去除该支承部375的情况，并且因此，需要花费较长的时间来完成该结构。

与此相反，根据本实施例的建模装置100可以适当地改变堆叠方向，并因此变得无需形成支承部375。由此，能够缩短建模时间。

图17是示出用于形成三维网状结构的单元蜂窝状结构的透视图。

根据本技术的建模装置可以形成微小精巧的三维网状结构，其中该单元蜂窝状结构300是基本结构。单元蜂窝状结构300包括：蜂窝状结构310，其被置于第一方向(例如，水平方向)上；以及连接结构320，其被置于与第一方向不同的第二方向(例如，垂直方向)上并且与蜂窝状结构310连接。连接结构320由例如棒状构件形成。

由这样的单元蜂窝状结构300构成的三维网状组织具有以下特征：在上下方向上的刚度低，而在水平方向上的刚度高。也就是说，三维网状结构具有刚度的各向异性。通过以此方式积极地利用该各向异性，可以实现容易在一个方向上收缩的高功能。

图17所示的单元蜂窝状结构300是在一个方向上具有刚度的结构，并因此，即使根据使用作为该仅一个方向的堆叠方向的建模方法，该结构也相对容易被制造。然而，在例如根据使用该仅一个堆叠方向的一般建模方法来形成多个不同方向上的刚度结构例如多个不同方向上的蜂窝状结构的情况下，建模需要花费很长时间。与此相反，根据本技术的建模装置，堆叠方向是自由的，并因此使得可以在短时间内形成蜂窝状结构。

另外，根据本技术的建模装置能够容易地形成既具有刚度的各向异性又具有电磁学性质、光学性质的结构。可以将它们应用于元材料的领域。

6、第五实施例

图18示出了根据第五实施例的建模装置的主要部分。

根据该建模装置的照射单元40被布置成向在与其中鼓35与平台之间的距离最小的最小间隙g(参见图2)在y方向上偏离的位置处的树脂材料R照射光。在延伸通过最小间隙的z轴上的中心线C是沿鼓35的圆筒的半径的线。照射装置40的位置被设置为使得照射位置与中心线C在y方向上偏离。照射位置在一侧使得鼓35的中心线C所在的一部分被移动离开照射位置(在图中，相对于中心线C在左侧)。

通过以此方式将照射单元40的照射位置设置为与中心线C偏离，提供了以下优点。

例如，将假定使用具有相对高的固化收缩率的树脂材料的情况。随着在最小间隙的位置处树脂材料的收缩率变高，在树脂材料的收缩之后，周围的未固化树脂材料(以下简称为树脂液)由于毛细作用力而在收缩材料与鼓35的表面之间流动并且被不完全地固化。作为结果，存在不能形成高度精确的固化表面的情况。

可替代地，当树脂材料被收缩在最小间隙位置处时，如果树脂液的粘度或树脂液相对于鼓35的表面的摩擦力大于如上所述的作用在树脂液的毛细作用力，则不将树脂液移动至最小间隙位置处。在这种情况下，具有与树脂材料的收缩量对应的体积的区域变为真空。当形成真空区时，存在不能形成高度精确的建模对象的担心。

在根据本实施例的建模装置中，在与最小间隙位置偏离的位置处的树脂材料R被收缩，并因而，收缩后的固化对象的厚度变得与最小间隙基本上相同的厚度(或者厚度略小于最小间隙)。也就是说，照射位置被设置在与最小间隙偏离的位置处，使得收缩后的固化对象的厚度成为与最小间隙基本上相同的厚度。

由此，可以抑制树脂液流入最小间隙位置处以及抑制真空区的产生，并且可以形成高度精确的建模对象。

此外，通过以此方式增大树脂材料在厚度方向上的收缩度，提供了如下效果：相应地抑制了与厚度方向垂直的平面的收缩。

图19是用于定量描述照射位置与最小间隙g的位置偏离的量的视图。

图中的圆是表示鼓35的表面35a的圆。确定与最小间隙的位置偏离的量dD。注意，dD＜Rg。

α：树脂材料在厚度方向上的收缩率

dH：树脂材料的收缩厚度

Ht：树脂材料的目标膜厚度

Rg：圆筒的半径

树脂材料的收缩可以通过下面的表达式(1)来表达。

[表达式1]

在几何中，可以从图19得到下面的表达式(2)。

[表达式2]

基于上面的表达式(1)和(2)，可以得到下面的表达式(3)。

[表达式3]

图20示出了第五实施例的修改示例。在图18所示的示例中，在照射单元40相对于鼓135在y方向上的位置被固定的情况下，在y方向上的用于建模的扫描限于一种方式。鉴于此，根据图20所示的示例的模拟装置包括使照射单元40相对于鼓35在与照射单元的纵向方向正交的方向(y方向)上移动的机构(照射位置移动机构)。由此，通过在使中心线C在y方向上介于向前方式与向后方式之间的同时交替地改变照射单元40在y方向上的位置，可以以向前方式和向后方式进行曝光处理。作为结果，与图18所示的示例相比较，能够缩短建模时间。

另外，通过这样的机构，建模装置能够根据树脂材料的叠层膜厚度来确保在y方向上的最佳照射位置。例如，在用于形成一个或更多个建模对象的步骤中堆叠膜厚度被改变的情况下，可以根据所设置的叠层膜厚度来选择照射位置的最佳值。

7、第六实施例

一般情况下，建模对象由堆叠建模中的一种材料形成。如果建模对象可以由多种材料形成，则可以设想到，建模对象的功能增加以及建模对象的使用范围也加宽。根据第六实施例的技术的目的是提供一种能够使用多种材料的建模装置和一种用于制造该建模对象的方法。

图21是示出在根据第六实施例的建模装置中使用的鼓的透视图。图22是该鼓60的剖视图。

该鼓60包括划分成多个区域60A、60B、60C的表面，并且与工作盘13相对(见图1)，使得在这些区域的一个区域与工作盘13之间形成树脂材料的保持区域。

例如，鼓60的表面设置有分隔构件65，该分隔构件65包括用于形成这些区域的分隔壁61。分隔壁61包括：例如，沿鼓60的纵向方向延伸设置的肋部61a；以及沿鼓60的表面的周向方向设置的环部61b。区域60A、60B、60C由肋部61a和环部61b限定。

肋部61a的顶端在纵向方向上设置有凸缘部62。凸缘部62的突出方向为圆周方向。利用该凸缘部62，可以将树脂材料R存储在由鼓60表面、肋部61a和凸缘部62包围的空间中。可以防止树脂材料R掉落以及被混入其他树脂材料中。

在如图所示的示例中，区域60A、60B、60C被配置成沿鼓60的圆周方向以120°的间隔进行划分，即被划分成三个相等的部分。然而，照例，区域60A、60B、60C可以被划分成两个相等的部分或者四个或更多个部分。此外，可以不均匀地划分区域。

建模装置通过例如使用多种不同的材料来在区域60A、60B、60C中进行印刷。作为多种不同的材料，存在例如粘性材料、具有不同介电常数的多种材料、导电材料和非导电材料。

例如，建模装置将多个区域60A、60B、60C中的第一区域60A与工作盘的表面相对，并且将第一材料供应到在第一区域60A与鼓60的表面之间所形成的保持区域。然后，建模装置通过第一材料形成建模对象的第一部分。接着，通过使鼓60旋转，多个区域中的第二区域60B与工作盘的表面相对，并且将第二材料供应到在第二区域60B与工作盘之间形成的保持区域。然后，建模装置通过第二材料形成建模对象的第二部分。

根据这样的建模装置和制造方法，可以以高精度制造其中集成有多种材料的高功能结构。

为了使用，例如，如在专利文献1的图18和图19中描述的多种树脂材料，可以设想到使用多个鼓并且针对每种材料来改变鼓。然而，在这种情况下，建模装置的尺寸的增大是不可避免的。根据本实施例，在实现建模装置的小型化的同时，可以形成其中集成有多种材料的高功能结构。

8、第七实施例

根据第七实施例的技术的目的是提供使用多种材料来制造高功能结构的方法以及提供该结构。本技术是“受控灌注”的技术，在该结构中自动控制使多个孔中的孔被填充树脂材料以及使孔不填充树脂材料。

图23是为了描述本技术的概要而示意性地示出根据本技术制造的结构的剖视图。该结构(建模对象)400由多种材料例如两种材料形成。结构400的由第一材料形成的部分410包括：外表面401；多个微孔(第一孔)402；孔(第二孔)403，该孔的容积大于微孔402的容积；以及使微孔402与外表面401彼此连通的连通通道(未示出)。由与第一材料不同的第二材料形成的部分420被部分404所填充，所述部分404被填充在连通通道和微孔402中。

例如，微孔402的尺寸(直径等)为大约数十至数百微米，以及孔403为例如数毫米或更大。根据要使用的第二材料的种类，来近似设置微孔402的尺寸。

可以通过使用，通常，例如，如图17所示的单元蜂窝状结构300，来配置微孔402。也就是说，形成微孔402的第一材料是单元蜂窝状结构300的框架，并且仅需要是三维网状结构。

孔403是结构400由于设计本身具有的孔，并且是用于实现中空结构的孔。

制造该结构400的方法如下。例如，根据上述实施例的建模装置中的任何一者形成由第一材料形成的该结构的建模对象。作为第一材料，使用例如光可固化树脂。由第一材料形成的该建模对象被灌注有例如液态第二材料。然后，第二材料由于毛细作用力而从外表面401经由连通通道流入微孔402中。由此，形成填充部404。

孔403具有大容积。因此，第二材料不完全填充在孔403中，而第二材料仅粘附至例如孔403的表面(内表面)。例如，在将热固性树脂等用作第二材料的情况下，通过在向由第一材料形成的建模对象灌注了第二材料的之后进行热处理，第二材料被固化(变为固态)并且该结构被完成。

无需将光可固化树脂用作第二材料，并且材料的选择范围变宽。因此，能够实现高功能结构。作为第二材料，可以使用粘度比第一材料的粘度低的材料或者可以使用廉价材料。可替代地，通过使用与第一材料的比重相比具有较小比重的材料作为第二材料，与开口403没有填充任何东西的情况相比，可以实现使结构的重量减少以及使结构的刚度变高。因此，可以同时实现高刚度和重量减少。

在本实施例中，在由第一材料形成的部分410中，可以形成使外表面401与孔403彼此连通的连通通道(第一连通通道)以及使微孔402与孔403彼此连通的连通通道(第二连通通道)。在用第二材料灌注由第一材料形成的建模对象的情况下，从外表面401经由第一连通通道和孔403用第二材料填充第二连通通道和微孔402。

除了这种结构的结构之外，还可以提供如上所述的使微孔402与外表面401彼此连通的连通通道。

9、第八实施例

一般情况下，作为通过建模装置形成的结构，可以应用较宽的尺寸范围，从能够由人手握持的尺寸到例如像汽车车体的尺寸。然而，随着结构的尺寸增大，需要相应地增大建模平台，并且建模装置的尺寸不可避免地增大。根据第八实施例的技术的目的是提供一种能够在不增加建模装置的尺寸的情况下形成具有任意尺寸的结构的建模装置。

图24是示出根据第八实施例的建模装置的侧视图。

该建模装置150包括：鼓35，该鼓35可以被布置成与建模目标表面D相对；以及行进体70，该行进体70合并该鼓35并且在建模目标表面上D行进。行进体70包括主体78和两对(总共四个)轮子75，这两对轮子75例如可旋转地连接至主体78。

鼓35被安装在主体78上，从而鼓35通过电机(未示出)可旋转。在鼓35中，设置有如上述实施例中的每个实施例中的照射单元40。主体78合并移动机构(未示出)，该移动机构使鼓35在树脂材料的堆叠方向上移动并且控制在建模目标表面D与鼓35的表面之间的距离。

在图中，左右轮75的旋转轴具有不同的高度。这是为了克服固化对象T′的形状、被建模的层的数量等在图中的左右方向(行进体70的行进的方向)上的差异。将弹簧等用作克服这种轮子的高度差的机构75。

建模目标表面D是在其上形成建模对象T的目标表面和行进体70可在其上移动的表面，可以使用任意的区域和长度。

通过以此方式使行进体70本身行进，可以形成尺寸比建模装置的尺寸大的结构。也就是说，在不增大模拟装置的尺寸的情况下，可以形成任何尺寸的结构。

作为应用示例，该建模装置能够形成例如建筑物的壁等的材料。例如，通过建模装置本身形成的结构对象作为基准并且作为基准的结构对象的上表面为建模对象表面D，材料可以被层叠。

10、其他实施例

本技术不限于上述实施例，并且可以实现其他各种实施例。

在上述实施例中，x移动机构22和y移动机构24是使曝光头单元30移动的机构，而z移动机构26是使工作盘13移动的机构。然而，不限于这样的配置，并且x移动机构22和y移动机构24可以是使工作盘13移动的机构或者z移动机构26可以是使曝光头单元30移动的机构。也就是说，曝光头单元30和工作盘之间的移动可以是相对的。

根据上述每个实施例的照射单元照射光作为能量射线。作为其他能量射线，可以使用例如紫外波或电子射线。

作为根据上述每个实施例的照射单元，可使用包括LED阵列的照射单元。然而，不限于此，并且，可以使用作为能够在x方向上照射线性光的照射单元，例如通过例如棒状透镜形成线性光或使用多角镜来在直线方向上进行扫描并形成线性光的照射单元。

参照例如图20所描述的照射位置移动机构可以通过在不移动光源的情况下改变多面镜的安装角度或另外的反射镜角度来改变照射位置。

关于通过除了例如图18所示的第五实施例之外的建模装置进行的建模，可以通过不具有鼓的建模装置即在不使用一维调节液位方法的情况下通过使用其他一般光学建模方法来形成建模对象。

尽管上述照射单元包括一维LED阵列，但是照射单元可以包括二维LED阵列。可替代地，照射单元40可以包括将光照射到一点的零维光源，并且通过在至少x方向和y方向上的两个轴扫描该光源来进行印刷。

限制构件的形状为筒状，即鼓形。然而，限制构件可以由筒状体的一部分形成。可替代地，如在x方向上观察的限制构件的表面的形状除了圆形之外还可以为圆锥截面，例如椭圆和抛物线。因此，可以使用任何形状，只要该形状具有朝向工作盘13凸出的弯曲表面即可。

根据上述每个实施例的建模装置包括供应单元，该供应单元向保持区域H供应材料。然而，可以由工作人员手动地将材料供应到保持区域。

还可以对上述实施例的特征中的至少两个特征进行组合。

应当注意的是，本技术HIA可以采取以下配置。

(1)一种建模装置，包括：

平台；

照射单元，该照射单元用能量射线选择性地照射被供应到平台上的材料的区域；

移动机构，该移动机构至少在材料的堆叠方向上相对地移动平台和照射单元；以及

平台旋转机构，该平台旋转机构使平台旋转。

(2)根据(1)的建模装置，还包括：

限制构件，该限制构件包括由朝向平台凸起的弯曲表面形成的表面并且与平台相对，从而限制构件能够被布置成使得在平台与表面之间形成保持区域，其中，

照射单元经由限制构件用能量射线照射在保持区域中保持的材料。

(3)根据(1)或(2)的建模装置，还包括：

附加照射单元，该附加照射单元用能量射线照射通过照射单元的照射而形成的材料。

(4)根据(1)和(3)中任一项的建模装置，其中，

移动机构沿着与平台的平台表面正交的轴和沿平台表面彼此正交的两个轴相对地移动平台和照射单元。

(5)根据(1)的建模装置，还包括：

限制构件旋转机构，该限制构件旋转机构使限制构件围绕沿平台的平台表面的轴旋转。

(6)一种建模装置，包括：

平台；

第一照射单元，该第一照射单元用能量射线选择性地照射被供应到平台上的材料的区域；

移动机构，该移动机构在材料的堆叠方向上相对地移动平台和照射单元；以及

第二照射单元，该第二照射单元用能量射线照射由第一照射单元照射过的材料。

(7)根据(6)的建模装置，其中，

第二照射单元用每单位时间和每单位立体角的能量大于所述第一照射单元的所述照射的每单位时间和每单位立体的角能量的能量的光射线照射材料。

(8)根据(6)的建模装置，还包括：

去除机构，该去除机构去除在通过照射单元的照射而固化的材料上余留的未固化材料。

(9)一种建模装置，包括：

平台；

曝光单元，该曝光单元包括由多个固态发光元件构成的发光阵列，并且曝光单元通过发光阵列选择性地使被供应到平台上的材料的区域暴露于光；以及

移动机构，该移动机构至少在材料的堆叠方向上相对地移动平台和发光阵列。

(10)根据(9)的建模装置，其中，

多个固态发光元件以一维形式进行布置，并且

移动机构还包括以下机构，该机构沿着与多个固态发光元件的布置方向正交的方向相对地移动平台和发光阵列。

(11)根据(9)的建模装置，其中，

多个固态发光元件以二维形式进行布置。

(12)一种建模装置，包括：

平台；

限制构件，该限制构件包括由朝向平台凸起的弯曲表面形成的表面并且与平台相对，从而限制构件能够被布置成使得在平台与表面之间形成保持区域，保持区域包括在垂直于平台的方向上形成的最小间隙的位置；

照射单元，该照射单元用能量射线照射在保持区域中保持的材料中的在与最小间隙的位置偏离的位置处的材料；以及

移动机构，该移动机构在材料的堆叠方向上相对地移动平台和限制构件。

(13)根据(12)的建模装置，还包括：

照射位置移动机构，该照射位置移动机构使照射单元的能量射线照射位置相对于限制构件在与最小间隙的位置偏离的方向上移动。

(14)根据(12)或(13)的建模装置，其中，

限制构件的表面是筒状表面，

照射单元被配置成照射光，并且

假定如果材料是光可固化树脂，则光可固化树脂在厚度方向上的收缩率由α表示，其收缩厚度由dH表示，光可固化树脂的目标膜厚度由Ht表示，圆筒的半径由Rg表示，以及与最小间隙的位置偏离的量由dD表示，其中，dD＜Rg，以下公式成立[表达式4]

(15)一种建模装置，包括：

平台；

限制构件，该限制构件包括被分成多个区域的表面并且与平台相对，从而限制构件能够被布置成使得在表面的多个区域中的任一区域与平台之间形成保持区域；

照射单元，该照射单元用能量射线照射在保持区域中保持的材料；以及移动机构，该移动机构在材料的堆叠方向上相对地移动平台和限制构件。

(16)根据(15)的建模装置，还包括：

供应单元，该供应单元能够在作为任一区域的第一区域与平台之间供应第一材料、以及在与作为任一区域的并且不同于第一区域的第二区域与平台之间供应不同于第一材料的第二材料。

(17)根据(15)或(16)的建模装置，其中，限制构件包括分隔出多个区域的分隔壁。

(18)一种建模装置，包括：

限制构件，该限制构件包括由朝向建模目标表面凸起的弯曲表面形成的表面并且能够与建模目标表面相对，从而在建模目标表面与表面之间形成包括间隙的保持区域；

照射单元，该照射单元选择性地向在保持区域中保持的材料的区域照射能量射线；

行进体，该行进体合并限制构件和照射装置并且在建模目标表面上行进；以及

移动机构，该移动机构在材料的堆叠方向上移动限制构件。

(19)一种建模对象，包括：

由第一材料形成的结构，该结构包括：

外表面，

第一孔，

第二孔，该第二孔的容积大于第一孔的容积，以及

连通通道，该连通通道使外表面与第一孔彼此连通；以及

固态第二材料，该固态第二材料被填充在连通通道和第一孔中并且与第一材料不同。

(20)一种建模对象，包括：

由第一材料形成的结构，该结构包括：

外表面；

第一孔；

第二孔，该第二孔的容积大于第一孔的容积；

第一连通通道，该第一连通通道使外表面与第二孔彼此连通；以及

第二连通通道，该第二连通通道使第一孔与第二孔彼此连通；以及

填充部，该填充部被填充在第二连通通道和第一孔中并且由与第一材料不同的固态第二材料形成。

(21)一种制造建模对象的方法，包括：

将材料供应到平台上；

通过用能量射线照射供应到平台上的材料的区域来印刷一层或多层的材料；

通过使平台旋转或者通过吸收来去除在印刷中固化的材料上余留的未固化材料；以及

在去除未固化材料之后，按顺序执行以下步骤：供应材料；以及固化一层或多层的材料。

(22)根据(21)的制造建模对象的方法，还包括以下步骤：

通过在去除未固化材料之后在供应材料之前用能量射线照射在印刷中固化的材料来进行后固化。

(23)一种制造建模对象的方法，包括：

形成以下结构，该结构包括：外表面；第一孔；第二孔，该第二孔的容积大于第一孔的容积，以及第一连通通道，该第一连通通道通过选择性地向每一层的第一材料的区域照射能量射线来使外表面与第二孔彼此连通；以及第二连通通道，该第二连通通道使第一孔与第二孔彼此连通；

由于毛细作用力，经由第一连通通道和第二连通通道用与第一材料不同的第二材料填充第一孔；以及

对所填充的第二材料进行固化。

(24)一种制造建模对象的方法，包括：

形成以下结构，该结构包括：外表面；第一孔；第二孔，该第二孔的容积大于第一孔的容积；以及连通通道，该连通通道通过选择性地向每一层的第一材料的区域照射能量射线来使外表面与第一孔彼此连通，以及

由于毛细作用力，经由连通通道用与第一材料不同的第二材料填充第一孔；以及

对所填充的第二材料进行固化。

(25)一种制造建模对象的方法，包括：

将材料供应到平台上；

通过选择性地向被供应到平台的材料的区域照射能量射线来印刷一层或多层的材料；

通过向通过印刷获得的材料进一步照射能量射线来进行后固化；以及

在后固化之后通过选择性地向被供应到平台的材料的区域照射能量射线来印刷一层或多层的材料。

(26)一种制造建模对象的方法，包括：

将材料供应到平台上；

通过由多个固态发光元件构成的发光阵列选择性地使被供应到平台上的材料的区域暴露于光；以及

在材料的堆叠方向上相对地移动平台和发光阵列。

(27)一种通过建模装置来制造建模对象的方法，包括：

平台，以及

限制构件，该限制构件包括由朝向平台凸起的弯曲表面形成的表面并且与平台相对，从而限制构件能够被布置成使得在平台与表面之间形成保持区域，保持区域包括在垂直于平台的方向上形成的最小间隙的位置，该方法包括：

将材料供应到平台上；

由照射单元用能量射线照射在保持区域中保持的在与最小间隙的位置偏离的位置处的材料；以及

在材料的堆叠方向上相对地移动平台和限制构件。

(28)一种制造建模对象的方法，包括：

将包括被分隔成多个区域的表面的限制构件与平台相对，由此在作为表面的多个区域中的任一区域的第一区域与平台之间形成保持区域；

向保持区域中供应第一材料；

通过选择性地向在保持区域中保持的第一材料的区域照射能量射线来形成由第一材料形成的一层或多层的第一结构；

将限制构件与平台相对，从而在作为多个区域中的任一区域的不同于第一区域的第二区域与平台之间形成保持区域；

将与第一材料不同的第二材料供应到保持区域中；

通过选择性地向在保持区域余留中的第二材料的区域照射能量射线来在第一结构上形成由第二材料形成的一层或多层的第二结构；

(29)一种制造建模对象的方法，包括：

将限制构件与建模目标表面相对以在建模目标表面与表面之间形成包括间隙的保持区域，该限制构件包括由朝向建模目标表面凸起的弯曲表面形成的表面；

在选择性地向在保持区域中保持的材料的区域照射能量射线的同时，使合并限制构件和照射单元的行进体在建模目标表面上行进；以及

在材料的堆叠方向上移动限制构件。

附图标记的描述

12盘旋转机构

13工作盘

14θ旋转机构

15供应喷嘴

20移动机构

22x移动机构

24y移动机构

26z移动机构

30、130曝光头单元

35、60、135鼓

35a鼓的表面

40、140照射单元(第一照射单元)

41LED

45LED阵列

46照射单元(第二照射单元)

50吸收机构

60A、60B、60C区域

61分隔壁

70行进体

100、150建模装置

400结构(建模对象)

401外表面

402微孔

403孔

404填充部

Claims (20)

1.一种建模装置，包括：

平台；

照射单元，所述照射单元用能量射线选择性地照射被供应到所述平台上的材料的区域；

移动机构，所述移动机构至少在所述材料的堆叠方向上相对地移动所述平台和所述照射单元；以及

平台旋转机构，所述平台旋转机构使所述平台旋转。

2.根据权利要求1所述的建模装置，还包括：

限制构件，所述限制构件包括由朝向所述平台凸起的弯曲表面形成的表面并且与所述平台相对，从而所述限制构件能够被布置成使得在所述平台与所述表面之间形成保持区域，其中，

所述照射单元经由所述限制构件用能量射线照射在所述保持区域中保持的所述材料。

3.根据权利要求1所述的建模装置，还包括：

附加照射单元，所述附加照射单元用能量射线照射通过所述照射单元的照射而形成的所述材料。

4.根据权利要求1所述的建模装置，其中，

所述移动机构沿着与所述平台的平台表面正交的轴和沿所述平台表面彼此正交的两个轴相对地移动所述平台和所述照射单元。

5.根据权利要求1所述的建模装置，还包括：

限制构件旋转机构，所述限制构件旋转机构使所述限制构件围绕沿所述平台的平台表面的轴旋转。

6.一种建模装置，包括：

平台；

第一照射单元，所述第一照射单元用能量射线选择性地照射被供应到所述平台上的材料的区域；

移动机构，所述移动机构在所述材料的堆叠方向上相对地移动所述平台和所述照射单元；以及

第二照射单元，所述第二照射单元用能量射线照射由所述第一照射单元照射过的所述材料。

7.根据权利要求6所述的建模装置，其中，

所述第二照射单元用每单位时间和每单位立体角的能量大于所述第一照射单元的所述照射的每单位时间和每单位立体的角能量的能量的光射线照射所述材料。

8.根据权利要求6所述的建模装置，还包括：

去除机构，所述去除机构去除在通过所述照射单元的所述照射而固化的所述材料上余留的未固化材料。

9.一种建模装置，包括：

平台；

曝光单元，所述曝光单元包括由多个固态发光元件构成的发光阵列，并且所述曝光单元通过所述发光阵列选择性地使被供应到所述平台上的材料的区域暴露于光；以及

移动机构，所述移动机构至少在所述材料的堆叠方向上相对地移动所述平台和所述发光阵列。

10.根据权利要求9所述的建模装置，其中，

所述多个固态发光元件以一维形式进行布置，并且

所述移动机构还包括以下机构，所述机构沿着与所述多个固态发光元件的布置方向正交的方向相对地移动所述平台和所述发光阵列。

11.根据权利要求9所述的建模装置，其中，

所述多个固态发光元件以二维形式进行布置。

12.一种建模装置，包括：

平台；

限制构件，所述限制构件包括由朝向所述平台凸起的弯曲表面形成的表面并且与所述平台相对，从而所述限制构件能够被布置成使得在所述平台与所述表面之间形成保持区域，所述保持区域包括在垂直于所述平台的方向上形成的最小间隙的位置；

照射单元，所述照射单元用能量射线照射在所述保持区域中保持的材料中的在与所述最小间隙的所述位置偏离的位置处的材料；以及

移动机构，所述移动机构在所述材料的堆叠方向上相对地移动所述平台和所述限制构件。

13.一种建模装置，包括：

平台；

限制构件，所述限制构件包括被分成多个区域的表面并且与所述平台相对，从而所述限制构件能够被布置成使得在所述表面的所述多个区域中的任一区域与所述平台之间形成保持区域；

照射单元，所述照射单元用能量射线照射在所述保持区域中保持的材料；以及

移动机构，所述移动机构在所述材料的堆叠方向上相对地移动所述平台和所述限制构件。

14.根据权利要求13所述的建模装置，还包括：

供应单元，所述供应单元能够在作为所述任一区域的第一区域与所述平台之间供应第一材料、以及在与作为所述任一区域并且不同于所述第一区域的第二区域与所述平台之间供应不同于所述第一材料的第二材料。

15.根据权利要求13所述的建模装置，其中，

所述限制构件包括分隔出所述多个区域的分隔壁。

16.一种建模装置，包括：

限制构件，所述限制构件包括由朝向建模目标表面凸起的弯曲表面形成的表面并且能够与所述建模目标表面相对，从而在所述建模目标表面与所述表面之间形成包括间隙的保持区域；

照射单元，所述照射单元选择性地向在所述保持区域中保持的材料的区域照射能量射线；

行进体，所述行进体合并所述限制构件和所述照射装置并且在所述建模目标表面上行进；以及

移动机构，所述移动机构被合并到所述行进体中并且在所述材料的堆叠方向上移动所述限制构件。

17.一种建模对象，包括：

由第一材料形成的结构，所述结构包括：

外表面，

第一孔，

第二孔，所述第二孔的容积大于所述第一孔的容积，以及

连通通道，所述连通通道使所述外表面与所述第一孔彼此连通；以及

填充部，所述填充部被填充在所述连通通道和所述第一孔中并且由与所述第一材料不同的固态第二材料形成。

18.一种制造建模对象的方法，包括：

将材料供应到平台上；

通过用能量射线照射供应到所述平台上的所述材料的区域来印刷一层或多层的所述材料；

通过使所述平台旋转或者通过吸收来去除在所述印刷中固化的材料上余留的未固化材料；以及

在去除所述未固化材料之后，按顺序执行以下步骤：供应所述材料；以及固化所述一层或多层的所述材料。

19.根据权利要求18所述的制造建模对象的方法，还包括以下步骤：

通过在去除所述未固化材料之后在供应所述材料之前用能量射线照射在所述印刷中固化的所述材料来进行后固化。

20.一种制造建模对象的方法，包括：

选择性地向每一层的第一材料的区域照射能量射线，从而形成以下结构，所述结构包括：

外表面，

第一孔，

第二孔，所述第二孔的容积大于所述第一孔的容积，以及

连通通道，所述连通通道使所述外表面与所述第一孔彼此连通；

由于毛细作用力经由所述连通通道用与所述第一材料不同的第二材料填充所述第一孔；以及

对所填充的第二材料进行固化。