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1、(10)申请公布号 CN 102950691 A (43)申请公布日 2013.03.06 CN 102950691 A *CN102950691A* (21)申请号 201210275666.9 (22)申请日 2012.08.03 2011-176608 2011.08.12 JP B29C 41/12(2006.01) B29C 41/22(2006.01) B29C 41/52(2006.01) (71)申请人 索尼公司 地址 日本东京 (72)发明人 松井健 木原信宏 葛迫淳一 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 吴孟秋 (54) 发明。
2、名称 制造模塑物的方法和模塑物 (57) 摘要 本公开涉及一种制造模塑物的方法和模塑 物。制造模塑物的方法包括 ： 使用层压模塑技术， 将第一液体材料供给配置有粉末材料的可模塑区 域中的第一区域并且固化第一区域的粉末材料以 形成不可溶于溶剂的第一不可溶部分 ； 使用层压 模塑技术， 将与第一液体材料不同的第二液体材 料供给至可模塑区域中的被设置为被第一区域围 绕的第二区域的粉末材料并且固化第二区域的粉 末材料以形成可溶于溶剂的第二可溶部分 ； 并且 在溶剂中溶解第二可溶部分。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 16 页 (19)中华人民共和。
3、国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 16 页 1/1 页 2 1. 一种制造模塑物的方法， 所述方法包括 ： 使用层压模塑技术， 将第一液体材料供给至被配置有粉末材料的可模塑区域中的第一 区域并且固化所述第一区域的所述粉末材料以形成不溶解于溶剂的第一不可溶部分 ； 使用层压模塑技术， 将不同于所述第一液体材料的第二液体材料供给至所述可模塑区 域中被设置为被所述第一区域围绕的第二区域的所述粉末材料并且固化所述第二区域的 所述粉末材料以形成能溶解于所述溶剂的第二可溶部分 ； 以及 在所述溶剂中溶解所述第二可溶部分。 2. 根据权利要求 1 所述的制造。
4、模塑物的方法， 所述方法还包括 ： 在所述溶剂中溶解所述第二可溶部分之前， 基于待模塑对象的三维图像数据形成用于形成与所述模塑物的所述第一不可溶部分 和所述第二可溶部分不同的第三部分的成型铸模 ； 以及 通过将与所述粉末材料不同的材料供给至所述成型铸模与包含所形成的第一不可溶 部分和第二可溶部分的固化物之间并固化所供给的材料来形成覆盖所述第一不可溶部分 的至少一部分的所述第三部分。 3. 根据权利要求 2 所述的制造模塑物的方法， 其中， 所述第三部分由使可见光透过的透光材料制成。 4. 根据权利要求 2 所述的制造模塑物的方法， 其中， 所述第一不可溶部分具有对应于不包含在所述待模塑对象中的。
5、部分的基底部分， 以 及对应于包含在所述待模塑对象中的部分的主体部分， 所述主体部分形成在所述基底部分 上 ； 以及 形成所述第三部分包括在使所述成型铸模接触所述基底部分以用成型铸模覆盖所述 主体部分的状态下供给用于形成所述第三部分的材料。 5. 根据权利要求 2 所述的制造模塑物的方法， 其中， 所述模塑物被形成为所述第三部分比所述第一不可溶部分柔软。 6. 根据权利要求 1 所述的制造模塑物的方法， 其中， 所述第一液体材料包含粘合剂， 并且 所述第二液体材料不包含所述粘合剂。 7. 根据权利要求 1 所述的制造模塑物的方法， 其中， 在层压模塑技术中， 喷墨头喷射所述第一和第二液体材料。。
6、 8. 一种使用制造模塑物的方法制造的模塑物， 所述方法包括 ： 使用层压模塑技术， 将第一液体材料供给至被配置有粉末材料的可模塑区域中的第一 区域并且固化所述第一区域的所述粉末材料以形成不溶解于溶剂的第一不可溶部分 ； 使用层压模塑技术， 将不同于所述第一液体材料的第二液体材料供给至所述可模塑区 域中被设置为被所述第一区域围绕的第二区域的所述粉末材料并且固化所述第二区域的 所述粉末材料以形成能溶解于所述溶剂的第二可溶部分 ； 以及 在所述溶剂中溶解所述第二可溶部分。 权 利 要 求 书 CN 102950691 A 2 1/10 页 3 制造模塑物的方法和模塑物 技术领域 0001 本公开涉。
7、及一种使用层压模塑技术制造模塑物的方法和模塑物。 背景技术 0002 日本专利公开 No.63-236627 公开了一种用于使用层压模塑技术 （lamination molding technology） 制造人体模型的技术。更具体地， 根据该制造方法， 使用 CT（计算机 断层扫描） 扫描仪测量人体获得的形状数据由计算机进行图形处理， 从而获得多层断层信 息。根据该信息， 光束照射在感光性树脂上， 每单位厚度地固化该树脂以形成人体模型 （例 如参见日本专利申请公开 No.63-236627） 。 0003 此外， 作为使用层压模塑技术的实例， 日本专利申请公开 No.2010-194942 。
8、中描述 的三维模塑装置使用喷墨头根据 CT 图像数据将墨水供应在粉末材料上以固化该粉末材料 并形成模塑物 （例如参见日本专利公开 No.2010-194942） 。 发明内容 0004 期望实现一种模塑物， 不仅能准确地再现其外形， 而且能准确地再现其内部结构。 0005 在考虑到以上的情况下做出了本发明， 因而期望提供能够准确地再现内部结构的 制造模塑物的方法以及该模塑物。 0006 为此， 根据本公开实施方式的制造模塑物的方法包括 ： 将第一液体材料供给至被 配置有粉末材料的可模塑区域 （molding enabling region， 模塑用区域） 中的第一区域， 并 固化第一区域的粉末。
9、材料， 以形成不溶解于溶剂的第一不可溶部分。 0007 当使用层压模塑技术将与第一液体材料不同的第二液体材料提供至可模塑区域 中的第二区域 （被设置为被第一区域围绕） 的粉末材料并且固化第二区域的该粉末材料时， 形成可溶解于溶剂的第二可溶部分。 0008 在溶剂中溶解第二可溶部分。 0009 根据本公开的该实施方式， 将被设置为由第一不可溶部分围绕的第二可溶部分溶 解于溶剂以形成模塑物， 其具有由第一不可溶部分围绕的腔体部分。 结果， 可在模塑物内侧 形成腔体部分并准确地再现 （reproduce） 模塑物的内部结构。 0010 在完成的模塑物中， 没有必要整个腔体部分都由第一不可溶部分围绕。。
10、 例如， 部分 腔体可从第一不可溶部分露出。 或者， 如果在完成的模塑物中， 整个腔体部分由第一不可溶 部分围绕， 仅需要在第一不可溶部分的至少一部分形成孔， 以在溶剂中溶解第二可溶部分 并且去除溶解的第二可溶部分。 0011 制造模塑物的方法还可包括， 在溶剂中溶解第二可溶部分之前， 基于待模塑对象 的三维图像数据形成用于形成与模塑物的第一不可溶部分和第二可溶部分不同的第三部 分的成型铸模。 0012 当将与粉末材料不同的材料供给至成型铸模与包含所形成的第一不可溶部分和 第二可溶部分的固化物之间且固化所供给的材料时， 形成第三部分， 其覆盖第一不可溶部 说 明 书 CN 102950691 。
11、A 3 2/10 页 4 分的至少一部分。 0013 因为在第二可溶部分溶解于第二可溶部分之前， 将用于形成第三部分的材料供给 至成型铸模， 可使第二可溶部分用作第三部分形成时的掩模 （mask） 或隔离物 （spacer） 。 0014 第三部分可由使可见光透过的透光材料制成。 如果第三部分是形成包括模塑物正 面的层的部分， 用户可通过第三部分在外部看见模塑物的内侧。 0015 第三部分可具有基底部分， 其对应于不包含于待模塑对象的部分， 以及主体部分， 其对应于包含于待模塑对象的部分， 主体部分形成在基底部分上。 在此情况下， 当形成第三 部分时， 在使成型铸模接触基底部分以用成型铸模覆盖。
12、主体部分的状态下， 供给用于形成 第三部分的材料。因此， 可容易地形成第三部分。 0016 模塑物可形成为使第三部分比第一不可溶部分柔软。结果， 可实现正面比内部结 构柔软的模塑物。 0017 第一液体材料可包含粘合剂， 并且第二液体材料可不包含粘合剂。 0018 在层压模塑技术中， 喷墨头可喷射第一和第二液体材料。 结果， 可形成具有高精度 的模塑物。 0019 根据本公开实施方式的模塑物是使用以上说明的制造模塑物的方法制造的。 0020 如上所述， 根据本公开的实施方式， 可准确地再现模塑物的内部结构。 0021 根据以下描述的附图中示出的具体实施方案， 本公开的上述和其他目的、 特征和 。
13、优点将变得显而易见。 附图说明 0022 图 1 为示出根据本公开的实施方式的模塑装置的示图。 0023 图 2 为图 1 所示的模塑装置的侧视图 ； 0024 图 3 为图 1 所示的模塑装置的平面图 ； 0025 图 4 为示出根据本实施方式的打印头的示图并且为从打印头下方看的透视图 ； 0026 图 5A 至图 5D 为连续示出模塑装置的机械操作的示图， 并且为从模塑装置侧面看 的示意图 ； 0027 图 6 为示出作模塑物的实例的人头的一部分的模塑物的示图 ； 0028 图 7 为示出沿图 6 中线 A-A 截取的模塑物的截面图 ； 0029 图 8A 至图 8C 为示出说明图 6 中。
14、所示的制造模塑物的方法的示图并且示出颅骨等 的 CT 数据 ； 0030 图 9A 至图 9C 为示出说明图 6 中所示的制造模塑物方法的示图并且示出肉体 （flesh） 部分等的 CT 数据 ； 0031 图 10A 至图 10D 为示出连续说明图 6 中所示的制造模塑物方法的示图 ； 0032 图 11 为示出说明图 6 中所示的制造模塑物方法的示图并且示出用脱模形成有肌 肉部分的模塑物 ； 0033 图 12 为示出人体组织的 CT 值的表格 ； 0034 图13A至图13C为示出说明根据另一个实例的制造模塑物的方法的示图并且示出 CT 数据 ； 0035 图 14 为示出说明图 13A。
15、 至图 13C 所示的制造模塑物方法的示图并且示出从 Z 方 说 明 书 CN 102950691 A 4 3/10 页 5 向看的模塑装置的可模塑区域的截面图 ； 0036 图15为示出用于在图14所示的固化物的正面形成肌肉部分的成型铸模的固化物 的截面图， 该成型铸模形成在可模塑区域内 ； 0037 图16为示出用图15中示出的成型铸模形成有覆盖下颌部分的肌肉部分的模塑物 的截面图 ； 0038 图 17 为示出当下颌部分内的固化物溶解时形成的模塑物的截面图 ； 以及 0039 图 18 为示出包含下颌部分和肿瘤部分的最终模塑物的示意性正面图。 具体实施方式 0040 以下将参考附图说明本。
16、公开的实施方式。 0041 （模塑装置） 0042 （模塑装置的配置） 0043 图 1 为示出根据本公开的实施方式模塑装置的示图。图 2 为图 1 所示的模塑装置 的侧视图 ； 而图 3 为模塑装置的平面图 ； 0044 模塑装置 100 具有模塑单元 50 和靠近模塑装置 50 布置的控制单元 60。模塑单元 50 具有框架 1 和固定在框架 1 上的板 2。在板 2 的大致中央区域， 沿 Y 轴方向 （即板 2 的纵 向） 设置有用于模塑操作的开口 2a。在开口 2a 的下方， 被配置有供给粉末材料 （以下简称 粉末） 的供给部分 10、 用粉末形成模塑物的模塑部分 20、 排放粉末的排。
17、放路径构件 31（图 1 中省略） 。如图 2 和图 3 所示， 供给部分 10、 模塑部分 20 以及排放路径构件 31 被配置为从 图的左侧沿 Y 轴方向连续地排列。 0045 注意在板 2 上也设置框架 （未示出） ， 并且如图 1 所示， 盖附接至该框架。该盖由丙 烯酸等制成， 因而可允许用户在外部看到模塑单元 50 的内侧。此外， 该盖经过防静电处理， 以防止由于带静电的材料的附着导致其可见度下降。 0046 供给部分 10 具有能存储粉末 4（见图 5） 的供给箱 11 ； 供给台 12， 其布置在供给 箱 11 内并可从下方向上推存储在供给箱 11 中的粉末 4 以通过开口 2a。
18、 将粉末 4 供给到板 2 上 ； 以及提升机构 13， 其提升供给箱 11 内的供给台 12。作为提升机构 13， 使用滚珠螺杆 机构、 皮带机构、 齿条和齿轮机构、 汽缸机构等。 0047 如图 1 和图 2 示出， 在供给部分 10 上方设置有进料斗 （tank shooter） 15， 其临时 存储由操作员或自动机械供给的粉末。在进料斗 15 的下方， 设置有例如用电控制打开和闭 合的盖 （未示出） 。当盖打开， 存储的粉末由于自重落下并且供给至供给部分 10。 0048 关于粉末 4， 使用水性材料。例如， 使用无机物质， 如食盐 （salt） 、 硫酸镁、 氯化镁、 氯化钾和氯化钠。
19、。可使用氯化钠和盐卤组分 （bittern component） （诸如硫酸镁、 氯化镁和 氯化钾） 的混合物。即， 混合物包含氯化钠作为其主要组分。或者， 可使用有机物质， 诸如聚 乙烯吡咯烷酮、 聚乙烯醇、 羧甲基纤维素、 聚丙烯酸铵、 聚丙烯酸钠、 甲基丙烯酸铵、 甲基丙 烯酸钠以及它们的共聚物。 0049 粉末4的平均粒径通常大于等于10m并且小于等于100m。 使用食盐作为粉末 4 是环保的， 因为相比于使用例如金属、 塑料等的粉末材料， 节约了粉末材料的萃取、 加工等 的能量。 0050 紧靠供给部分 10 布置的模塑部分 20 具有 ： 能存储粉末 4 的模塑箱 21 ； 布置在。
20、模 说 明 书 CN 102950691 A 5 4/10 页 6 塑箱 21 内的模塑台 22， 其上放置 （stick） 有粉末 4， 并且从下方支撑形成的模塑物 ； 以及 提升机构 23， 其在模塑箱 21 内提升模塑台 22。作为提升机构 23， 使用滚珠螺杆机构 （ball screw mechanism） 、 皮带机构、 齿条和齿轮机构、 汽缸机构等。 0051 在图 2 中观看时， 设定模塑箱 21 在 X 轴方向上的长度为 10cm 至 30cm 并且在 Y 轴 方向的长度为 20cm 至 50cm。然而， 模塑箱 21 的长度不限于此类范围。配置有存储于模塑 箱 21 的粉末。
21、的区域用作可模塑区域。 0052 供给箱11、 模塑箱21和排放路径构件31在它们上部分别具有开口， 并且开口的各 个开口表面被布置为面向板 2 的开口 2a。 0053 在供给部分10侧上板2的开口2a的端部附近布置辊16， 其将供给部分10供给的 粉末 4 传送至模塑部分 20。沿与供给箱 11、 模塑箱 21 和排放路径构件 31 在水平面排列成 行的方向垂直的方向， 即， X 轴方向， 辊 16 具有转动轴 17。还设置使转动轴 17 旋转的电机 （未示出） 。在板 2 上设置有在 Y 轴方向移动辊 16 的机构 （未示出） 。 0054 如图2所示， 排放路径构件31以折弯状态设置以。
22、不干扰提升机构23。 在排放路径 构件31的下方设置有收纳盒34。 由于自重经排放路径构件31落下的过量粉末被收纳于收 纳盒 34。 0055 在板 2 的上方设置有打印头 41 和在 X 轴和 Y 轴方向移动打印头 41 的移动机构 26。打印头 41 能将墨水喷射到放置在模塑部分 20 中的模塑台 22 的粉末 4 上。 0056 移动机构 26 具有 ： 导轨 25， 在开口 2a 的 x 轴方向的两侧上沿 Y 轴方向延伸 ； Y 轴 驱动机构， 设置在一条导轨 25 的端部 ； 以及 X 轴驱动机构 27， 架在导轨 25 之间。打印头 41 连接至 X 轴驱动机构 27， 从而能在 。
23、X 轴方向上移动。此外， 利用 Y 轴驱动机构 28， X 轴驱动 机构 27 能沿导轨 25 在 Y 轴方向上移动。X 轴驱动机构 27 和 Y 轴驱动机构 28 由滚珠螺杆 机构、 皮带机构、 齿条齿轮机构等组成。 0057 控制单元 60 具有包括 CPU、 RAM 和 ROM 的计算机的功能。此外， 控制单元 60 具有 布置在其正面上部区域的显示部分61以及布置在显示部分61下方的输入操作设备62。 输 入操作设备 62 一般由键盘组成。显示部分 61 可具有带触摸屏的输入装置。 0058 CT（计算机断层扫描） 数据输入至控制单元 60。根据输入的 CT 数据， 控制单元 60 控。
24、制模塑单元 50 的各个部分的操作以及操作时序 （timing） ， 以形成模塑物。如下文所述， CT 数据是例如 CT 直方图的数据和 CT 图像数据中的至少一种。 0059 图 4 是示出根据本实施方式的打印头 41 的示图并且是从打印头 41 下方看的透视 图。 0060 关于打印头 41， 可使用具有用于通用打印机的结构的打印头。例如， 在打印头 41 的外壳 44 内设置多个墨水罐 45。墨水罐 45 为分别存储青色、 品红、 黄色 （以下称为 CMY） 的 墨水的罐 45C、 45M 和 45Y。 0061 此外， 外壳 44 内设置存储例如透明墨水 （第一液体材料） 的罐 45T。
25、。该透明墨水包 含粘合剂作为其组分。该粘合剂的实例一般包含， 但不限于， 聚乙烯醇。 0062 存储在罐 45C、 45M 和 45Y 的各个颜色的墨水 （第二液体材料） 不包含作为包含在 存储于罐 45T 中的透明墨水的组分的粘合剂。关于各个颜色的墨水材料可使用例如水性墨 水。 此外， 也可使用用于市售喷墨打印机的墨水。 根据粉末4的材料， 该墨水可以是油性的。 0063 打印头 41 的底部配置有多个喷墨头 46。喷墨头 46 通过墨水流路 （未示出） 连接至 说 明 书 CN 102950691 A 6 5/10 页 7 各自的墨水罐 45。喷墨头 46 能根据诸如压电式系统和热力系统的。
26、已知机构进行喷墨。通 过使用喷墨头 46， 可形成具有高精度的模塑物。 0064 （模塑装置的操作） 0065 图 5A 至图 5D 连续示出模塑装置 100 的机械操作的示图并且是从模塑装置 100 侧 面看的示意图。在模塑装置 100 形成模塑物之前， 将待模塑对象的 CT 数据输入控制单元 60。在医疗领域中， 三维图像数据如 CT 图像数据被处理为例如， DICOM（医学数字影像和通 讯） 数据。根据 CT 数据， 模塑单元 50 连续地将层层叠在一起以形成模塑物。DICOM 数据可 包含彩色图像数据。在该情况下， 模塑装置 100 可形成彩色模塑物。 0066 图 5A 至图 5D 。
27、示出， 如随后将说明的， 形成一个层的过程 （对应于预定的层厚度） ， 其中通过打印头 41 喷射墨水而固化粉末 4。粉末 4 和待固化的粉末 4 通过点状阴影进行标 示， 并且固化层通过黑块 （black paint） 表示。 0067 如图 5A 示出， 粉末 4 从进料斗 15 供给至供给箱 11， 以存储于此。模塑部分 20 的 模塑台 22 上层压有固化的层和待固化的粉末层。在该状态下， 开始形成一个固化层的工 序。在图 5A 中， 辊 16 和打印头 41 被设定在在它们的待机位置。 0068 首先， 如图 5B 示出， 放置在供给部分 10 的供给台 12 上的粉末由提升机构 1。
28、3（见 图 2） 向上推， 从而将略多于一层粉末层的量的粉末 4 向上至供给至高于板 2 的顶面 2b 的 位置。 然后， 在塑模部分20， 当提升机构23使塑模台22下降时， 厚度等于一层粉末层 （固化 层） 的间隙设置在固化层和待固化粉末层的顶面与板 2 的顶面 2b 之间。 0069 在图 5B 中， 一层粉末层的厚度 u 通常在约 0.1mm 至 0.2mm 的范围， 但其也可大于 或小于该范围。 0070 如图5C所示， 当辊16逆时针转动并且在如白色箭头示出的方向移动， 从供给部分 10 供给的粉末 4 得以输送。此处， 辊 16 转动的方向与假设当辊 16 在其可旋转状态 （其中。
29、 没有扭矩施加在辊 16 的转动轴 17 上） 下在白色箭头方向旋转时辊 16 利用辊 16 和模塑部 分 20 之间的摩擦力而旋转的方向相反。当由辊 16 的此类旋转进行输送时， 粉末 4 填充到 设置在模塑部分 20 的固化层和待固化粉末层的顶面， 从而形成均一的粉末层。 0071 如图 5D 所示， 辊 16 穿过模塑部分 20 并从排放路径构件 31 排放过量的粉末 4。然 后， 在辊 16 至待机位置的返回操作的同时， 打印头 41 在由移动机构 26 的驱动操作进行移 动的同时喷射墨水， 从而绘制出彩色图形。在该情况下， 水性墨水 （彩色墨水和透明墨水） 渗 入粉末层， 从而具有渗。
30、入的墨水的粉末 4 粘合在一起形成固化层。 0072 此处， 打印头 41 喷射包含粘合剂的透明墨水以固化 （凝固） 粉末。即， 透明墨水喷 射至与彩色墨水 （CMY 墨水） 的喷射区域相同的区域， 从而形成着色粉末的固化层。 0073 注意， 在形成非着色固化层的情况下， 仅需打印头 41 选择性仅喷射透明墨水至可 模塑区域。 0074 注意， 可以在辊 16 完成粉末 4 的输送并返回至待机位置之后， 打印头 41 开始移动 并喷射墨水。然而， 由于辊 16 的返回操作的时间段和打印头 41 的移动操作的时间段如上 所述地相互重叠， 可以减少处理时间。 0075 当打印头41返回至待机位置。
31、， 工序返回至图5A所示的状态， 其中形成了对应于一 层着色 DICOM 数据的固化物。通过重复以上说明的操作， 模塑装置 100 将固化层层叠在一 起以形成模塑物。 说 明 书 CN 102950691 A 7 6/10 页 8 0076 也可以如下方式获得硬度较高的模塑物 ： 模塑物在由操作员或自动机械取下之后 由模塑装置 100 以外的加热装置 （未示出） 进行加热。 0077 （根据本公开实施方式的制造模塑物的方法） 0078 近年来， 随着 CT 扫描装置和 MRI（磁共振成像） 装置的广泛使用， 获取特定个人的 患病区域以在 PC（个人电脑） 的屏幕上观察患病区域的情况或进行整形手。
32、术的模拟变得很 常见。此类操作具有多种优点。例如， 手术时间的减少减轻了患者的负担。此外， 在整形手 术之前进行模拟， 减轻了医生的负担。 此外， 也有在整形手术之前使用模塑的实物进行模拟 的情况。接下来， 制造包含患者的患病区域的模塑物的方法将使用模塑装置 100 进行说明。 0079 （实例 1） 0080 图 6 是示出用作模塑物的实例的人头部的一部分的模塑物的示图。图 7 是示出沿 图 6 线 A-A 截取的模塑物的截面图。模塑物 200 具有基底部分 201、 形成在基底部分 201 上 的硬质部分、 以及形成为覆盖硬质部分 202 的软质部分 203。当然， 基底部分 201 不包。
33、含于 待模塑对象 （即， 人头） 。 0081 如图 7 示出， 腔体部分 204 形成在基底部分 201 和硬质部分 202 之间。即， 在根据 该实例的模塑物 200， 人头由两个不同的材料表现， 硬质部分 202（第一不可溶部分） 和比硬 质部分 202 软的软质部分 203（第三部分） 。硬质部分 202 主要表现骨头部分， 而软质部分 203主要表现肌肉、 脂肪和皮肤。 此外， 特别地， 软质部分203由允许可见光透过的透光材料 （即透明材料） 制成。 0082 图 8A、 图 8B 和图 8C 至图 11 是示出说明制造模塑物 200 的方法的示图。计算机 （例如， 模塑装置 10。
34、0 的控制单元） 保持， 例如， 图 8A 示出的 CT 直方图和对应于 CT 直方图数 据的 CT 图像数据。CT 图像数据根据已知的方法生成且生成为例如 DICOM 数据。注意， 也可 以由控制单元 60 生成 CT 图像数据。 0083 例如， 计算机筛选 （filter） 图 8A 所示的 CT 直方图以获得待模塑对象的图像。此 处， 图12是示出人体组织的CT值的表格。 即， 设定水的硬度值为参考值0， 该表格显示具有 较高的 CT 值的组织， 其硬度也较高。在图 8A 的曲线图中， 水平轴表示 CT 值， 而纵轴表示频 率 （量） 。 0084 通过筛选 CT 直方图所获得的图像是。
35、待模塑对象的图像。在图 8A 示出的实例中， 计算机提取比预定值大的 CT 值 （由灰色表示的部分， 其对应于例如骨头部分， 即， 硬质部分 202 的部分） ， 以获得如图 8B 示出的图像。然后， 根据 CT 图像数据， 模塑装置 100 使用层压 模塑技术形成骨头部分 （即硬质部分 202 的部分） 以及对应于待用作腔体部分 204 的区域 （第二区域） 的腔体部分形成区域 204 （第二可溶部分） （参见图 10A） 。硬质部分 202 不溶 于下文介绍的溶剂， 而软质部分 203 可溶于该溶剂。 0085 图 10A 示出具有硬质部分 202 以及被形成为由硬质部分 202 围绕的腔。
36、体部分形 成区域 204 的固化物 （包括基底部分 201 ） 的截面图。在硬质部分 202 形成中， 模塑装置 100 供给至少包含粘合剂的透明墨水至可模塑区域中的一个区域 （第一区域） ， 其对应于包 括基底部分 201 的硬质部分 202 。在该情况下， 控制单元 60 根据骨头部分 （包括腔体部分 形成区域 204 ） 的 CT 图像数据和基底部分 201 的 CT 图像数据组合在一起的数据喷射透明 墨水。在图 10A 示出的固化物中， 基底部分 201 以外的部分作为主体部分。 0086 当给硬质部分 202 着色时， 模塑装置 100 还将彩色墨水喷射至第一区域。例如， 说 明 书。
37、 CN 102950691 A 8 7/10 页 9 如果粉末的主要组分是食盐， 无需进行着色来形成白色骨头部分， 因为食盐的颜色是白的。 因而可以原样使用本身的白色。 0087 注意， 在形成图 10A 示出的固化物时， 仅需模塑装置 100 从基底部分 201 至脸部 的正面层叠层。或者， 形成固化物时， 模塑装置 100 可从头部至下颌 （或从下颌至头部） 层叠 层， 从而基底部分 201 垂直设置。 0088 此外， 为形成腔体部分成形区域 204 ， 模塑装置 100 供给不包含粘合剂的彩色墨 水CMY的至少一种至可模塑区域中的对应于腔体部分形成区域204 的区域 （第二区域） 。 。
38、例 如， 如果粉末包含作为粘合剂 （诸如上所述的聚乙烯吡咯烷酮） 的组分， 该聚乙烯吡咯烷酮 溶解于彩色墨水中的水分， 从而使粉末保持一定程度的粘性 （暂时保持粘性） 。因而， 即使彩 色墨水没有包含于透明墨水中的粘合剂， 也可以暂时地固化粉末。因而形成了腔体部分形 成区域 204 。 0089 注意， 图 8C 示出形成有腔体部分 204 的固化物。 0090 接下来， 如图9A所示， 计算机执行筛选， 以在CT直方图中提取肉体部分 （包含非皮 肤部分等） 作为软质部分 203， 以获得图 9B 示出的图像。计算机， 例如， 使用图像数据执行 布尔运算， 以获得转换 （invert， 反转）。
39、 软质部分 203 的成型铸模的图像。根据成型铸模 205 的图像数据， 模塑装置 100 使用层压模塑技术形成如图 9C 和图 10B 示出的成型铸模。在该 情况下， 成型铸模 205 也可如上所述地供给透明墨水来形成。 0091 然后， 如图 10C 所示， 按以上方式形成的图 10A 所示的固化物 210 和图 10B 所示的 成型铸模 205 组合在一起， 并且与粉末不同的材料 （模塑材料） 203 供给在固化物 210 和成 型铸模 205 之间。该模塑材料 203 一般是热固性树脂。例如， 硅树脂用作模塑材料 203 。 在填充后， 将模塑材料 203 在 150下加热约 30 分。
40、钟。结果， 树脂被固化。更具体地， 在使 成型铸模 205 的框架接触基底部分 201 以用成型铸模 205 覆盖主体部分的情况下， 通过设 置在成型铸模 205 的注入口 205a 将成型铸模材料 203 供应至固化物 210 和成型铸模 205 之间的腔体。 0092 因此， 形成了作为肉体部分的软质部分 203 （第三部分） ， 以至少部分地覆盖硬质部 分 202 。在该实例中， 为了形成软质部分 203， 固化后具有相对较低的硬度的材料被用作模 塑材料 203 。然而， 根据待模塑对象， 也可适当地改变模塑材料。 0093 注入口 205a 可以在使用层压模塑技术形成成型铸模 205 。
41、的同时形成。或者， 也可 以使用层压模塑技术形成没有注入口 205a 的成型铸模 205， 然后使用层压模塑技术以外的 加工技术使注入口 205a 形成在成型铸模 205 中。 0094 在腔体部分形成区域 204 ， 充满临时固化的粉末。在图 10C 所示的模塑步骤中， 腔体部分形成区域 204 中存在的粉末用作相对于模塑材料的掩模或隔离物。当图 10C 所 示的截面图中观看时， 似乎骨头部分 （硬质部分 202 ） 的内部和外部相互之间没有连通。然 后， 如图 8B 所示， 人的颅骨至少具有眼珠所在的孔以及形成鼻腔的孔。如果没有粉末存在 于腔体部分形成区域 204 ， 模塑材料通过骨头部分。
42、的此类孔进入到骨头部分的内侧。 0095 然后， 如图 11 所示， 使用成型铸模 205 形成软质部分 203， 随后释放成型铸模 205。 0096 接下来， 如图 10D 所示， 一个或多个排放孔 201a 形成在例如基底部分 201， 并且溶 剂从排放孔 201a 注入。溶剂使由于不包含粘合剂的彩色墨水而临时固化的粉末溶解。从 排放孔 201a 排放溶解的粉末。从而制成了图 6 所示的模塑物 200。 说 明 书 CN 102950691 A 9 8/10 页 10 0097 作为溶剂， 使用水、 乙醇等。 但溶剂并不限于它们， 并且可以是任意材料， 只要其能 溶解用于形成腔体部分 2。
43、04 的暂时固化的粉末， 并且不会影响腔体部分 204 以外的粉末的 固化状态。 0098 如上所述， 根据本实施方式的制造方法， 将被设置为由不可溶部分围绕的可溶部 分溶解在溶剂中， 从而形成模塑物 200， 具有设置为由不可溶部分围绕的腔体部分 204。结 果， 可形成设置在模塑物 200 内的腔体部分 204 并准确地再现模塑物 200 的内部结构。 0099 此外， 根据本实施方式， 在使用层压模塑技术时形成图 10A 所示的包含腔体部分 形成区域 204 的固化物 210。因而， 可以容易地形成腔体部分 204 并且有助于减少制造时 间。 0100 如上所述， 由于诸如医生的用户能够。
44、容易地辨识模塑物的内部结构， 本公开可有 效地用于整形手术的模拟以及对患者的说明等。 0101 （实例 2） 0102 接下来， 将参考图13A、 图13B和图13C至图17说明制造根据另一个实例的模塑物 的方法。在此实例 2 中， 该模塑物的制造方式与实例 1 的相同。 0103 图 13A 至图 13C 示出用于形成包括在人的下颌骨形成的肿瘤的模塑物的 CT 图像 的示图。使用上述 CT 直方图， 计算机生成图 13A 所示的人颌骨部分 302 的 CT 图像、 图 13B 示出的肿瘤的 CT 图像、 以及图 13C 示出的人颌骨部分 302 的 CT 图像和肿瘤的 CT 图像组合 在一起。
45、的 CT 图像。 0104 图 14 示出模塑装置 100 的可模塑区域的截面图， 即， 当从 Z 轴方向看时的模塑盒 21 的内部区域。固化物 310 具有板形基底部分 301 、 下颌部分 302、 肿瘤部分 306 以及下颌 部分 302 的内部 304 。形成基底部分 301 、 下颌部分 302 以及肿瘤部分 306 的区域是第一 区域。第一区域的形成方式为将喷射包含粘合剂的墨水以固化相同的粉末材料。下颌部分 302 的内部 304 是将形成腔体部分 304 的第二区域。下颌部分 302 的内部 304 的形成方 式为喷射不包含粘合剂的墨水以暂时固化与基底部分 301 、 下颌部分 。
46、302 和肿瘤部分 306 相同的粉末材料。 0105 在该情况下， 赋予固化物301不同的颜色。 例如， 下颌部分302的骨头部分为白色、 下颌部分 302 的牙齿为蓝色、 下颌部分 302 内的神经管和血管为红色、 而肿瘤部分 306 的颜 色为绿色。 0106 图 15 为示出用于在图 14 所示的固化物的正面形成肉体部分的成型铸模 305 的固 化物的截面图， 如实例 1 一样， 成型铸模 305 在模塑箱 21 内形成。以此种方式， 使用层压模 塑技术形成成型铸模 305。成型铸模 305 的材料可与固化物 310（见图 14） 的粉末材料相 同。接下来， 如图 16 所示， 使用图。
47、 15 示出的成型铸模 305 形成肉体部分， 以覆盖下颌部分 302。如实例 1 一样， 例如， 透明树脂或橡胶可用作肉体部分 303。 0107 然后， 如图17所示， 释放成型铸模305， 然后通过形成在基底部分301 中的排放孔 301a注入溶剂。 结果， 下颌部分302内的固化物溶解， 溶解的固化物从排出孔301a排放， 并 且形成腔体部分 304。以此种方式， 如图 18 所示， 可形成模塑物 300， 可使医生等用户从模 塑物 300 的外侧看见形成于下颌部分 302 的肿瘤部分 306 等。 0108 根据本实施方式， 可形成设置在模塑物 300 内的腔体部分 304 并准确地。
48、再现模塑 物 300 的内部结构。 说 明 书 CN 102950691 A 10 9/10 页 11 0109 （其他实施方式） 0110 本公开不限于上述实施方式， 可执行各种其他实施方式。 0111 模塑装置 100 是使用粉末材料执行层压模塑的装置的实例， 并且只要在本公开的 范围内， 可对模塑装置 100 的结构进行各种修改。 0112 在上述实施方式中， 用于彩色墨水的罐和用于包含粘合剂的透明墨水的罐设置在 打印头 41 中。然而， 也可将用于不包含粘合剂的透明墨水的罐设置在打印头 41 并且将不 包含粘合剂的透明墨水供给至形成有腔体部分 204 和 304 的区域。 0113 在。
49、上述实施方式中， 设置一个打印头41。 然而可设置多个打印头。 在该情况下， 可 设置具有用于不包含粘合剂的彩色墨水的墨水罐的打印头并且可设置具有用于包含粘合 剂的透明墨水的墨水罐的打印头。 0114 根据上述实施方式的打印头 41 具有多个墨水罐和多个喷墨头。然而， 打印头可具 有多个墨水罐和一个喷墨头。 0115 在上述实施方式中， 包含粘合剂的透明墨水被用作第一液体材料， 用于形成不可 在溶剂中溶解的模塑部分， 以及不包含粘合剂的墨水被用作第二液体材料， 用于形成可在 溶剂中溶解的模塑部分。然而， 用于形成不可溶于溶剂的部分的第一液体材料和用于形成 可溶于溶剂的第二部分的第二液体材料的不同可以至少为粘合剂的组分量的不同 （组分 比） 。即， 第一液体。