层叠造型装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于，提供一种不会增加层叠造型所花费的时间，并可以提高造型物的质量的粉末烧结层叠造型方法。该方法通过重复以下步骤来生成造型物，即对被所述造型物模型的各分割层的轮廓形状包围的照射区域照射激光，并选择性地烧结所述照射区域内的所述材料粉体层的材料粉体。该方法中，沿着第1线段照射所述激光之后，在直到沿着与第1线段相邻的第2线段进行所述激光的照射之前的期间的冷却时间内，沿着属于与第1线段以及第2线段组所属的线段组不同的线段组的线段来进行所述激光的照射，当照射所述激光时依次选择所述多个线段组，沿着属于所选择的线段组的一线段来照射所述激光。

【技术实现步骤摘要】
层叠造型装置
本专利技术涉及层叠造型装置。
技术介绍
在基于激光的金属的层叠造型中，通过重复在可以在上下方向移动的造型台上形成非常薄的材料粉体层，对该材料粉体层的规定处照射激光，并对照射位置的材料粉体进行烧结的工序，从而形成所希望的造型物。激光一边沿着扫描路径进行扫描，一边向材料粉体层照射，并且所述扫描路径以包括应该照射激光的区域全部照射激光的方式来设置(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-173123号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题另外，例如，如图14所示，激光向材料粉体层的扫描路径46被设置为包括照射激光的照射区域45的全部来照射激光。在图14的例子中，扫描路径46由矩阵状地配置的多个线段s1、s2、s3、…、s100构成。激光按照线段s1、s2、s3、…、s100的顺序，沿着各线段，例如从左向右进行扫描。激光通过一边从各线段的左端向右端进行扫描，一边向材料粉体层照射，从而材料粉体层被烧结为线段状。在图14的例子中，激光从某一线段的右端，向下一线段的左端进行扫描的期间，激光被关闭，不会向材料粉体层进行照射。本专利技术人在研究激光的照射条件时，尝试当沿着扫描路径46向材料粉体层照射激光时，在沿着某一第1线段照射激光之后，尽可能缩短直到沿着与第1线段相邻的第2线段开始照射激光的期间的时间，并尽可能缩短层叠造型所花费的时间。但是，如果使这之间的时间过短，则由于来自沿着第1线段的烧结部分的热的影响，材料粉体层会沿着第2线段被过度地加热，发生材料凸起、产生溅射、材料的升华导致的烟尘的产生、组成的变化等问题。为了防止这样的问题，认为合适地设定在沿着某一第1线段照射激光之后，直到沿着与第1线段相邻的第2线段开始照射激光的期间的冷却时间很重要，使冷却时间为沿着各线段的激光照射时间的5倍左右的结果得知，所述的问题被解决，可以制造高质量的造型物。但是，由于延长冷却时间，因此会发生层叠造型所花费的时间增加这样的新的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种不会增加层叠造型所花费的时间，并可以提高造型物的质量的粉末烧结层叠造型方法。解决课题的手段根据本专利技术，提供一种粉末烧结层叠造型方法，该方法通过重复以下步骤来生成造型物，即，形成与各分割层对应的材料粉体层，并且所述各分割层按照规定单位的高度由水平面对具有所希望的三维形状的造型物模型进行分割而成，并且对被所述造型物模型的各分割层的轮廓形状包围的照射区域照射激光，并选择性地烧结所述照射区域内的所述材料粉体层的材料粉体，其中，所述激光一边沿着扫描路径进行扫描一边向所述材料粉体层照射，并且所述扫描路径以包括所述照射区域的全部来照射所述激光的方式来设置，所述扫描路径由多个线段构成，所述多个线段被划分为多个线段组，各线段组包含相互相邻的多个线段和沿着所述扫描方向被配置多个的线段，所述相互相邻的线段包含第1线段以及第2线段，控制所述激光的照射，以使得在沿着第1线段照射所述激光之后，在直到沿着与第1线段相邻的第2线段进行所述激光的照射之前的期间的冷却时间内，沿着属于与第1线段以及第2线段组所属的线段组不同的线段组的线段来进行所述激光的照射，当照射所述激光时依次选择所述多个线段组，沿着属于所选择的线段组的一线段来照射所述激光。专利技术的效果在本专利技术中，当沿着某一第1线段进行了激光的照射之后，直到沿着与第1线段相邻的第2线段进行激光的照射的冷却时间内，通过沿着设置于更远离的位置的其他的线段进行激光的照射，从而可以合适地确保冷却时间，并且缩短层叠造型所花费的时间。以下，示例出本专利技术的各种实施方式。以下所示的实施方式可以相互组合。优选的是，第2线段是最接近第1线段的与所述扫描方向垂直的方向的线段。优选的是，所述冷却时间是沿着第1线段的激光照射时间的1.5～10倍。优选的是，在所述冷却时间内照射所述激光的线段的数量为1～9条。优选的是，所述多个线段组被配置在一个照射区域内的各个区域中。优选的是，所述照射区域由相互分离的多个子照射区域构成，所述多个线段组被配置在各个子照射区域中。优选的是，控制所述激光的照射，以使得根据冷却时间对规定的所述线段组内的所述第1线段进行照射之后，在经过所述冷却时间后，对所述规定的线段组内的所述第2线段进行照射，在所述冷却时间内，不会对相邻的所述线段施加过剩的加热，并且与相邻的所述线段之间的融合不会不充分，并且使得在从所述规定的线段组向下一所述线段组依次沿着各线段组的所述第1线段照射所述激光之后，从所述规定的线段组向下一线段组依次沿着所述各线段组的所述第2线段进行所述激光的照射，从而直到沿着所述照射区域内的所有的线段进行所述激光的照射，一直沿着远离所述第1线段的一个或多个线段进行所述激光的照射。另外，根据本专利技术的另一观点，提供一种计算机辅助制造系统，该系统生成用于控制上述记载的粉末烧结层叠造型方法中的所述激光的照射。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的层叠造型装置的概略结构图。图2是粉体层形成装置3以及激光照射部13的立体图。图3是涂覆机头11的立体图。图4是涂覆机头11从另一角度来观察的立体图。图5(a)是所希望的形状的造型物47的立体图，(b)是(a)的造型物的模型的立体图，(c)是表示以规定单位的高度由水平面分割(b)的模型的状态的立体图。图6是使烧结层50层叠而得到的造型物47的立体图。图7是使用本专利技术的第1实施方式的层叠造型装置的层叠造型方法的说明图。图8是表示包括照射区域45a的全部而设置的扫描路径46。图9是表示向线段s1～s84的激光照射的定时的图。图10表示本专利技术的第2实施方式中包括照射区域45的全部而设置的扫描路径46。图11表示本专利技术的第3实施方式中包括照射区域45的全部而设置的扫描路径46。图12表示本专利技术的第4实施方式中包括照射区域45的全部而设置的扫描路径46。图13(a)～(b)分别是按照实施例以及比较例的条件生成的造型物的图像。图14表示设置在照射区域45中的扫描路径46的一个例子。具体实施方式以下，使用附图，针对本专利技术的实施方式进行说明。以下所示的实施方式中所示的各种特征事项可以相互组合。1.第1实施方式如图1～图2所示，本专利技术的第1实施方式的层叠造型装置具备：腔体1，覆盖所需要的造型区域R，并且被规定浓度的惰性气体充满；激光照射部13，对形成在造型区域R上的材料粉体层8的规定处照射激光，烧结照射位置的材料粉体。在腔体1内设置有粉体层形成装置3。粉体层形成装置3具备：基座4，具有造型区域R；涂覆机头11，配置在基座4上，并且在水平的1轴方向(箭头B方向)可移动地构成；细长部件9r，9l，沿着涂覆机头11的移动方向设置在造型区域R的两侧。在造型区域R中设置有通过驱动机构31驱动，并且可以在上下方向(图1的箭头A方向)移动的造型台5。当使用层叠造型装置时，在造型台5上配置造型板7，在造型台5上形成材料粉体层8。以包围造型台5的方式设置有粉体保持壁26，在被粉体保持壁26和造型台5包围的粉体保持空间中保持未烧结的材料粉体。在粉体保持壁26的下侧，设置可以排出粉体保持空间内的材料粉体的粉体排出部27，在层叠造型完成后，通过降低造型台5，从而将未烧结的材料粉体从粉体排出部27排出，被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末烧结层叠造型方法，其特征在于，该方法通过重复以下工序来生成造型物，该工序为：形成与各分割层对应的材料粉体层，并且所述各分割层通过按照规定单位的高度由水平面分割具有所希望的三维形状的造型物模型而成，并且对被所述造型物模型的各分割层的轮廓形状包围的照射区域照射激光，并选择性地烧结所述照射区域内的所述材料粉体层的材料粉体；在上述粉末烧结层叠造型方法中，所述激光一边沿着扫描路径进行扫描一边向所述材料粉体层照射，并且所述扫描路径以所述照射区域的全部均被所述激光照射的方式来设置，所述扫描路径由多个线段构成，所述多个线段被划分为多个线段组，各线段组包含相互相邻的多个线段和沿着所述扫描方向配置多个的线段，所述相互相邻的线段包含第1线段以及第2线段，对所述激光的照射进行控制，以使得在沿着第1线段照射了所述激光之后，在直到沿着第2线段进行所述激光的照射之前的期间之冷却时间内，沿着属于与第1线段以及第2线段组所属的线段组不同的线段组之线段而进行所述激光的照射，当照射所述激光时，依次选择所述多个线段组，沿着属于所选择的线段组的一个线段来照射所述激光。

【技术特征摘要】
2014.10.06 JP 2014-2058341.一种粉末烧结层叠造型方法，其特征在于，该方法通过重复以下工序来生成造型物，该工序为：形成与各分割层对应的材料粉体层，并且所述各分割层通过按照规定单位的高度由水平面分割具有所希望的三维形状的造型物模型而成，并且对被所述造型物模型的各分割层的轮廓形状包围的照射区域照射激光，并选择性地烧结所述照射区域内的所述材料粉体层的材料粉体；在上述粉末烧结层叠造型方法中，所述激光一边沿着扫描路径进行扫描一边向所述材料粉体层照射，并且所述扫描路径以所述照射区域的全部均被所述激光照射的方式来设置，所述扫描路径由多个线段构成，所述多个线段被划分为多个线段组，各线段组包含沿着扫描方向配置的多个相邻的线段和沿着所述扫描方向的垂直方向配置的多个相邻的线段，将所述多个线段中进行所述激光的照射的任意线段作为第1线段，将所述多个线段中受到来自所述第1线段的热的影响的线段作为第2线段，对所述激光的照射进行控制，以使得在沿着所述第1线段照射了所述激光之后，在直到沿着所述第2线段进行所述激光的照射之前的期间之冷却时间内，沿着属于与所述第1线段所属的线段组不同的其他线段组，且为在所述其他线段组中的不是所述第2线段的线段而进行所述激光的照射，当照射所述激光时，依次选择所述多个线段组，沿着属于所选择的线段组的一个线段来照射所述激光。2.根据权利要求1所述的粉末烧结层叠造型方法，其特征在于，第2...

【专利技术属性】
技术研发人员：新家一朗，小林清志，加藤善考，宫下泰之，
申请(专利权)人：沙迪克株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP