三维形状造型物的制造方法技术

提供一种“三维形状造型物的制造方法”，减少在划分照射路径的条件下进行的光束照射中可能产生的“局部的隆起部”。本发明专利技术的制造方法，通过(i)通过将光束扫描而向粉末层的规定区域照射光束、使上述规定区域的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及(ii)在得到的固化层上形成新的粉末层、向该新的粉末层的规定区域照射光束而进一步形成固化层的工序，反复进行粉末层形成以及固化层形成，其特征在于，将上述规定区域中的光束的照射路径划分为多个子照射路径，由此，作为该子照射路径，包括小于规定长度的短子照射路径和规定长度以上的长子照射路径，在工序(i)以及(ii)中，根据子照射路径的长度改变光束的照射方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。具体而言，本专利技术涉及通过反复实施向粉末层的规定区域照射光束并形成固化层的工序来制造多个固化层层叠一体化的三维形状造型物的方法。
技术介绍
以往，公知有向粉末材料照射光束来制造三维形状造型物的方法(一般称为“粉末烧结层叠法”)。在该方法中，通过反复进行“(i)向粉末层的规定区域照射光束，使该规定区域的粉末烧结或熔融固化而形成固化层；(ii)在得到的固化层上敷设新的粉末层并同样地照射光束而再次形成固化层”这样的工序来制造三维形状造型物(参照专利文献1或专利文献2)。在作为粉末材料而使用金属粉末、陶瓷粉末等无机物粉末材料的情况下，能够将得到的三维形状造型物用作模具。另一方面，在使用树脂粉末、塑料粉末等有机物粉末材料的情况下，能够将得到的三维形状造型物用作模型。采用这样的制造技术，能够在短时间内制造复杂的三维形状造型物。 以作为粉末材料而使用金属粉末、将得到的三维形状造型物用作模具的情况为例。如图1所示，首先，在造型板21上形成规定厚度tl的粉末层22后(参照图1(a))，向粉末层22的规定区域照射光束，在造型板21上形成固化层24。并且，在所形成的固化层24上敷设新的粉末层22，再次照射光束，形成新的固化层。像这样反复形成固化层，则能够得到多个固化层24层叠一体化的三维形状造型物(参照图1(b))。由于相当于最下层的固化层能够以与造型板面接合的状态形成，因此三维形状造型物与造型板成为相互一体化的状态，能够直接用作模具。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特表平1-502890号公报 专利文献2:日本特开2000-73108号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 关于粉末烧结层叠法，本申请【专利技术者】发现在分多个路径进行的光束照射时会产生其特有的现象。具体而言，如图14所示，将光束的照射路径划分为多个子照射路径，以该划分出的子照射路径为单位逐次地实施光束照射时，发现发生固化层局部隆起的现象。特别是，可知当在规定长度以下的较短的子照射路径上逐次地照射光束时，固化层局部隆起的倾向增强。在较短的子照射路径位于照射区域的周缘部(即，与所形成的固化层的外周部相当的“粉末层的规定区域的周缘部分”)的情况下，该局部的隆起特别显著。虽然不拘于特定的理论，但是在较短的子照射路径上温度比较容易上升，因此可以认为，粉末/固化部过度熔化是一个重要原因。即，熔化的粉末/固化部由于表面张力而能够形成球形状，其熔化的量多则“球形状”增大，其冷却固结则成为“局部的隆起部”。此外，在存在于照射区域的周缘部的较短的子照射路径上，有连带着光束的照射部分所邻接的粉末而熔融的倾向，与表面张力等相互作用而局部地发生凝集作用，这也被认为是“局部的隆起部”的重要原因。 当产生上述这样的“局部的隆起部”，则在供给下一层的粉末时压片(squeezingblade)会与该局部的隆起部发生碰撞，其结果是无法形成所希望的粉末层。即，无法继续实施粉末烧结层叠法。 本专利技术是针对上述情况做出的。即，本专利技术的课题在于，提供一种减少在以划分照射路径的条件进行的光束照射中可能产生的“局部的隆起部”的“”。 解决课题所采用的手段 为了解决上述课题，在本专利技术中，提供一种，包含(i)通过将光束扫描而向粉末层的规定区域照射光束、使该规定区域的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及(ii)在得到的固化层上形成新的粉末层、向该新的粉末层的规定区域照射光束而进一步形成固化层的工序，并反复进行该工序(ii)，其特征在于， 将粉末层的上述规定区域中的光束的照射路径划分为多个子照射路径，由此，作为子照射路径，包括“小于规定长度的短子照射路径”和“规定长度以上的长子照射路径”； 在工序(i)以及(ii)中，根据子照射路径的长度改变光束的照射方法。 本专利技术的特征在于，着眼于所划分的子照射路径的长度的“大小”而进行恰当的固化层形成。 在优选的方式中，对于子照射路径中的“小于规定长度的短子照射路径”，与“规定长度以上的长子照射路径”相比，减小所供给的光束能量。特别是，优选为，“短子照射路径”上的光束照射，与“长子照射路径”相比，减小光束的照射输出、增大光束的聚光径、或加宽路径间隔。 例如，在本专利技术中，可以是，进行照射路径的划分，以将“短子照射路径”置于粉末层的规定区域的最外周缘。 在优选的方式中，通过将“短子照射路径”和与其邻接的“长子照射路径”串行合并，新构建其他的长子照射路径。 在另一优选的方式中，在多个“短子照射路径”沿着与其路径扫描方向正交的方向相互并行邻接存在的情况下，以比“短子照射路径”的路径长度长的方式沿着上述“正交的方向”扫描光束。 在又一优选的方式中，在“短子照射路径a”和“短子照射路径b”在与它们的路径扫描方向正交的方向上相互邻接存在的情况下，在向“短子照射路径a”进行光束照射后，至少在“短子照射路径a”的固化部温度降低后，实施接着进行的“短子照射路径b”的光束照射。 在又一优选的方式中，间隔地扫描光束，以避免相互并行邻接的短子照射路径彼此被连续用于光束照射。 在又一优选的方式中，以“粉末层的规定区域的轮廓线”为基准进行子照射路径的划分，以避免将“短子照射路径”设置在粉末层的规定区域的最外周缘。 专利技术效果 根据本专利技术，能够防止“局部的隆起部(即，固化层的局部的隆起)”的发生。特别是能够防止“短子照射路径”的区域中的“局部的隆起部的发生”。即，本专利技术能够避免“局部的隆起部”引起的现有技术的问题。因此，能够避免例如“在粉末供给时压片与“局部的隆起部”碰撞、无法形成所希望的粉末层的问题”。此外，还能够避免“接下来形成的粉末层的厚度因“局部的隆起部”而局部地改变”这样的问题。 S卩，即使将光束的照射路径划分为多个子照射路径，并以该划分出的子照射路径为单位逐次地进行光束照射来实施固化层形成，通过其各自的扫描而形成的固化部也分别成为大致均匀的厚度。即，能够得到整体上大致均匀的固化层。若得到大致均匀的固化层，则能够适当地实施接着进行的“通过压片的滑动移动进行的粉末层形成”，并且能够使由此形成的粉末层的厚度大致固定(特别是当粉末层厚度固定时，由该粉末层得到的固化层容易确保固化密度的均匀性等)。 这样，如果根据本专利技术形成固化层，则能够适当地实施之后的粉末层形成，并最终有效地获得所希望的品质的三维形状造型物。 【附图说明】 图1为示意地表示光造型复合加工机的动作的剖视图。 图2为示意地表示用于实施光造型(粉末烧结层叠法)的装置的立体图(图2(a):具备切削机构的复合装置；图2(b):不具备切削机构的装置)。 图3为示意地表示执行粉末烧结层叠法的方式的立体图。 图4为示意地表示能够实施粉末烧结层叠法的光造型复合加工机的结构的立体图。 图5为光造型复合加工机的动作的流程图。 图6为经时地表示光造型复合加工工艺的示意图。 图7为示意地表示作为子照射路径而划分为包括“小于规定长度的短子照射路径”和“规定长度以上的长子照射路径”的方式的图。 图8为表示根据子照射路径的长度而变更光束的照射方法的方式的图表。 图9为示意地表示“短子照射路径的串行合并”的方式的图。 图10为示意地表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维形状造型物的制造方法，通过(i)通过将光束扫描而向粉末层的规定区域照射上述光束、使上述规定区域的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及(ii)在得到的固化层上形成新的粉末层、向上述新的粉末层的规定区域照射光束而进一步形成固化层的工序，反复进行粉末层形成以及固化层形成，其特征在于，将上述规定区域中的上述光束的照射路径划分为多个子照射路径，由此，作为该子照射路径，包括小于规定长度的短子照射路径和该规定长度以上的长子照射路径，在上述工序(i)以及(ii)中，根据上述子照射路径的长度改变该光束的照射方法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.09 JP 2012-1537381.一种三维形状造型物的制造方法，通过(i)通过将光束扫描而向粉末层的规定区域照射上述光束、使上述规定区域的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及(ii)在得到的固化层上形成新的粉末层、向上述新的粉末层的规定区域照射光束而进一步形成固化层的工序，反复进行粉末层形成以及固化层形成，其特征在于， 将上述规定区域中的上述光束的照射路径划分为多个子照射路径，由此，作为该子照射路径，包括小于规定长度的短子照射路径和该规定长度以上的长子照射路径， 在上述工序(i)以及(ii)中，根据上述子照射路径的长度改变该光束的照射方法。2.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于， 对于上述短子照射路径，与上述长子照射路径相比，减小所供给的光束能量。3.根据权利要求2所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于， 在上述短子照射路径上，与上述长子照射路径相比，减小上述光束的照射输出、增大光束的聚光径、或者加宽路径间隔。4.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于， 对上述照射路径进行上述划分，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部谕，松本武，武南正孝，近藤正树，不破勲，内野野良幸，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP