AT510881B1 - Dreidimensionale modelliervorrichtung, dreidimensionales modellierverfahren sowie modell, das mit dem verfahren ausgebildet wird - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Modells, wobei zunächst ein pulverförmiges Material (P) für eine Schicht auf eine Bühne (22) mit einem Zuführmechanismus (10) zugeführt wird, danach eine Flüssigkeit aus einem ersten Kopf (41Y) auf das pulverförmige Material (P) gespritzt wird, während nur der erste Kopf (41Y) relativ zur Bühne (22) in eine erste Richtung bewegt wird, und anschließend pulverförmiges Material (P) für eine weitere Schicht mit dem Zuführmechanismus (1 0) zugeführt wird. Hierftir wird vorgeschlagen, dass als nachfolgender Schritt eine Flüssigkeit aus einem zweiten Kopf (41X) auf das pulverförmige Material (P) gespritzt wird, während nur der zweite Kopf (41X) relativ zur Bühne (22) in eine zweite Richtung bewegt wird. Die Ausbildung fehlerhafter Bereiche des Modells aufgrund fehlerhafter Spritzdüsen eines Kopfes (41) kann auf diese Weise zuverlässig vermieden werden.

Description

Beschreibung

HINTERGRUND

[0001] Diese Erfindung betrifft eine dreidimensionale Modelliervorrichtung, ein dreidimensiona¬les Modellierverfahren, mit dem ein dreidimensionales Modell durch Laminieren aufgrund vonBilddaten eines Querschnitt ausgebildet wird, sowie ein Modell, das mit diesem Verfahren aus¬gebildet wird.

[0002] In der Vergangenheit verstand man eine derartige dreidimensionale Modelliervorrichtungals eine Vorrichtung für eine schnelle Prototypenentwicklung, wobei sie für industrielle Anwen¬dungen weit verbreitet verwendet wird. Hauptsysteme für dreidimensionale Modelliervorrichtun¬gen sind ein optisches Modelliersystem, ein Bahnenlaminierungs-Modelliersystem sowie einPulver-Modelliersystem.

[0003] Das optische Modelliersystem dient dazu, um eine Querschnittform dadurch auszubil¬den, dass ein unter Licht aushärtendes Harz mit einem Hochleistungslaser bestrahlt und lami¬niert wird, wodurch eine dreidimensionale Form erzeugt wird. Das Bahnenlaminierungs-Modelliersystem besteht daraus, dass dünne Bahnen in Schichten ausgeschnitten werden, dieaneinanderhaften und laminiert werden, um eine dreidimensionale Form zu erzeugen. DasPulver-Modelliersystem besteht daraus, dass ein pulverförmiges Material in Schichten aufgetra¬gen und eine Querschnittform hergestellt wird, worauf eine Laminierung erfolgt, um eine dreidi¬mensionale Form zu erzeugen.

[0004] Das Pulver-Modelliersystem wird weiters grob in Systeme, die Pulver schmelzen odersintern, sowie in Systeme eingeteilt, bei denen ein Pulver erstarrt, wobei ein Haftmittel verwen¬det wird. Beim letztgenannten System wird eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Haftmittel undein Bindemittel auf ein Pulver gespritzt, das als Hauptbestandteil Gips enthält, wobei ein Tinten¬strahlkopf verwendet wird, wie er bei einem Drucker oder dergleichen Verwendung findet, umein Erstarren hervorzurufen, wobei eine Querschnittschicht ausgebildet und laminiert wird,wodurch eine dreidimensionale Form hergestellt wird.

[0005] Beim Pulvermodellieren, bei dem ein Tintenstrahlkopf verwendet wird, bei dem es sichbeispielsweise um einen Kopf für einen im Handel erhältlichen Tintenstrahldrucker handelt, wirdeine Flüssigkeit, wie etwa ein Haftmittel, selektiv auf eine Bahn, auf die ein Pulver aufgesprühtwurde, so wie beim Drucken in Übereinstimmung mit einem Bereich gespritzt, um das Pulver zuverfestigen. Bei der dreidimensionalen Modelliervorrichtung die in der ungeprüften JapanischenPatentanmeldung 2009-101651 beschrieben wird, handelt es sich um eine Vorrichtung, dieeinen Tintenstrahlkopf eines Pulver-Modelliersystems verwendet (siehe beispielsweise dieungeprüfte Japanische Patentanmeldung 2009-101651).

[0006] Die WO 2004/106041 A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum 3D-Drucken,wobei eine zylinderförmige Aufbautrommel um eine Zentralwelle an einer Basis und einemRahmen angeordnet ist. Dabei ist zumindest eine Druckvorrichtung und ein Zuführmechanis¬mus rund um die Aufbautrommel zur Zentralwelle hin gerichtet angeordnet. Jede Druckvorrich¬tung umfasst einen Druckkopfträger mit einem Druckkopffeld, das zumindest einen Druckkopfbeinhaltet. Dabei weist jeder Druckkopf mehrere Düsen auf. Durch die Mehrzahl an Druckköp¬fen an einer Druckvorrichtung wird somit möglichst der gesamte Modellierbereich abgedeckt,wobei zusätzlich zur Erhöhung des Abdeckbereiches bei Ausfall einzelner Düsen die sogenann¬te „Shingling" Technik angewendet wird, bei der der Druckkopfträger, an dem die Druckköpfeangeordnet sind, inkrementeil vor- und rückverschoben werden, sodass Fehler oder Fehlstellen,welche durch eine defekte Düse auftreten, ausgeglichen werden.

[0007] Die WO 98/28124 A2 offenbart einen 3D-Drucker, bei dem 2D-Pulverschichten mittelseines durch Düsen aufgetragenen Klebstoffs verfestigt bzw. verbunden werden. Dabei sind dieDruckpatronen in verschiedene Richtungen bewegbar bzw. ist eine winkelige Bewegung derDüsenköpfe zur vollständigen Abdeckung der Druckfläche und somit zur Vermeidung etwaigerLeer- bzw. Fehlerstellen durch defekte Düsen bzw. zumindest eine Defekte Düse gewährleistet.

ZUSAMMENFASSUNG

[0008] Bei einer Modelliervorrichtung, die einen Tintenstrahlkopf eines Pulver-Modelliersystemsverwendet, wird dann, wenn ein Spritzfehler, wie etwa eine Verstopfung, in einem Teil einerVielzahl von Düsen auftritt, die im Tintenstrahlkopf vorhanden sind, eine Pulverschicht laminiert,die den fehlerhaften Bereich aufweist. Da ein Tintenstrahlkopf in einer vorgegebenen Richtungabgetastet wird, bedeutet das, dass dadurch schwerwiegende Probleme entstehen, dass einlinearer, ungebundener Bereich in einem Modell auftritt, der dann ausgebildet wird, wenn ineiner Spritzeinheit ein Spritzfehler auftritt, wobei das Modell in einer Richtung leicht zerbrechenkann.

[0009] Es sollen daher eine dreidimensionale Modelliervorrichtung und ein dreidimensionalesModellierverfahren verwirklicht werden, die die Herstellung von Modellen ermöglichen, beidenen sich keine Bereiche bilden können, die aus dem Modell leicht herausgebrochen werdenkönnen, sodass ferner verhindert werden kann, dass das Modell in diesen Bereichen leichtbeschädigt werden kann.

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf ein Verfahren, das zunächst folgendeSchritte umfasst: [0011] - Zuführen eines pulverförmigen Materials für eine Schicht auf eine Bühne mit einemZuführmechanismus; [0012] - Spritzen einer Flüssigkeit aus einem ersten Kopf auf das pulverförmige Material, wäh¬rend nur der erste Kopf relativ zur Bühne in eine erste Richtung bewegt wird; [0013] - Zuführen des pulverförmigen Materials für eine weitere Schicht mit dem Zuführmecha¬nismus.

[0014] Erfindungsgemäß wird dabei vorgeschlagen, dass es folgenden nachfolgenden Schrittumfasst: [0015] - Spritzen einer Flüssigkeit aus einem zweiten Kopf auf das pulverförmige Material,während nur der zweite Kopf relativ zur Bühne in eine zweite Richtung bewegt wird.

[0016] Die Erfindung umfasst ferner eine dreidimensionale Modelliervorrichtung umfassendeine Bühne, auf die ein pulverförmiges Material für eine Laminierung aufgebracht wird, einenZuführmechanismus, um das pulverförmige Material für jeweils eine Schicht auf die Bühnezuzuführen, zumindest zwei Köpfe, die eine Mehrzahl an Düsen zum Abspritzen einer modell¬bildenden Flüssigkeit aufweisen und die so ausgebildet sind, dass sie die Flüssigkeit auf dasdurch den Zuführmechanismus auf die Bühne angeordnete pulverförmige Material spritzen, undeinen Bewegungsmechanismus, durch den die zumindest zwei Köpfe relativ zur Bühne jeweilsin unterschiedliche Richtungen beweglich sind. Erfindungsgemäß wird dabei vorgeschlagen,dass durch den Bewegungsmechanismus die zumindest zwei Köpfe derart zueinander beweg¬lich angeordnet sind, dass die Bewegungsrichtungen der zumindest zwei Köpfe senkrecht oderin einem Winkel von 120 Grad zueinander verlaufen.

[0017] Auch dann, wenn ein Spritzfehler in einer der vielen Düsen in zumindest einem Kopfauftritt, wird die Vielzahl von Köpfen vom Bewegungsmechanismus relativ zur Bühne in ver¬schiedene Richtungen bewegt. Somit ist es damit möglich, dass das Ausbilden eines fehlerhaf¬ten Bereichs verhindert wird, bei dem das Modell leicht zerbrechen kann, und in einer anderenRichtung verstärkt ausgebildet ist, wie dies möglicherweise dann auftritt, wenn nur ein einzigerKopf vorgesehen ist.

[0018] Der Bewegungsmechanismus kann auch zwei Köpfe, bei denen es sich um die Vielzahlvon Köpfen handelt, so bewegen, dass die Bewegungsrichtungen der beiden Köpfe senkrechtzueinander liegen. Die Bewegungsrichtungen der beiden Köpfe stehen aufeinander senkrecht,wodurch es möglich ist, den Aufbau des Kopfs und des Bewegungsmechanismus im Vergleichmit einem Fall zu vereinfachen, in dem sie nicht aufeinander senkrecht stehen.

[0019] Der Bewegungsmechanismus kann weiters alternativ die Mehrzahl von Köpfen jedesmal bewegen, wenn das pulverförmige Material für eine Schicht vom Zuführmechanismus zugeführtwurde. Wenn ein Spritzfehler aufgetreten ist, ist es daher möglich, dass das durchgehendeAusbilden eines fehlerhaften Bereichs an derselben Stelle in jener Richtung verhindert wird, inder die Laminierung des pulverförmigen Materials erfolgt. Alternativ kann aber auch wie bei dernun folgenden Ausführungsform vorgegangen werden.

[0020] Der Bewegungsmechanismus kann weiters einen ersten Kopf aus der Mehrzahl vonKöpfen bewegen, wenn das pulverförmige Material für eine erste Anzahl von fortlaufendenSchichten vom Zuführmechanismus zugeführt wurde, wobei er auch einen zweiten Kopf, beidem es sich nicht um den ersten Kopf handelt, aus der Mehrzahl von Köpfen bewegen kann,wenn das pulverförmige Material für eine zweite Anzahl von fortlaufenden Schichten vom Zu¬führmechanismus zugeführt wurde.

[0021] In diesem Fall kann sich auch die erste Anzahl von Schichten von der zweiten Anzahlvon Schichten unterscheiden. Die Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung ist beispiels¬weise dann nützlich, wenn jeder Kopf eine andere Flüssigkeit abspritzt, und wenn vom Zuführ¬mechanismus für jeden Kopf ein anderes Material zugeführt wird.

[0022] Der Zuführmechanismus kann der Bühne weiters eine Mehrzahl von unterschiedlichenpulverförmigen Materialien auf die Bühne zuführen, die jeweils der Mehrzahl von Köpfen ent¬spricht. Alternativ kann die Mehrzahl von Köpfen, wie des oben beschrieben wurde, jeweilsunterschiedliche Flüssigkeiten abspritzen. Diese Ausführungsformen der vorliegenden Offenle¬gung ermöglichen das Ausbilden eines Modells, bei dem jede einzelne oder eine Vielzahl vonSchichten, aus denen das Modell aufgebaut ist, verschiedenen Eigenschaften besitzen.

[0023] Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform dervorliegenden Offenlegung umfasst eine Bühne, einen Zuführmechanismus, einen Kopf sowieeinen Bewegungsmechanismus.

[0024] Auf der Bühne wird ein pulverförmiges Material aufgebracht, um es zu laminieren.

[0025] Der Zuführmechanismus führt das pulverförmige Material für jeweils eine Schicht auf dieBühne zu.

[0026] Der Kopf ist mit einer Mehrzahl an Düsen versehen, die eine Flüssigkeit zum Ausbildeneines Modells abspritzen, wobei er die Flüssigkeit auf das pulverförmige Material spritzt, dasvom Zuführmechanismus auf die Bühne zugeführt wurde.

[0027] Der Bewegungsmechanismus bewegt den Kopf relativ zur Bühne jeweils in verschiede¬ne Richtungen, wenn die Flüssigkeit auf das pulverförmige Material jeweils für verschiedeneSchichten gespritzt wird, das vom Zuführmechanismus zugeführt wurde.

[0028] Auch dann, wenn ein Spritzfehler in einer der vielen Düsen auftritt, die im Kopf enthaltensind, wird der Kopf vom Bewegungsmechanismus relativ zur Bühne in verschiedene Richtungenbewegt. Das bedeutet, dass es möglich ist, dass das Ausbilden eines fehlerhaften Bereichsverhindert wird, bei dem es sich um einen Grenzbereich handelt, der ermöglicht, dass ein Mo¬dell leicht zerbrechen kann, wobei er in eine Richtung verstärkt ausgebildet ist, wobei diesmöglicherweise dann auftritt, wenn nur ein Kopf vorgesehen ist, und wobei es möglich ist, dasseine Beschädigung eines Modells verhindert wird.

[0029] In diesem Fall kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung weiters einen Drehme¬chanismus umfassen, um den Kopf um eine Achse zu drehen, die in einer Richtung der Lami¬nierung des pulverförmigen Materials verläuft. Damit kann eine Bewegungsrichtung des Kopfsverändert werden.

[0030] Ein dreidimensionales Modellierverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegen¬den Offenlegung umfasst das Zuführen eines pulverförmigen Materials für eine Schicht auf eineBühne.

[0031] Eine Flüssigkeit zum Ausbilden eines Modells wird von einem ersten Kopf auf das pul¬verförmige Material gespritzt, das auf die Bühne zugeführt wurde, während der erste Kopf rela- tiv zur Bühne in eine erste Richtung bewegt wird.

[0032] Das pulverförmige Material für eine andere Schicht wird auf die Bühne zugeführt, nach¬dem die Flüssigkeit vom ersten Kopf abgespritzt wurde.

[0033] Eine Flüssigkeit zum Ausbilden eines Modells wird von einem zweiten Kopf auf daspulverförmige Material gespritzt, das auf die Bühne zugeführt wurde, während der zweite Kopfrelativ zur Bühne in eine zweite Richtung bewegt wird, die sich von der ersten Richtung unter¬scheidet.

[0034] Bei einem Modell gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung handeltes sich um ein Modell, das mit dem dreidimensionalen Modellierverfahren ausgebildet wird, dasoben beschrieben wurde.

[0035] Wie oben beschrieben wurde, ist es in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen dervorliegenden Offenlegung möglich, dass das Ausbilden eines Bereichs verhindert wird, in demdas Modell leicht aus Bereichen herausbrechen kann, aus denen das Modell zusammengesetztist, wobei auch verhindert wird, dass das Modell in jenen Richtungen leicht beschädigt werdenkann, in denen es leicht zerbricht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0036] In den Zeichnungen zeigt: [0037] Fig. 1 eine dreidimensionale Modelliervorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung; [0038] Fig. 2 einen Schrägriss, in dem ein innerer Aufbau eines Hauptkastens einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung dargestellt ist; [0039] Fig. 3 eine Draufsicht auf die dreidimensionale. Modelliervorrichtung, die in

Fig. 2 dargestellt ist; [0040] Fig. 4 einen Schnitt durch die dreidimensionale Modelliervorrichtung entlang einer Seitenfläche, wobei ein Zustand der dreidimensionalen Model¬liervorrichtung dargestellt ist, in dem eine obere Abdeckung vomHauptkasten entfernt wurde; [0041] Fig. 5A eine vereinfachte Draufsicht, in der ein X-Kopf und ein Y-Kopf darge¬ stellt sind, und Fig. 5B eine Abänderung davon; [0042] Fig. 6A bis 6E die Arbeitsweise einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung sowie vereinfachte Draufsichten auf einen Hauptteil der dreidimensionalenModelliervorrichtung, wobei die Arbeitsweise in ihrer Abfolge darge¬stellt ist; [0043] Fig. 7A und 7B Draufsichten, in denen ein Modellierkasten dargestellt ist, in dem ein

Modell untergebracht ist, das mit einem Verfahren ausgebildet wurde,das mit der Ausführungsform verglichen wird; [0044] Fig. 8 einen Schrägriss, in dem ein Hauptteil einer dreidimensionalen Model¬ liervorrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsformder vorliegenden Offenlegung dargestellt ist; [0045] Fig. 9 einen Schrägriss, in dem die dreidimensionale Modelliervorrichtung, die in Fig. 8 dargestellt ist, in einem Zustand gezeigt wird, in dem eineobere Platte sowie eine Druckbasisplatte entfernt wurden; [0046] Fig. 10 einen Hauptteil einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung in Über¬ einstimmung mit noch einer anderen Ausführungsform der vorliegen¬den Offenlegung sowie eine Draufsicht, in der ein Modellierkasten undKöpfe dargestellt sind; und [0047] Fig. 11 einen Hauptteil einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung in Über¬ einstimmung mit noch einer anderen Ausführungsform der vorliegen¬den Offenlegung sowie eine Draufsicht, in der ein Modellierkasten undein Kopf dargestellt sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRÜNGSFORMEN

[0048] Nunmehr sollen Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung im Zusammenhangmit den Zeichnungen beschrieben werden.

[0049] [Ausführungsform] [0050] (Aufbau der dreidimensionalen Modelliervorrichtung) [0051] Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung in Übereinstimmung mit einerAusführungsform der vorliegenden Offenlegung.

[0052] Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 umfasst einen Hauptkasten 1, der etwadie Form eines rechtwinkeligen Parallelepipeds besitzt, sowie ein Steuerschaltungsgehäuse 3,das mit dem Hauptkasten 1 verbunden ist. Der Hauptkasten 1 besitzt eine Seitenabdeckung 5,eine darauf angebrachte Hauptabdeckung 7 sowie eine obere Abdeckung 6, die von der Haupt¬abdeckung 7 entfernt werden kann.

[0053] Fig. 2 zeigt einen Schrägriss, in dem ein innerer Aufbau eines Hauptkastens 1 einerdreidimensionalen Modelliervorrichtung 100 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf diedreidimensionale Modelliervorrichtung 100, die in Fig. 2 dargestellt ist. Fig. 4 zeigt einen Schnittdurch die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 entlang einer Seitenfläche, wobei einZustand der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 100 dargestellt ist, in dem eine obereAbdeckung 6 vom Hauptkasten 1 entfernt wurde.

[0054] Die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 besitzt von unten nach oben eine Basis¬platte 2, eine Druckbasisplatte 4 sowie eine obere Platte 8, die über eine Reihe von Säulenele¬menten 9 verbunden sind. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind zwischen der Basisplatte 2 und derDruckbasisplatte 4 eine Zuführeinheit 10 sowie eine Modelliereinheit 20 vorgesehen, die inRichtung der Y-Achse ausgerichtet sind. Die Modelliereinheit 20 ist im Wesentlichen in einerMittelstellung in Richtung derX- und der Y-Achse angeordnet.

[0055] Die Zuführeinheit 10, die als Zuführmechanismus arbeitet, führt der Modelliereinheit 20ein pulverförmiges Material (später einfach als Pulver P bezeichnet) zu (siehe Fig. 4). Die Zu¬führeinheit 10 besitzt einen Zuführbehälter 11, in dem das Pulver P aufbewahrt wird, eine Hub¬platte 12, die im Zuführbehälter 11 angeordnet ist, sowie eine Zuführwalze 13, die in Richtungder Y-Achse in der Nähe der oberen Flächen von einem Ausgangsende des Zuführbehälters 11über ein Ende eines Modelliergehäuses 21 bewegbar ist, das später beschrieben werden soll.Die Zuführwalze 13 kann in Richtung der Y-Achse beispielsweise mit einem Bewegungsmecha¬nismus bewegt werden, der nicht dargestellt ist, etwa mit einem Kugelgewindetrieb.

[0056] Wie die Fig. 2 und 4 zeigen, sind die Druckbasisplatte 4, die obere Platte 8 und dieHauptabdeckung 7 mit Öffnungen 4a, 8a bzw. 7a an etwa den gleichen Stellen versehen, wennman aus Richtung der Z-Achse blickt. Auf der Öffnung 7a der Hauptabdeckung 7 ist die obereAbdeckung 6 (siehe Fig. 1) angebracht. Wenn die obere Abdeckung 6 von der Hauptabdeckung7 entfernt wurde, führt ein Benutzer das Pulver P auf die Hubplatte 12 im Zuführbehälter 11durch die Öffnung 4a, 8a und 7a von oberhalb der oberen Platte 8 zu.

[0057] Die Hubplatte 12 kann von einem Hubmotor 14 angehoben werden. Die Zuführwalze 13kann, beispielsweise aus einer Bereitschaftsstellung, die Fig. 4 zeigt, nach rechts bewegt wer¬den, während sie sich (um ihre Achse) gegen den Uhrzeigersinn dreht. Damit bewegt sich dieZuführwalze 13 nach rechts, während sie auf einer Fläche des Pulvers P reibt, das auf dieHubplatte 12 aufgebracht wurde, wodurch sie das Pulver P nach vorne zur Modelliereinheit 2 0drückt und das Pulver P der Modelliereinheit 20 mit der Menge für eine Schicht zuführt.

[0058] Die Modelliereinheit 20 umfasst das Modelliergehäuse 21, eine Modellierbühne 22, die im Modelliergehäuse 21 angeordnet ist und auf die das Pulver P aufgebracht werden kann, umes zu laminieren, sowie einen Hubmotor 23, der die Modellierbühne 22 im Modelliergehäuse 21nach oben und unten bewegen kann. Das Pulver P, das von der Zuführwalze 13 so, wie diesoben beschrieben wurde, zugeführt wird, wird im Modelliergehäuse 21 (auf der Modellierbühne22) aufgebracht. Wenn ein Modell bearbeitet wird, wird die Modellierbühne 22 immer dann,wenn das Pulver P von der Zuführwalze 13 in der Menge für eine Schicht zugeführt wurde, vomHubmotor 13 angetrieben, wobei die Modellierbühne 22 vom Hubmotor 23 um die Dicke desPulvers P für eine Schicht abgesenkt wird.

[0059] In der Modelliereinheit 20 ist in Richtung der Y-Achse gegenüber jener Seite, auf der dieZuführeinheit 10 vorgesehen ist, ein Gehäuse 30 angeordnet, um überschüssiges Pulver Paufzunehmen. Das überschüssige Pulver P wird entsorgt oder einer Wiederverwendung zuge¬führt.

[0060] Auf der Druckbasisplatte 4 sind als Mehrzahl von entsprechenden Köpfen, die eineFlüssigkeit auf das Pulver P auf der Modellierbühne 22 im Modelliergehäuse 21 spritzen, zweiKöpfe, d.h. ein X-Kopf 41X und ein Y-Kopf 41Y, vorgesehen. Der X-Kopf 41X und der Y-Kopf41Y können am Modelliergehäuse 21 in Richtungen bewegt werden, die aufeinander senkrechtstehen.

[0061] Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, kann beispielsweise der X-Kopf 41X in Richtung der X-Achse mit einem X-Achsen Bewegungsmechanismus 4 0X bewegt werden. Der Y-Kopf 41Ykann in Richtung der Y-Achse mit einem Y-Achsen Bewegungsmechanismus 40Y bewegtwerden. Der X-Achsen Bewegungsmechanismus 4 0X besitzt eine Führungsschiene 43X, die inRichtung der X-Achse vorgesehen ist, sowie eine Kopfhalterung 42X, die den X-Kopf 41X trägtund auf der Führungsschiede 43X vorgesehen ist, wobei sie mit einem nicht dargestellten Motorbewegt werden kann. Der Y-Achsen Bewegungsmechanismus 40Y besitzt, ähnlich wie der X-Achsen Bewegungsmechanismus 40X, ebenfalls eine Führungsschiene 43Y, die in Richtungder Y-Achse vorgesehen ist, sowie eine Kopfhalterung 42Y, die den Y-Kopf 41Y trägt und aufder Führungsschiene 43Y vorgesehen ist, wobei sie von einem nicht dargestellten Motor be¬wegt werden kann. Der X-Achsen Bewegungsmechanismus 40X und der Y-Achsen Bewe¬gungsmechanismus 40Y bilden einen Bewegungsmechanismus, bei dem es sich beispielswei¬se um einen Kugelgewindetrieb oder um eine Zahnstange mit einem Ritzel handeln kann.

[0062] Die Ruhestellungen der beiden Köpfe 41X und 41Y liegen oberhalb von Seitenteilen desModelliergehäuses 21, wenn sich die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 im Bereit¬schaftszustand befindet, der in Fig. 3 und dergleichen dargestellt ist.

[0063] Fig. 5A zeigt eine vereinfachte Draufsicht, in der ein X-Kopf 41X und ein Y-Kopf 41Ydargestellt sind. Das Prinzip, mit dem eine Flüssigkeit von dem X-Kopf 41X und dem Y-Kopf41Y abgespritzt wird, ist typisch dem Prinzip eines Kopfs eines Tintenstrahldruckers ähnlich,wie er aus der Vergangenheit bekannt ist. Der X-Kopf 41X und der Y-Kopf 41Y sind jeweilsZeilen-Köpfe. Das bedeutet, dass, wie dies Fig. 3 zeigt, die Länge des X-Kopfs 41X in Richtungder Y-Achse nicht kleiner als eine Länge von zumindest einem vorgegebenen Modellierbereichim Modelliergehäuse 21 in Richtung der Y-Achse ist.

[0064] Wie Fig. 5A zeigt, ist der X-Kopf 41X mit einer Mehrzahl von Düsen nX versehen, die inRichtung der Y-Achse ausgerichtet sind, um eine Flüssigkeit abzuspritzen. Die Länge des Y-Kopfs 41Y in Richtung der X-Achse ist nicht kleiner als eine Länge des vorgegebenen Model¬lierbereichs 22a im Modelliergehäuse 21 in Richtung der X-Achse. Der Kopf 41Y ist mit einerMehrzahl von Düsen nY versehen, die in Richtung der X-Achse ausgerichtet sind, um eineFlüssigkeit abzuspritzen. In einem Kopf sind beispielsweise 3000 bis 5000 Düsen nX und nYvorgesehen.

[0065] Wie Fig. 5B zeigt, können die Modellierbühne 22 und der Modellierbereich 22a auchrechteckig ausgebildet sein, wenn man sie in Richtung der Z-Achse betrachtet. In diesem Fallsind die entsprechenden Längen des X-Kopfs 41X und des Y-Kopfs 41Y ebenfalls in den Län¬gen in Übereinstimmung mit jeder Seite des Modellierbereichs 22a ausgebildet.

[0066] Als Pulver P wird beispielsweise Gips verwendet. Zusätzlich werden wasserlösliche,anorganische Substanzen verwendet, wie etwa Kochsalz, Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid,Kaliumchlorid und Natriumchlorid. Ein Gemisch aus Natriumchlorid und einer Salzlösung (wieetwa Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid und Kaliumchlorid) kann ebenfalls verwendet wer¬den. Das bedeutet, dass das Pulver P als Hauptbestandteil Natriumchlorid enthält. Alternativkönnen auch organische Substanzen verwendet werden, wie etwa Polyvinylpyrrolidon (PVP)Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Ammoniumpolyacrylat, Natriumpolyacrylat, Ammoni-ummethacrylat, Natriummethacrylat sowie deren Polymere. Das Pulver P besitzt typisch einenmittleren Teilchendurchmesser von nicht unter 10 pm und nicht über 100 pm.

[0067] Die von dem X-Kopf 41X und dem Y-Kopf 41Y abgespritzte Flüssigkeit umfasst einenBestandteil, der am Pulver P anhaftet oder sich mit ihm verbindet, um ein Modell auszubilden.Alternativ wird zum Lösen des Bindemittels eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, verwendet,wenn das Pulver P vorher ein Bindemittel aufweist (beispielsweise ein Haftmittel, wie etwa dasoben beschriebe PVP).

[0068] In einem Fall, in dem die Außenseite eines Modells oder die Innenseite eines Modellseingefärbt werden sollen, werden als Flüssigkeit entsprechende Farbstofftinten oder Pigmenttin¬ten in cyan, magentarot, gelb und schwarz verwendet. Wenn kein Einfärben erforderlich ist,kann auch eine unsichtbare Tinte verwendet werden.

[0069] Die entsprechenden Stellungen, in denen der X-Achsen Bewegungsmechanismus 4 0Xund der Y-Achsen Bewegungsmechanismus 40Y in Richtung der Z-Achse eingestellt werden,basieren auf der Lage der oberen Platte 8 in Richtung der Z-Achse, um mechanische Störun¬gen untereinander zu vermeiden. Beispielsweise ist die Führungsschiene 43X des X-AchsenBewegungsmechanismus 4 0X an einer Stelle in einem vorgegebenen Abstand von der oberenFläche der oberen Platte 8 in Richtung der Z-Achse angeordnet. Die Führungsschiene 43Y desY-Achsen Bewegungsmechanismus 40Y ist in Richtung der Z-Achse an einer Stelle in einemvorgegebenen Abstand von der unteren Fläche der oberen Platte 8 angeordnet.

[0070] In das Steuerschaltungsgehäuse 3, das Fig. 1 zeigt, ist eine Steuerschaltung eingebaut,die nicht dargestellt ist. Obwohl sie nicht dargestellt ist, weist diese Steuerschaltung Steuerele¬mente, die Antriebe für die Motoren einer jeden Einheit und für die Bewegungsmechanismenbesitzen, wie sie oben beschrieben wurden, eine Hauptsteuerung, die diese Steuerungen ge¬meinsam steuert, und dergleichen auf. Die Hauptsteuerung kann auch außerhalb des Steuer¬schaltungsgehäuses 3 angeordnet sein. Diese Steuerungen bestehen aus einer Hardware oderaus einer Hardware und einer Software (d.h. einem Rechner). Die Hauptsteuerung steuert jedeEinheit und jeden Bewegungsmechanismus aufgrund von Bilddaten eines laminierten Quer¬schnitts, die in einem Speicher oder Ähnlichem gespeichert sind, wobei sie einen Modellierge¬genstand zusammensetzen, um ein Modell dadurch auszubilden, dass das Pulver P für eineSchicht pro einem Datenwort der Bilddaten geliefert wird.

[0071] (Arbeitsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung) [0072] Nunmehr soll eine Arbeitsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 100 be¬schrieben werden, die so aufgebaut ist, wie dies oben beschrieben wurde. Die Fig. 6A bis 6Ezeigen vereinfachte Draufsichten auf einen Hauptteil der dreidimensionalen Modelliervorrich¬tung 100, wobei die Arbeitsweise in ihrer Abfolge dargestellt ist.

[0073] Zuerst wird die Modellierbühne 22 im Modelliergehäuse 21 in der höchsten Stellungangeordnet, wenn in Richtung der Z-Achse modelliert wird. Wenn ein Modelliervorgang gestar¬tet wird, wird die Bühne in Richtung der Z-Achse beispielsweise um den Abstand für eineSchicht des Pulvers P abgesenkt. Obwohl der Abstand von einer Schicht des Pulvers P bei¬spielsweise 0,1 mm beträgt, ist der Abstand nicht auf diesen Wert beschränkt.

[0074] Das Pulver P wird in den Zuführbehälter 11 zugeführt. Die Hubplatte 12 wird um einenAbstand angehoben, der es ermöglicht, dass das Pulver P auf die Modellierbühne 22 zugeführtwird und zwar für zumindest eine Schicht auf der Modellierbühne 22. Daraufhin bewegt sich,wie dies Fig. 6A zeigt, die Zuführwalze 13, wenn sie sich dreht, in Richtung der Y-Achse. Damit wird das Pulver P auf der Hubplatte 12 im Modelliergehäuse 21 gepresst, wobei sich die Zu¬führwalze 13 anschließend auf der Modellierbühne 22 in Richtung der Y-Achse fortbewegt,während sie sich dreht, wodurch das Pulver P für eine ebene Schicht auf die Modellierbühne 22aufgebracht wird.

[0075] Für dieses Flachdrücken des Pulvers P auf der Modellierbühne 22 kann statt der Zu¬führwalze 13 auch eine Walze verwendet werden, die nicht dargestellt ist und sich in Richtungder Y-Achse bewegt, während sie sich auf der Modellierbühne 22 dreht.

[0076] Wie Fig. 6B zeigt, spritzt der Y-Kopf 41Y, während er sich in Richtung der Y-Achsebewegt, die Flüssigkeit selektiv in Übereinstimmung mit den Bilddaten des Querschnitts aufeinen Bereich des gesamten Modellierbereichs 22a (siehe auch Fig. 5A und 5B), wie dies auchbei einem normalen Drucken mit einem Drucker der Fall ist. Damit wird das Pulver P in jenemBereich untereinander verbunden, auf den die Flüssigkeit gespritzt wird, damit dieser erstarrt.

[0077] Wie Fig. 6C zeigt, wird, genauso wie beim letzten Mal, die Hubplatte 12 angehoben unddie Modellierbühne 22 für eine Schicht des Pulvers P abgesenkt. Daraufhin wird das Pulver Pmit der Zuführwalze 13 für eine Schicht auf die Modellierbühne 22 zugeführt (auf das Pulver Pder ersten Modellierschicht, die vorher bearbeitet wurde).

[0078] Wie Fig. 6D zeigt, spritzt der X-Kopf 41X, während er sich in Richtung der X-Achsebewegt, die Flüssigkeit in Übereinstimmung mit den Bilddaten des Querschnitts selektiv inRichtung der X-Achse auf einen Bereich des gesamten Modellierbereichs 22a, wie dies auchbei einem Drucken mit einem normalen Drucker der Fall ist. Dadurch wird die Flüssigkeit demPulver P für eine zweite Schicht unter Verwendung des X-Kopfs 41X zugeführt.

[0079] Als nächstes wird auf das Pulver P für eine dritte Schicht, das von der Zuführwalze 13zugeführt wurde, die Flüssigkeit gespritzt, wobei wiederum der Y-Kopf 41Y verwendet wird.Daraufhin wird auf die gleiche Art die Flüssigkeit abwechselnd so gespritzt, dass sie vom X-Kopf 41X gespritzt wird, vom Y-Kopf 41Y gespritzt wird, vom X-Kopf 41X gespritzt wird unddergleichen.

[0080] Nachdem die Flüssigkeit auf das Pulver P der letzten Schicht gespritzt wurde, wird dann,wie dies Fig. 6E zeigt, ein Modell T, das auf diese Weise hergestellt wurde, aus dem Modellier¬gehäuse 21 genommen.

[0081] Fig. 7A zeigt eine Draufsicht, in der ein Modelliergehäuse 21 dargestellt ist, in dem einModell untergebracht ist, das mit einem Verfahren ausgebildet wurde, das mit der Ausführungs¬form verglichen werden soll. Bei diesem Beispiel wird ein Modell Τ' eines Kiefers (einschließlichder Zähne) eines Menschen als Modelliergegenstand ausgebildet, wobei ein Kopf linear inRichtung der Y-Achse bewegt werden kann. Wie Fig. 7A zeigt, wird dann, wenn ein Spritzfehler,wie etwa eine Verstopfung, in zumindest einer Düse nX' aus der Mehrzahl von Düsen nX, die inRichtung der X-Achse ausgerichtet sind, in einem Kopf 141 auftritt, die Flüssigkeit nicht pas¬send auf die Zeile abgespritzt, über die die Düse nX' läuft. Damit wird ein fehlerhafter Bereich Dausgebildet, bei dem es sich um einen Grenzbereich handelt, an dem das Modell Τ' leicht zer¬brechen kann, wobei er in Richtung der Y-Achse isotrop ausgebildet ist. Ein derartiger fehlerhaf¬ter Bereich D wird im Modell Τ', wie dies Fig. 7B zeigt, als Fehler Ta' in Form eines dünnenSpalts ausgebildet, der in dem Modell Τ' auftritt, das auf diese Weise ausgebildet wurde.

[0082] Auch wenn kein Spritzfehler auftritt, wird dann, wenn beispielsweise die Spritzmengevon jeder Düse nX abweicht, das Problem auftreten, dass das Modell Τ' in Richtung der X-Achse leicht zerbrechen kann, während es aber in Richtung der Y-Achse von Fig. 7A nichtleicht zerbricht.

[0083] Im Gegensatz dazu spritzen der X-Kopf 41X und der Y-Kopf 41Y in Übereinstimmungmit der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 100 der Ausführungsform die Flüssigkeit ab¬wechselnd auf das Pulver P für jede Schicht, während sie sich in Richtungen bewegen, diesenkrecht aufeinander stehen. Auch dann, wenn ein Spritzfehler in zumindest einer der vielenDüsen nX und nY im X-Kopf 41X und/oder im Y-Kopf 41Y auftritt, oder auch dann, wenn die

Spritzmengen von den Düsen nX und nY abweichen, werden der fehlerhafte Bereich D oder dieÄnderung anisotrop. Das bedeutet, dass es möglich ist, dass die durchgehende Ausbildung desfehlerhaften Bereichs D an der selben Stelle in Richtung der Laminierung des Pulvers P (inRichtung der Z-Achse) verhindert wird, wie dies die Fig. 7A und 7B zeigen. Damit kann verhin¬dert werden, dass das Modell T in jenen Richtungen beschädigt wird, in denen es leicht zerbre¬chen kann.

[0084] Bei der Ausführungs form bewegen sich der X-Kopf 41X und der Y-Kopf 41Y senkrechtzueinander, so dass im Vergleich mit einem Fall, in dem sie sich beispielsweise nicht senkrechtzueinander bewegen, der Aufbau der Köpfe 41X und 41Y sowie die Bewegungsmechanismen40X und 40Y einfacher aufgebaut werden können.

[0085] Bei der Ausführungsform können der X-Kopf 41X und der Y-Kopf 41Y auch abwech¬selnd für jede Vielzahl von Schichten und nicht nur abwechselnd für jeweils eine Schicht ver¬wendet werden.

[0086] [Andere Ausführungsform] [0087] Fig. 8 zeigt einen Schrägriss, in dem ein Hauptteil einer dreidimensionalen Modelliervor¬richtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenlegungdargestellt ist. Fig. 9 zeigt einen Schrägriss, in dem eine dreidimensionalen Modelliervorrichtung200, die in Fig. 8 dargestellt ist, in einem Zustand gezeigt wird, in dem eine obere Platte 28 undeine Druckbasisplatte 24 entfernt wurden. In der nun folgenden Beschreibung wird die Be¬schreibung von Elementen und Funktionen vereinfacht oder weggelassen, die jenen Elementenoder Funktionen gleichen, die in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 100 gemäß dervorherigen Ausführungsform enthalten sind, wobei hauptsächlich nur unterschiedliche Punktebeschrieben werden.

[0088] Die dreidimensionalen Modelliervorrichtung 200 in Übereinstimmung mit der anderenAusführungsform ist mit zwei Zuführeinheiten 10X und 10Y ausgestattet. Der Grundaufbau unddie Grundfunktion dieser Zuführeinheiten 10X und 10Y ist jeweils gleich wie bei der Zuführein¬heit 10 gemäß der vorherigen Ausführungsform. Bei der anderen Ausführungsform wird zusätz¬lich zur Y-Zuführeinheit 10Y die X-Zufühnreinheit 10X neu hinzugefügt. Wie Fig. 9 zeigt, ist dieX-Zuführeinheit 10X so vorgesehen, dass sie mit der Modelliereinheit 20 in Richtung der X-Achse ausgerichtet ist.

[0089] Die X-Zuführeinheit 10X besitzt eine X-Zuführwalze 13X, die sich in Richtung der X-Achse bewegen kann, wenn sie sich dreht. Jeder der Zuführeinheiten 10 wird jeweils ein ande¬res Pulver zugeführt. Die unterschiedlichen Pulver werden beispielsweise nach einem Unter¬schied in der Form, der Größe, des Materials oder dergleichen eingeteilt, oder nach dem Unter¬schied in den Eigenschaften, wie etwa einer magnetischen Eigenschaft und der Härte.

[0090] In einem Fall der Ausführungsform wird typisch die Flüssigkeit vom X-Kopf 41X auf dasPulver zugeführt, das von der X-Zuführeinheit 10X geliefert wurde, und die Flüssigkeit vom Y-Kopf 41Y auf das Pulver zugeführt, das von der Y-Zuführeinheit 10Y geliefert wurde. Alternativkann die Flüssigkeit auch vom Y-Kopf 41Y auf das Pulver zugeführt werden, das von der X-Zuführeinheit 10X geliefert wurde, wobei die Flüssigkeit auch vom X-Kopf 41X auf das Pulverzugeführt werden kann, das von der Y-Zuführeinheit 10Y geliefert wurde.

[0091] Bei der Ausführungsform, die der vorherigen Ausführungsform ähnlich ist, wird die Flüs¬sigkeit ebenfalls abwechselnd unter Verwendung des X-Kopfs 41X und des Y-Kopfs 41Y fürjeweils eine Schicht oder für eine Vielzahl von Schichten gespritzt.

[0092] Wie oben beschrieben wurde, ist es bei der Ausführungsform, die der vorhergehendenAusführungsform ähnlich ist, möglich, dass verhindert werden kann, dass der fehlerhafte Be¬reich D isotrop und durchgehend in der Schichtrichtung ausgebildet wird. Dadurch, dass einModell mit zwei verschiedenen Arten von Pulvern ausgebildet wird, ist es möglich, dass ineinem Modell Bereiche enthalten sind, die verschiedene Materialien und Eigenschaften besit¬zen.

[0093] Bei der Ausführungsform können vom X-Kopf 41X und vom Y-Kopf 41Y auch verschie¬dene Flüssigkeiten abgespritzt werden. In diesem Fall kann ein erstes Pulver, das ein Bindemit¬tel aufweist, wie etwa PVP, dem Modelliergehäuse 21 beispielsweise auch von einer Zuführein¬heit der beiden Zuführeinheiten 10X und 10Y zugeführt werden, wobei ein zweites Pulver, wieetwa Gips (ein Pulver, das kein Bindemittel aufweist), dem Modelliergehäuse 21 auch von deranderen Zuführeinheit zugeführt werden kann. In diesem Fall kann von den beiden Köpfen 41Xund 41Y ein Kopf auch eine Flüssigkeit, die kein Bindemittel enthält, wie etwa eine wasserlösli¬che Tinte, auf das erste Pulver spritzen, während der andere Kopf auch eine zweite Flüssigkeit,die ein Bindemittel enthält, auf das zweite Pulver spritzen kann.

[0094] Bei der Ausführungsform kann auch das gleiche Pulver von der X-Zuführeinheit 10X undder Y-Zuführeinheit 10Y zugeführt werden. Da die Menge des Pulvers, das jeweils in den bei¬den Zuführbehältern 11X und 11Y untergebracht ist, in diesem Fall im Vergleich zur Menge beinur einem Zuführbehälter 11 halbiert werden kann, kann jeder der beiden Zuführbehälter 11Xund 11Y halb so dick gemacht werden. Damit kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung200 dünner gemacht werden.

[0095] [Noch eine andere Ausführungsform] [0096] Fig. 10 zeigt einen Hauptteil einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung in Überein¬stimmung mit noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung, wobei eineDraufsicht auf ein Modelliergehäuse und auf die Köpfe dargestellt ist.

[0097] Ein Modelliergehäuse 121 in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform besitzt bei¬spielsweise einen sechseckigen Umriss. An Stellen entlang von drei Seiten, die das Modellier¬gehäuse 121 umgeben und die beispielsweise an Stellen liegen, die um einen Drehwinkel von120° voneinander entfernt sind, wenn man die Z-Achse als Mittelpunkt nimmt, sind die Köpfe44, 45 bzw. 46 angeordnet, um eine Flüssigkeit abzuspritzen. Diese Köpfe 44, 45 und 46 kön¬nen jeweils in der X-Y Ebene in einem entsprechenden Winkel von 120° unterschiedlich zuei¬nander von einem Bewegungsmechanismus bewegt werden, der nicht dargestellt ist.

[0098] Wenn die Anzahl der Köpfe größer wird, wird der Bewegungsmechanismus komplizier¬ter, doch kann damit ein Modell ausgebildet werden, das wesentlich mehr anisotrop ist.

[0099] Das Modelliergehäuse 121 ist nicht darauf beschränkt, dass es sechseckig ist, es kannauch viereckig sein, wie dies oben beschrieben wurde, oder es kann auch dreieckig oder kreis¬förmig sein.

[00100] [Noch eine andere Ausführungsform] [00101] Fig. 11 zeigt einen Hauptteil einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung in Überein¬stimmung mit einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung, wobei eineDraufsicht auf ein Modelliergehäuse und auf einen Kopf dargestellt ist.

[00102] Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung in Übereinstimmung mit dieser Ausfüh¬rungsform besitzt einen Kopf 47 zum Spritzen einer Flüssigkeit, wobei sie mit einem Drehme¬chanismus versehen ist, um den Kopf 47 um die Z-Achse zu drehen. Beispielsweise ist eineDrehachse a1 des Drehmechanismus in der Nähe von einem Ende des Kopfs 47 vorgesehen.Der Köpf 47 kann in Richtung der X-Achse und der Y-Achse mit einem X-Y Bewegungsmecha¬nismus bewegt werden, der nicht dargestellt ist. Als X-Y Bewegungsmechanismus kann bei¬spielsweise ein Mechanismus einer XY-Bühne verwendet werden, wie er aus der Vergangen¬heit bekannt ist.

[00103] Bei der so aufgebauten dreidimensionalen Modelliervorrichtung wird der Drehwinkeldes Kopfs 47 für jede einzelne Schicht oder für jede Vielzahl von Schichten um 90° geändert.Während er sich abwechselnd in Richtung der X-Achse bzw. der Y-Achse bewegt, spritzt er dieFlüssigkeit auf das Pulver im Modelliergehäuse 21.

[00104] [Andere Ausführungsformen] [00105] Ausführungsformen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenlegung sind nicht auf jene Ausführungsformen beschränkt, die oben beschrieben wurden, sondern sie könnenauch andere verschiedenartige Ausführungsformen sein.

[00106] Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Flüssigkeit mit denKöpfen abwechselnd für jeweils die gleiche Anzahl von Schichten des Pulvers gespritzt. Eskann jedoch auch eine Flüssigkeit für jeweils unterschiedliche Anzahlen von Schichten oder füreine zufällige Anzahl von Schichten abwechselnd mit den Köpfen gespritzt werden. Unter "fürjede unterschiedliche Anzahl von Schichten" ist ein Muster zu verstehen, so dass beispielswei¬se eine Flüssigkeit für jeweils eine erste Anzahl von Schichten (beispielsweise für jeweils eineSchicht) mit einem Kopf gespritzt wird, während für jeweils eine zweite Anzahl von Schichten(beispielsweise für jeweils zwei oder drei Schichten), die sich von der ersten Anzah von Schich¬ten unterscheidet, mit dem anderen Kopf gespritzt wird.

[00107] Alternativ kann auch ein anderer Kopf eine Flüssigkeit auf die selbe Schicht des Pul¬vers spritzen, nachdem ein Kopf eine Flüssigkeit auf das Pulver für eine Schicht gespritzt hat.

[00108] Die erste und die dritte beschriebene Ausführungsform zeigen die Betriebsart, bei derdie gleiche Flüssigkeit aus einer Mehrzahl von Köpfen gespritzt wird. Es können jedoch zumin¬dest zwei von diesen Köpfen auch verschiedene Flüssigkeiten abspritzen. Wenn es sich beiden Flüssigkeiten beispielsweise um färbige Tinten handelt, können auch Tinten mit unter¬schiedlichen Zusammensetzungen, d.h. mit verschiedenen Farben, abgespritzt werden.

[00109] Bei den dreidimensionalen Modelliervorrichtungen gemäß einer jeden der oben be¬schriebenen Ausführungsformen ist ein Kopf mit einem Zeilen-Kopf vorgesehen, der sich in eineRichtung bewegt. Zumindest ein Kopf aus der Mehrzahl von Köpfen kann aber jedoch auch einkurzer Kopf sein, der kein Zeilen-Kopf ist und eine Mehrzahl von Düsen besitzt, wobei seineLänge schmäler als eine Modellierbreite im Modelliergehäuse 21 ist. In diesem Fall wird derKopf, nachdem eine Flüssigkeit in einer Zeile örtlich auf das Pulver gespritzt wurde, währendsich der kurze Kopf senkrecht zur Richtung des Düsenaufbaus bewegt hat, in die Richtung desDüsenaufbaus bewegt, wobei die Flüssigkeit in die nächste Zeile örtlich auf das Pulver gespritztwird. In diesem Fall ist für jeweils einen Kopf ein zweiachsiger Bewegungsmechanismus vorge¬sehen, um den Kopf zu bewegen.

[00110] Wenn nur ein Zeilen-Kopf verwendet wird, kann er auch so verwendet werden, dassdie Stellung des Kopfs um einen vorgegebenen Abstand (beispielsweise um den Abstand einerMehrzahl von Düsen) in Richtung des Düsenaufbaus für jeweils eine Schicht oder für eineVielzahl von Schichten des Pulvers verschoben wird. Damit kann verhindert werden, dass einegroße Anzahl von durchgehenden fehlerhaften Bereichen D in Richtung der Laminierung desPulvers auftritt.

[00111] Eine Heizeinrichtung für eine Wärmebehandlung des ausgebildeten Modells kannebenfalls in jeder der dreidimensionalen Modelliervorrichtungen vorgesehen sein, die obenbeschrieben wurden.

[00112] Weiters kann ein Reinigungsmechanismus in jeder dreidimensionalen Modelliervorrich¬tungen vorgesehen sein, die oben beschrieben wurden, um eine Mehrzahl von Köpfen zu reini¬gen. Während eine Flüssigkeit von einem ersten Kopf abgespritzt wird, wird in diesem Fall einzweiter Kopf mit dem Reinigungsmechanismus gereinigt, wodurch der Effizienz-Zeitfaktor ver¬bessert werden kann. Beim Reinigungsmechanismus kann es sich um eine mechanische Reini¬gung, die eine Bürste oder einen Abstreifer verwendet, um eine chemische Reinigung, die einReinigungsfluid verwendet, oder um eine Kombination davon handeln.

[00113] Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Bewegungsmechanismusvorgesehen, um eine Mehrzahl von Köpfen zu bewegen. Die Mehrzahl von Köpfen kann jedochauch ortsfest sein, wobei jede der dreidimensionalen Modelliervorrichtungen auch mit einemBewegungsmechanismus versehen sein kann, um ein Modelliergehäuse (Modellierbühne) zubewegen.

[00114] Die vorliegende Offenbarung enthält Inhalte, die mit jenen der Japanischen Prioritäts- anmeldung JP 2010-284440, eingereicht am Japanischen Patentamt am 21. Dezember 2010, inZusammenhang stehen und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommenwird.

[00115] Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Abänderungen, Kombinationen, Sub¬kombinationen und Veränderungen in Abhängigkeit von Anforderungen an den Aufbau oder vonanderen Faktoren auftreten können, sofern sie im Bereich der angeschlossenen Ansprücheoder deren Äquivalente liegen.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Modells, wobei das Verfahren nachfol¬gende Schritte umfasst: - Zuführen eines pulverförmigen Materials (P) für eine Schicht auf eine Bühne (22) miteinem Zuführmechanismus (10); Spritzen einer Flüssigkeit aus einem ersten Kopf (41Y) auf das pulverförmige Material(P), während nur der erste Kopf (41Y) relativ zur Bühne (22) in eine erste Richtung be¬wegt wird; - Zuführen des pulverförmigen Materials (P) für eine weitere Schicht mit dem Zuführme¬chanismus (10), gekennzeichnet durch nachfolgenden Schritt: Spritzen einer Flüssigkeit aus einem zweiten Kopf (41X) auf das pulverförmige Material(P), während nur der zweite Kopf (41X) relativ zur Bühne (22) in eine zweite Richtungbewegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsmechanis¬mus (40X, 40Y) die Köpfe (41X,41Y,44,45,46) jedes Mal abwechselnd bewegt, wenn daspulverförmige Material (P) für eine Schicht mit dem Zuführmechanismus (10) zugeführtwurde.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsmechanis¬mus (40X, 40Y) den ersten Kopf (41Y) bewegt, wenn das pulverförmige Material (P) für ei¬ne fortlaufende erste Anzahl von Schichten vom Zuführmechanismus (10X) zugeführt wur¬de, und den zweiten Kopf (41X), wenn das pulverförmige Material (P) für eine fortlaufendezweite Anzahl von Schichten vom Zuführmechanismus (10Y) zugeführt wurde.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Zuführmechanis¬mus (10) jeweils eine Mehrzahl an verschiedenen pulverförmigen Materialien (P), die je¬weils der Mehrzahl der Köpfe (41X,41Y,44,45,46) entspricht, auf die Bühne (22) zugeführtwird.
5. 5. Dreidimensionales Modell, hergestellt mit einem Verfahren gemäß einem der vorstehendenAnsprüche.
6. 6. Dreidimensionale Modelliervorrichtung (100), umfassend eine Bühne (22), auf die einpulverförmiges Material (P) für eine Laminierung aufgebracht wird; einen Zuführmechanismus (10), um das pulverförmige Material (P) für jeweils eine Schichtauf die Bühne (22) zuzuführen; zumindest zwei Köpfe (41X,41Y,44,45,46), die eine Mehr¬zahl an Düsen (ηΧ,ηΥ) zum Abspritzen einer modellbildenden Flüssigkeit aufweisen und dieso ausgebildet sind, dass sie die Flüssigkeit auf das durch den Zuführmechanismus (10)auf die Bühne (22) angeordnete pulverförmige Material (P) spritzen; undeinen Bewegungsmechanismus (40X,40Y), durch den die zumindest zwei Köpfe(41X,41Y,44,45,46) relativ zur Bühne (22) jeweils in unterschiedliche Richtungen beweglichsind, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Bewegungsmechanismus (40X,40Y) diezumindest zwei Köpfe (41X,41Y) derart zueinander beweglich angeordnet sind, dass dieBewegungsrichtungen der zumindest zwei Köpfe (41X,41 Y) senkrecht oder in einem Winkelvon 120 Grad zueinander verlaufen.
7. 7. Dreidimensionale Modelliervorrichtung (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬net, dass sich eine erste Anzahl von Schichten von einer zweiten Anzahl von Schichtenunterscheidet.
8. 8. Dreidimensionale Modelliervorrichtung (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬net, dass die zumindest zwei Köpfe (41 X,41Y,44,45,46) jeweils verschiedene Flüssigkeitenabspritzen.
9. 9. Dreidimensionale Modelliervorrichtung (100), umfassend eine Bühne (22) , auf die einpulverförmiges Material (P) für eine Laminierung aufgebracht wird; einen Zuführmechanismus (10), um das pulverförmige Material (P) für jeweils eine Schichtauf die Bühne (22) zuzuführen; einen Kopf (47), der eine Mehrzahl an Düsen zum Abspritzen einer modellbildenden Flüs¬sigkeit aufweist und die so ausgebildet sind, dass sie die Flüssigkeit auf das durch den Zu¬führmechanismus (10) auf die Bühne (22) angeordnete pulverförmige Material (P) spritzen;und einen Bewegungsmechanismus (40X,40Y), durch den der Kopf (47) relativ zur Bühne (22)jeweils in unterschiedliche Richtungen beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass diedreidimensionale Modelliervorrichtung (100) ferner einen Drehmechanismus, durch wel¬chen der Kopf (47) um eine Achse (a1), die in Richtung der Laminierung des pulverförmi¬gen Materials (P) verläuft, drehbar angeordnet ist, umfasst. Hierzu
10. 10 Blatt Zeichnungen