三维形状造型物的制造方法技术

为了提供更高效的三维形状造型物的制造方法，在本发明专利技术中，在通过光束照射依次形成多个固化层来制造三维形状造型物的方法中，通过混合方式形成固化层，该混合方式由在形成粉末层之后进行光束照射的层形成后照射方式、以及在供给原料时进行光束照射的原料供给时照射方式组合而成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维形状造型物的制造方法
本公开涉及三维形状造型物的制造方法。更详细地讲，本公开涉及通过光束照射而依次形成多个固化层的三维形状造型物的制造方法。
技术介绍
以往以来，已知有通过将光束向粉末材料照射来制造三维形状造型物的方法(通常称作“粉末烧结层叠法”)。粉末烧结层叠法基于以下的工序(i)以及(ii)交替地反复实施粉末层形成与固体层形成来制造三维形状造型物。(i)向粉末层的规定位置照射光束、使该规定位置的粉末烧结或者熔融固化而形成固化层的工序。(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层、同样地照射光束而形成进一步的固化层的工序。根据这样的制造技术，能够制造复杂的三维形状造型物。在使用无机物的金属粉末作为粉末材料的情况下，能够将得到的三维形状造型物用作模具。另一方面，在使用有机物的树脂粉末作为粉末材料的情况下，能够将得到的三维形状造型物作为各种模型使用。列举出作为粉末材料而使用金属粉末、使用由此得到的三维形状造型物作为模具的情况为例。如图11所示，首先，使刮刀(squeezingblade)23移动，在造型板21上形成规定厚度的粉末层22(参照图11(a))。接着，对粉末层22的规定位置照射光束L，从粉末层22形成固化层24(参照图11(b))。接着，在得到的固化层24上形成新的粉末层22，再次照射光束而形成新的固化层24。若像这样交替地反复实施粉末层形成与固化层形成，则固化层24层叠(参照图11(c))，最终能够得到由层叠化的固化层24构成的三维形状造型物。形成为最下层的固化层24成为与造型板21结合的状态，因此三维形状造型物与造型板21成为一体化物，能够将该一体化物作为模具来使用。现有技术文献专利文献专利文献1：特表平1－502890号公报专利文献2：特开2000－073108号公报
技术实现思路
专利技术将要解决的问题本申请人们发现，在上述那种粉末烧结层叠法中，根据制造的三维形状造型物的情况，有时不会成为高效的制造方法。在粉末烧结层叠法中，由于依次形成具有微米级(例如50μm左右)较小厚度的固化层，因此最终获得的三维形状造型物将会具有较高的形状精度。然而，由于这种较小的厚度，导致构成三维形状造型物的固化层的层叠数存在变多的趋势，虽然最终呈现出较高的形状精度，但关于制造时间，有时不能说是充分满足。这在三维形状造型物具有更大的尺寸的情况下可能变得显著。本专利技术是鉴于这样的情况而做出的。即，本专利技术的主要课题是提供一种更高效的三维形状造型物的制造方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，在本专利技术的一实施方式中，提供一种三维形状造型物的制造方法，是通过光束照射依次形成多个固化层来制造三维形状造型物的方法，其特征在于，通过混合方式形成所述固化层，该混合方式由在粉末层的形成之后进行光束照射的层形成后照射方式、以及在原料的供给时进行光束照射的原料供给时照射方式组合而成。专利技术效果在本专利技术的制造方法中，能够更高效地制造三维形状造型物。具体而言，能够以更短的时间制造三维形状造型物。特别是，即使在三维形状造型物具有更大的尺寸情况下，也能够进一步缩短获得相应三维形状造型物为止的时间。附图说明图1是示意地表示本专利技术的一实施方式的制造方法的概念的剖面图。图2是示意地表示三维形状造型物的轮廓固化层区域以及内侧固化层区域的剖面图。图3是示意地表示通过本专利技术的一实施方式的制造方法获得的三维形状造型物的剖面图。图4是按时间顺序表示本专利技术的一实施方式的制造方法的剖面图。图5是示意地表示“粉末的抽吸去除”的方式的剖面图。图6是示意地表示“表面切削处理”的方式的剖面图。图7是示意地表示“轮廓固化层区域的台阶状面”的方式的剖面图。图8是示意地表示“原料供给时照射方式的原料倾斜供给”的方式的剖面图。图9是示意地表示具有中空部的三维形状造型物的立体图。图10是示意地表示具有中空部的三维形状造型物的制造方法中的工序的剖面图。图11是示意地表示被实施粉末烧结层叠法的光造型复合加工的工序方式的剖面图。图12是示意地表示光造型复合加工机的构成的立体图。图13是表示光造型复合加工机的通常的动作的流程图。具体实施方式以下，参照附图更详细地说明有关本专利技术的一实施方式的制造方法。图面中的各种要素的形态及尺寸不过是例示，不反映实际的形态及尺寸。在本说明书中，“粉末层”例如是指“由金属粉末构成的金属粉末层”或“由树脂粉末构成的树脂粉末层”。在本说明书中，在粉末层为金属粉末层的情况下“固化层”是指“烧结层”，在粉末层为树脂粉末层的情况下“固化层”是指“硬化层”。另外，在本说明书中直接或间接说明的“上下”的方向基于固化层的层叠方向，将实施本专利技术的制造方法时固化层所层叠的方向设为“上方向”，将其相反的一侧设为“下方向”。[粉末烧结层叠法]首先，对作为本专利技术的制造方法的前提的粉末烧结层叠法进行说明。这里说明的粉末烧结层叠法相当于后述的“层形成后照射方式”。换句话说，说明相当于通过向粉末层的光束照射进行固化层的形成的“层形成后照射方式”的粉末烧结层叠法。此外，以下，列举在粉末烧结层叠法中附加地进行三维形状造型物的切削处理的光造型复合加工为例，但希望注意的是，“切削处理”并非必须。图11示意地表示光造型复合加工的工序方式，图12以及图13分别示出能够实施粉末烧结层叠法与切削处理的光造型复合加工机1的主要构成以及动作的流程图。如图12所示，光造型复合加工机1具备粉末层形成机构2、光束照射机构3以及切削机构4。粉末层形成机构2是用于通过将金属粉末或树脂粉末等粉末以规定厚度铺设来形成粉末层的机构。光束照射机构3是用于对粉末层的规定位置照射光束L的机构。切削机构4是用来将层叠化的固化层的侧面即三维形状造型物的表面切削的机构。粉末层形成机构2如图11所示，主要具有粉末台25、刮刀23、造型台20以及造型板21而成。粉末台25是能够在外周被壁26包围的粉末材料箱28内上下升降的台。刮刀23是将粉末台25上的粉末19向造型台20上供给、并能够在水平方向上移动以得到粉末层22的刀。造型台20是能够在外周被壁27包围的造型箱29内上下升降的台。并且，造型板21配设在造型台20上，是作为三维形状造型物的基座的板。如图12所示，光束照射机构3主要具有光束振荡器30以及扫描振镜(galvanomirror)31。光束振荡器30是发出光束L的设备。扫描振镜31是将发出的光束L对粉末层扫描的机构，即光束L的扫描机构。切削机构4如图12所示，主要具有铣削头40以及驱动机构41而成。铣削头40是用于将层叠化的固化层的侧面切削的切削工具。驱动机构41是使铣削头40向希望的要切削位置移动的机构。对光造型复合加工机1的动作详细叙述。光造型复合加工机1的动作如图13的流程图所示，由粉末层形成步骤(S1)、固化层形成步骤(S2)以及切削步骤(S3)构成。粉末层形成步骤(S1)是用于形成粉末层22的步骤。在该粉末层形成步骤(S1)中，首先将造型台20下降Δt(S11)，使得造型板21的上表面与造型箱29的上端面的水平差成为Δt。接着，在将粉末台25上升Δt后，如图11(a)所示那样使刮刀23从粉末材料箱28朝向造型箱29在水平方向上移动。由此，能够使配设在粉末台25上的粉末19向造型板21上移送(S12)，进行粉末层22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，是通过光束照射依次形成多个固化层来制造三维形状造型物的方法，其特征在于，通过混合方式形成所述固化层，该混合方式由在粉末层的形成之后进行所述光束照射的层形成后照射方式、以及在原料的供给时进行所述光束照射的原料供给时照射方式组合而成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.31 JP 2015-1520611.一种三维形状造型物的制造方法，是通过光束照射依次形成多个固化层来制造三维形状造型物的方法，其特征在于，通过混合方式形成所述固化层，该混合方式由在粉末层的形成之后进行所述光束照射的层形成后照射方式、以及在原料的供给时进行所述光束照射的原料供给时照射方式组合而成。2.如权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，以所述原料供给时照射方式形成的所述固化层的厚度比以所述层形成后照射方式形成的所述固化层的厚度大。3.如权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，所述原料供给时照射方式的所述光束照射的光束聚光径比所述层形成后照射方式的所述光束照射的光束聚光径大。4.如权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，以所述层形成后照射方式形成相当于所述三维形状造型物的轮廓部的轮廓固化层区域，另一方面，以所述原料供给时照射方式形成相当于该三维形状造型物的该轮廓部以外的且比该轮廓部靠内侧的内侧固化层区域。5.如权利要求4所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，所述轮廓部是所述三维形状造型物的侧面部分以及顶面部分中的至少一方。6.如权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，使用粉末或者填充材料作为所述原料供给时照射方式的所述原料。7.如权利要求6所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田德雄，中村晓史，阿部谕，森本雅宪，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