三维成形装置以及三维成形方法制造方法及图纸

提供一种三维成形装置以及三维成形方法，能够使用微小粒径的金属粉末。三维成形装置包括：材料供给部件，朝向所述载台供给含有金属粉末和粘合剂的被烧结材料；能量照射部件，向从所述材料供给部件供给的所述被烧结材料，供给能够烧结所述被烧结材料的能量；以及驱动部件，使所述材料供给部件和所述能量照射部件能够相对于所述载台进行三维移动，所述材料供给部件具有材料喷出部，该材料喷出部供给预定量的所述被烧结材料，所述能量照射部件具有用于射出所述能量的能量照射部，所述材料喷出部和所述能量照射部支承于一个支承部件上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维成形装置以及三维成形方法。
技术介绍
以前，作为使用金属材料便利地形成三维形状的制造方法，公开有如专利文献1所示那样的方法。专利文献1中公开的三维形状造型物的制造方法是，将原料中具有金属粉末、溶剂、粘着增进剂的金属浆用于形成层状的材料层。然后，向层状的材料层照射光束，形成金属的烧结层或者金属的熔融层，通过重复材料层的形成和光束的照射，层叠烧结层或者熔融层，得到所希望的三维形状造型物。但是，在专利文献1所披露的三维形状造型物的制造方法中，向层状供给的材料层的仅一部分在光束的照射下烧结或者熔融，形成为造型物的一部分，未照射光束的材料层是要去除的无用部分。另外，存在如下不良情况：对于预定的光束的照射区域，其附近虽非完全但产生烧结或者熔融的材料层，其非完全部分附着在通过所希望的烧结或者熔融而形成的部分上，导致造型物的形状不稳定。于是，能够想到通过应用专利文献2或者专利文献3所公开的喷嘴来消除专利文献1的不良情况，该喷嘴通过向所希望的部位一边供给金属材料一边照射激光，能够形成金属填充部的喷嘴，。专利文献2、3公开的喷嘴是，在喷嘴中心部内具有激光照射部，在激光照射部的周围具有用于供给金属粉末(粉末)的粉末供给部。而且，朝向从喷嘴中心的激光照射部照射的激光供给粉末，所供给的粉末通过激光熔融而在施工对象物上作为填充金属而形成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-184622号公报专利文献2：日本特开2005-219060号公报专利文献3：日本特开2013-75308号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，在使用专利文献2、3所公开的喷嘴来形成填充金属的情况下，使适用的金属粉末的粒径变得更加微小是困难的。即，由于是微小粒径、所谓微粉末，成为粒子间的粘附性增大的所谓强粘附性粉体，若例如通过
压缩空气等输送、喷出则容易附着鱼流道，流动性明显受损，喷射的稳定性受损。因此，为了确保粉末的流动性，减小粉末的粒径有限，难以在不使用微小粒径的粉末就无法实现的微细且高精度的三维形状的形成中使用专利文献2、3公开的喷嘴。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够形成微细的三维造型物且能够使用微小粒径的金属粉末的三维成形装置以及三维成形方法。用于解决技术问题的手段[适用例1]本适用例的三维成形装置的特征在于，包括：载台；材料供给部件，朝向所述载台供给含有金属粉末和粘合剂的被烧结材料；能量照射部件，向从所述材料供给部件供给的所述被烧结材料，供给能够烧结所述被烧结材料的能量；以及驱动部件，使所述材料供给部件和所述能量照射部件能够相对于所述载台进行三维移动，所述材料供给部件具有材料喷出部，该材料喷出部供给预定量的所述被烧结材料，所述能量照射部件具有用于射出所述能量的能量照射部，所述材料喷出部和所述能量照射部支承于一个支承部件上。根据本适用例的三维成形装置，由于向形成三维形状造型物的形状的区域供给必要量的烧结材料，向所供给的烧结材料通过能量照射部件供给能量，因此降低材料供给的损失、能量供给的损失。以往，仅供给金属粉末，烧结情况下产生的、金属微粒子间的附着力增大，成为强粘附性粉体，通过压缩空气等输送、喷出的情况下，容易附着在流道上，显著地损害流动性，减小金属微粒子的粒径存在极限。但是，通过使搅拌金属粉末和粘合剂的被烧结材料从材料供给部件供给到载台上的构成，能够防止附着到材料输送的流道，能够形成稳定的材料供给，能够使用极微小的金属粉体形成三维形状造型物。另外，在本适用例中，“能够烧结”中的烧结指的是，通过向供给材料供给能量，构成供给材料的粘合剂在供给能量作用下蒸发，然后，剩下的金属粉末彼此通过供给能量来金属结合。另外，本说明书中使金属粉末熔融结合的形态也作为通过供给能量使金属粉末结合的形态，作为烧结而说明。[适用例2]上述适用例中，其特征在于，所述能量照射部件沿与重力方向交叉的方向照射所述能量。根据上述的适用例，无需使材料供给部件和能量照射部件相对移动，能够对从材料供给部件供给的被烧结材料照射烧结所要的能量。另外，通过使从能量照射部照射的能量线以与重力方向交叉的方式照射，例如能使载台上反射的反射能量线不朝向能量照射部。因此，能够防止通过反射能量线造成的能量反射部的损害。[适用例3]上述适用例中，其特征在于，从所述材料喷出部的喷出口呈液滴状喷出所述被烧结材料。根据上述的适用例，通过使被烧结材料以微小的液滴状供给到载台上并烧结，形成作为微小形状的烧结体的集合物的三维形状造型物。因此，能够进行微小部分的形成，能够容易地得到小型且精密的三维形状造型物。[适用例4]上述适用例中，其特征在于，所述三维成形装置具有多个所述能量照射部。根据上述的适用例，能够向供给到载台上的被烧结材料，均匀地供给能量。[适用例5]上述适用例中，其特征在于，所述材料供给部件具有材料供给部，该材料供给部至少将所述被烧结材料供给至所述材料喷出部，所述材料喷出部具有与所述载台相对的材料喷出口，所述材料供给部设有多个，供给2种以上的具有不同组成的所述被烧结材料。根据上述的适用例，能够具有用于按照每个不同组成供给被烧结材料的材料供给部件，通过每个组成的各材料供给部件的材料供给和能量照射部件，能够烧结或熔融不同材料，能够容易地形成由2种以上组成材料得到的造型物。[适用例6]上述适用例中，其特征在于，所述能量照射部件是激光照射部件。根据上述的适用例，能够向成为目标的供给材料集中照射能量，能够形成质量良好的三维形状造型物。另外，例如根据被烧结材料的种类，能够容易地进行控制照射能量的量(功率、扫描速度)，能够得到所希望质量的三维形状造型物。[适用例7]本适用例的三维成形方法包括：单层形成工序，通过材料供给工序和烧结工序来形成单层，所述材料供给工序供给含有金属粉末和粘合剂的被烧结材料，所述烧结工序朝向通过所述材料供给工序供给的所述被烧结材料，供给能够烧结所述被烧结材料的能量，使所述被烧结材料烧结；以及层叠工序，在通过所述单层形成工序形成的所述单层上，层叠通过所述单层形成工序形成的另外的所述单层，重复预定次数的所述层叠工序来形成三维形状造型物，其特征在于，在所述单层形成工序中，所述材料供给工序呈液滴状喷出所述被烧结材料，针对着落的单位液滴状材料进行的所述烧结工序在预定的所述单层的整个形成区域进行。以往，仅供给金属粉末，烧结情况下产生的、金属微粒子间的附着力增大，成为强粘附性粉体，通过压缩空气等输送、喷出的情况下，容易附
着在流道上，显著地损害流动性，减小金属微粒子的粒径存在极限。但是，通过使搅拌金属粉末和粘合剂的被烧结材料从材料供给部件供给到载台上的构成，能够防止附着到材料输送的流道，能够使用极微小的金属粉体形成三维形状造型物。[适用例8]上述适用例中，其特征在于，所述烧结工序的所述能量的照射方向是与重力方向交叉的方向。根据上述的适用例，无需使材料供给部件和能量照射部件相对移动，能够对从材料供给部件供给的被烧结材料照射烧结所要的能量。[适用例9]上述适用例中，其特征在于，在所述层叠工序中形成用于支承所述单层的支架部，所述支架部是在所述烧结工序中未被照射所述能量的未烧结部。根据上述的适用例，在重力方向上无法形成三维形状造型物所谓悬伸部的情况下，通过作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维成形装置，其特征在于，包括：载台；材料供给部件，朝向所述载台供给含有金属粉末和粘合剂的被烧结材料；能量照射部件，向从所述材料供给部件供给的所述被烧结材料，供给能够烧结所述被烧结材料的能量；以及驱动部件，使所述材料供给部件和所述能量照射部件能够相对于所述载台进行三维移动，所述材料供给部件具有材料喷出部，该材料喷出部供给预定量的所述被烧结材料，所述能量照射部件具有用于射出所述能量的能量照射部，所述材料喷出部和所述能量照射部支承于一个支承部件上。

【技术特征摘要】
2015.03.17 JP 2015-0530231.一种三维成形装置，其特征在于，包括：载台；材料供给部件，朝向所述载台供给含有金属粉末和粘合剂的被烧结材料；能量照射部件，向从所述材料供给部件供给的所述被烧结材料，供给能够烧结所述被烧结材料的能量；以及驱动部件，使所述材料供给部件和所述能量照射部件能够相对于所述载台进行三维移动，所述材料供给部件具有材料喷出部，该材料喷出部供给预定量的所述被烧结材料，所述能量照射部件具有用于射出所述能量的能量照射部，所述材料喷出部和所述能量照射部支承于一个支承部件上。2.根据权利要求1所述的三维成形装置，其特征在于，所述能量照射部件沿与重力方向交叉的方向照射所述能量。3.根据权利要求1或2所述的三维成形装置，其特征在于，从所述材料喷出部的喷出口呈液滴状喷出所述被烧结材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的三维成形装置，其特征在于，所述三维成形装置具有多个所述能量照射部。5.根据权利要求1至4中任一项所述的三维成形装置，其特征在于，所述材料供给部件具有材料供给部，该材料供给部至少将所述被烧结材料供给至所述材料喷出部，所述材料喷出部具有与所述载台相对的材料喷出口，所述材料供给部设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：鎌仓知之，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP