三维造型方法和三维造型装置制造方法及图纸

提供一种通过透过了多个检流计扫描仪而被扫描的所有激光束有助于烧结面的形成从而能实现利用高效且均匀的二维扫描进行的三维造型的构成。三维造型方法和装置，采用多个检流计扫描仪(3)，该检流计扫描仪通过来自第1反射镜(31)和第2反射镜(32)的反射来实现沿着正交坐标或柱面坐标的二维方向的激光束(7)的扫描，该第1反射镜(31)经由与透过了动态聚焦透镜(2)的激光束(7)的透过方向正交的旋转轴(30)而振动，该第2反射镜(32)经由与第1反射镜(31)的旋转轴(30)正交且水平方向的旋转轴(30)而振动；基于对所述振动的控制，自由调整所述振动范围，而且，自由选择从斜向对工作台(4)的面照射的激光束(7)的焦点或其附近位置处的烧结面(6)的区域；由此达成所述课题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维造型方法和三维造型装置
本专利技术以采用多个检流计扫描仪(galvanoscanner，电流计扫描仪、扫描振镜)的三维造型方法和三维造型装置作为对象，该检流计扫描仪在二维方向扫描透过动态聚焦透镜而依次聚焦的激光束。
技术介绍
在对层叠于工作台上的粉末层照射激光束而形成烧结面的三维造型中，由检流计扫描仪对透过了能调整焦距的动态聚焦透镜的激光束进行激光束相对于上述烧结面的扫描(scanning)。专利文献1所记载的专利技术(以下，称为“在先申请专利技术1”。)公开了如下的三维造型方法:通过采用多个而并非1个的实现上述扫描的检流计扫描仪且在斜向对工作台面照射透过了该多个检流计扫描仪的激光束，与在正交方向照射的情况相比，将三维造型所需的空间设定得紧凑，而且能由多个激光束实现高效的扫描。同样地，专利文献2所记载的专利技术(以下，称为“在先申请专利技术2”。)公开了如下的三维造型装置的构成:采用多个检流计扫描仪3、3a且在斜向对工作台面照射透过了该多个检流计扫描仪3、3a的激光束7、7a，由此发挥上述效果。然而，在在先申请专利技术1和2中，在位于工作台13的整个区域面的上侧的整个平坦面，进行激光束7、7a的扫描(scanning)(专利文献1的图1、摘要、第3栏22行、第4栏40行、权利要求1中的整个平坦面为扫描的对象这样的公开事项，以及专利文献2的图1、摘要、第3栏9行、第4栏26行中的整个平坦面为共同的扫描的对象这样的公开事项和权利要求1中的激光束在横过平坦面的状态下移动这样的公开事项)。上述平坦面相当于形成为对焦点调整单元9、9a的控制的焦点面5(专利文献1的图4和专利文献2的图4)，但并非在焦点面5的整个区域都进行激光束7、7a的照射所形成的烧结，而是通过焦点调整单元9、9a的控制而仅在焦点面5中需要烧结的区域进行激光束7、7a的焦点处的照射，对于无需烧结的区域来说，激光束7、7a的焦点不到达焦点面5那样的控制是不可或缺的。其原因在于：若不进行这样的控制，那么就会总是将整个平坦面、即焦点平面5的整个区域作为烧结的对象而不可能按照各焦点面5根据需要来选择烧结面的形成区域。但是，在不形成烧结面的区域进行伴随激光束的扫描的照射意味着在进行无谓的扫描和照射这一方面进行了低效的三维造型。在在先申请专利技术1和2的各检流计扫描仪3、3a中，当然具有对透过了焦点调整单元9、9a的激光束7、7a进行反射的第1反射镜和对从第1反射镜反射的激光束7、7a进行进一步反射的第2反射镜。然而，在在先申请专利技术1和2中，不存在有关第1反射镜和第2反射镜的说明，结果，完全不确定第1反射镜和第2反射镜以工作台13的上表面的中心位置为基准而如何配置，从而导致能进行任何选择。因此，当然能选择以工作台13的表面的中心位置为基准而将各第2反射镜配置于比各第1反射镜靠外侧的设计。附带一提，示出在先申请专利技术1和2的图3暗示出了以上述中心位置为基准而将各第2反射镜配置于比各第1反射镜靠内侧，但上述图3只不过是用于图示实施方式(有关图3的说明部分)，上述图3的公开无论如何都不会成为否定能进行上述选择的根据。但是，在进行这样的设计的情况下，与利用该相反的配置的设计、即以上述中心位置为基准而将第2反射镜配置于第1反射镜的内侧的设计相比，变成第2反射镜彼此的间隔大的状态，必然地，在激光束超过上述中心位置地形成烧结面时，照度随着距上述中心位置的距离变远而变小，另一方面，在相对于工作台面进行铅直方向的照射的情况下，取代形成大致圆形的烧结面而形成大致椭圆形状的烧结面，由此因为烧结面的形状不正确，无法避免烧结面的边界处的轮廓变得不鲜明的缺点。而且在在先申请专利技术1和2的情况下第2反射镜振动的旋转轴的方向不确定，并且由这样的不确定所导致的技术上的缺点之后将进行描述。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】US10,029,333B2公报【专利文献2】US9,314,972B2公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术以提供一种具有对于透过动态聚焦透镜的激光束的多个检流计扫描仪、而且能进行激光束的高效且均匀的二维扫描和照射的三维造型的构成作为课题。用于解决课题的手段为了达成上述课题，本专利技术的基本构成如下构成。(1)一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以正交坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜以独立于第1反射镜的振动的状态经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。(2)一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以柱面坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜通过经由臂而与第1反射镜的旋转轴连接从而在该旋转轴的周围的等距离的位置处一体地振动，该第2反射镜经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜的振动范围和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。(3)一种三维造型装置，具有经由行进将粉末层叠于工作台上的涂刮器、对该粉末层照射激光束的烧结装置、一边行进一边进行对该烧结层的切削的切削刀具；在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以正交坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜以独立于第1反射镜的振动的状态经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向为正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过分别具有自由调整对各第1反射镜的振动驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；/n在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以正交坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜以独立于第1反射镜的振动的状态经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20191021 JP 2019-1921921.一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；
在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以正交坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜以独立于第1反射镜的振动的状态经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。


2.一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；
在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以柱面坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜通过经由臂而与第1反射镜的旋转轴连接从而在该旋转轴的周围的等距离的位置处一体地振动，该第2反射镜经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜的振动范围和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。


3.一种三维造型装置，具有经由行进将粉末层叠于工作台上的涂刮器、对该粉末层照射激光束的烧结装置、一边行进一边进行对该烧结层的切削的切削刀具；
在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以正交坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜以独立于第1反射镜的振动的状态经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过分别具有自由调整对各第1反射镜的振动驱动装置和对各第2反射镜的振动驱动装置的振动范围的控制装置而自由选择激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。


4.一种三维造型装置，具有经由行进将粉末层叠于工作台上的涂刮器、对该粉末层照射激光束的烧结装置、一边行进一边进行对该烧结层的切削的切削刀具；
在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以柱面坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜通过经由臂而与第1反射镜的旋转轴连接从而在该旋转轴的周围的等距离的位置处一体地振动，该第2反射镜经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过具有自由调整对各第1反射镜的振动驱动装置的振动范围的控制装置和自由调整对各第2反射镜的振动驱动装置的振动范围的控制装置而自由选择激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，各检流计扫描仪中的第1反射镜经由与工作台面斜交的方向的旋转轴而振动，而且透过了动态聚焦透镜的激光束为水平方向，第1反射镜的旋转轴与该激光束的方向正交。


5.一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；
在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以正交坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜以独立于第1反射镜的振动的状态经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，以工作台面的中心位置为基准，将各第1反射镜配置于比各第2反射镜靠外侧。


6.一种三维造型方法，经过经由涂刮器的行进的工作台上的粉末的层叠、激光束照射层叠了的粉末层所进行的烧结、利用切削刀具的行进对该烧结层的切削这样的各工艺；
在所述照射中，采用多个检流计扫描仪，该检流计扫描仪对透过了动态聚焦透镜的激光束，通过来自第1反射镜和第2反射镜的反射而实现激光束的以柱面坐标为基准的二维方向的扫描，该第1反射镜经由与该透过方向正交的方向的旋转轴而振动，该第2反射镜通过经由臂而与第1反射镜的旋转轴连接从而在该旋转轴的周围的等距离的位置处一体地振动，该第2反射镜经由处于与所述第1反射镜的旋转轴的方向正交的状态且水平方向的旋转轴而振动，并且，通过自由调整各第1反射镜的振动范围和各第2反射镜的振动范围而自由选择透过了各检流计扫描仪的激光束的照射所形成的烧结面的区域，而且通过所述动态聚焦透镜的焦距的调整，在激光束的焦点位置或其附近照射烧结面，以工作台面的中心位置为基准，将各第1反射镜配置于比各第2反射镜靠外侧。


7.一种三维造型装置，具有经由行进将粉末层叠于工作台上的涂刮器、对该粉末层照射激光束的烧结装置、一...

【专利技术属性】
技术研发人员：天谷浩一，吉田光庆，富田诚一，佐佐木翔太，
申请(专利权)人：株式会社松浦机械制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP