三维形状造型物的制造方法技术

提供一种能减少三维形状造型物的相当于轮廓部的部分的隆起的粉末烧结层叠法。本发明专利技术的制造方法，通过(i)向粉末层的规定部位照射光束、使上述规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序，及(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层、向该新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序交替地反复进行粉末层形成及固化层形成；将光束的扫描分为对三维形状造型物的相当于轮廓部的部分进行光束照射的光束扫描A、和对作为比该轮廓部靠内侧的该三维形状造型物的相当于内部区域部的部分进行光束照射的光束扫描B；以针对相当于轮廓部的部分的光束的峰值功率PA比针对相当于内部区域部的部分的光束的峰值功率PB低的方式，在光束扫描A与光束扫描B之间相对地调整峰值功率P。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及三维形状造型物的制造方法。更详细地讲，本公开涉及通过对粉末层的光束照射从而形成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”)。这样的方法基于以下的工序(i)及(ii)交替地反复实施粉末层形成和固体层形成来制造三维形状造型物(参照专利文献1或专利文献2)。(i)向粉末层的规定部位照射光束、使该规定部位的粉末烧结或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。按照这样的制造技术，能够在短时间中制造复杂的三维形状造型物。在使用无机质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作为模具使用。另一方面，在使用有机质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。以使用金属粉末作为粉末材料、将由其得到的三维形状造型物作为模具使用的情况为例。如图6所示，首先，将刮刀23移动，使粉末19移送，从而在造型板21上形成规定厚度的粉末层22(参照图6(a))。接着，向粉末层的规定部位照射光束L，从粉末层形成固化层24(参照图6(b))。再接着，在得到的固化层之上形成新的粉末层，再次照射光束而形成新的固化层。如果这样交替地反复实施粉末层形成和固化层形成，则固化层24层叠(参照图6(c))，最终能够得到由层叠的固化层构成的三维形状造型物。作为最下层形成的固化层24由于为与造型板21结合的状态，所以三维形状造型物和造型板形成一体化物。三维形状造型物和造型板的一体化物能够作为模具使用。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2000－73108号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述那样的粉末烧结层叠法中，本申请的专利技术人发现了根据光束的扫描条件的情况而固化层隆起的现象。具体而言，发现了如果分为形成三维形状造型物的外表面部即形成三维形状造型物的外周轮廓而成的“轮廓部”、和比其靠内侧的“内部区域部”而进行光束的扫描，则可能发生考虑到起因于扫描条件的隆起。特别是，可知如果以高输出地实施光束的高速扫描以进行有效率的固化层形成，则容易在相当于上述轮廓部的部分发生隆起80(参照图9)。这样的隆起80在针对“相当于轮廓部的部分”及“相当于内部区域部的部分”的双方以高输出将光束高速扫描、以进行有效率的固化层形成的情况下会特别显著地发生。一旦发生隆起80，则可能在粉末层形成时刮刀23碰撞到隆起80而阻碍粉末层形成(参照图9)。具体而言，在使刮刀23移动而从粉末19形成粉末层时，刮刀23的移动可能因隆起80的存在而被阻止。本专利技术是鉴于这样的情况而做出的。即，本专利技术的课题是提供一种粉末烧结层叠法，能够减少“三维形状造型物的相当于轮廓部的部分”的隆起。用于解决课题的手段为了解决上述课题，在本专利技术的一方式中，提供一种三维形状造型物的制造方法，通过(i)向粉末层的规定部位照射光束、使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序，及(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层、向该新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序交替地反复进行粉末层形成及固化层形成，其特征在于，将上述光束的扫描分为用于对上述三维形状造型物的相当于轮廓部的部分进行光束照射的光束扫描A、和用于对作为比该轮廓部靠内侧的该三维形状造型物的相当于内部区域部的部分进行光束照射的光束扫描B；以针对相当于轮廓部的部分的光束的峰值功率PA比针对相当于内部区域部的部分的光束的峰值功率PB低的方式，在光束扫描A与光束扫描B之间相对地调整峰值功率P。专利技术的效果按照有关本专利技术的一方式的制造方法，如果在三维形状造型物的“相当于轮廓部的部分”与“相当于内部区域部的部分”之间相对地改变光束的峰值功率P，则能够减少“相当于轮廓部的部分”的隆起。因而，有关本专利技术的一方式的制造方法能够避免“在粉末层形成时刮刀碰撞到“隆起”而粉末层形成被阻碍的不良状况”。附图说明图1是示意地表示有关本专利技术的一方式的概念的图。图2是光束的功率分布图。图3表示“峰值功率PA”与“三维形状造型物的相当于轮廓部的部分的隆起高度H”的相关关系。图4是示意地表示在本专利技术的一优选的方式(在“三维形状造型物的相当于轮廓部的部分”中多个环状照射路径相互相邻的方式)的图。图5是示意地表示在本专利技术的一优选的方式(在“三维形状造型物的相当于轮廓部的部分”中多个直线状照射路径并列的方式)的图。图6是示意地表示在粉末烧结层叠法中附加地进行切削处理的光造型复合加工的过程状况的剖视图。图7是示意地表示光造型复合加工机的结构的立体图。图8是表示光造型复合加工机的通常的动作的流程图。图9是用来说明本申请的专利技术人发现的现象的示意图。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方式的制造方法。图中的各种要素的形态及尺寸不过是例示，并不反映实际的形态及尺寸。在本说明书中，所谓“粉末层”，是指例如“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”。此外，所谓“粉末层的规定部位”，实质上是指制造的三维形状造型物的区域。因而，通过对存在于该规定部位的粉末照射光束，该粉末烧结或熔融固化而构成三维形状造型物。进而，所谓“固化层”，在粉末层是金属粉末层的情况下是指“烧结层”，在粉末层是树脂粉末层的情况下是指“硬化层”。[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。在粉末烧结层叠法中，作为例子可以举出附加性地进行三维形状造型物的切削处理的光造型复合加工。图6示意地表示光造型复合加工的过程状况，图7及图8分别表示能够实施粉末烧结层叠法和切削处理的光造型复合加工机的主要的结构及动作的流程图。光造型复合加工机1如图6及图7所示，具备粉末层形成单元2、光束照射单元3及切削单元4。粉末层形成单元2是用来通过将金属粉末或树脂粉末等的粉末以规定厚度铺上而形成粉末层的单元。光束照射单元3是用来向粉末层的规定部位照射光束L的单元。切削单元4是用来将层叠的固化层的侧面、即三维形状造型物的表面切削的单元。粉末层形成单元2如图6所示，主要具有粉末工作台25、刮刀23、造型工作台20及造型板21。粉末工作台25是能够在外周被壁26包围的粉末材料箱28内上下升降的工作台。刮刀23是能够在水平方向上移动、以将粉末工作台25上的粉末19向造型工作台20上供给而得到粉末层22的刀。造型工作台20是能够在外周被壁27包围的造型箱29内上下升降的工作台。并且，造型板21被配设在造型工作台20上，是作为三维形状造型物的基座的板。光束照射单元3如图7所示，主要具有光束振荡器30及检流计反射镜31。光束振荡器30是发出光束L的设备。检流计反射镜31是将发出的光束L向粉末层扫描的单元，即光束L的扫描单元。切削单元4如图7所示，主要具有铣刀头40及驱动机构41。铣刀头40是用来将层叠的固化层的侧面即三维形状造型物的表面切削的切削工具。驱动机构41是使铣刀头40向希望的要切削部位移动的单元。对光造型复合加工机1的动作详细说明。光造型复合加工机的动作如图8的流程图所示，由粉末层形成步骤(S1)、固化层形成步骤(S2)及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维形状造型物的制造方法，通过(i)向粉末层的规定部位照射光束、使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序，及(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层、向该新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序交替地反复进行粉末层形成及固化层形成，其特征在于，将上述光束的扫描分为用于对上述三维形状造型物的相当于轮廓部的部分进行光束照射的光束扫描A、和用于对作为比该轮廓部靠内侧的该三维形状造型物的相当于内部区域部的部分进行光束照射的光束扫描B；以针对上述相当于轮廓部的部分的上述光束的峰值功率PA比针对上述相当于内部区域部的部分的上述光束的峰值功率PB低的方式，在上述光束扫描A与上述光束扫描B之间相对地调整峰值功率P。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 JP 2014-0431021.一种三维形状造型物的制造方法，通过(i)向粉末层的规定部位照射光束、使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序，及(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层、向该新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序交替地反复进行粉末层形成及固化层形成，其特征在于，将上述光束的扫描分为用于对上述三维形状造型物的相当于轮廓部的部分进行光束照射的光束扫描A、和用于对作为比该轮廓部靠内侧的该三维形状造型物的相当于内部区域部的部分进行光束照射的光束扫描B；以针对上述相当于轮廓部的部分的上述光束的峰值功率PA比针对上述相当于内部区域部的部分的上述光束的峰值功率PB低的方式，在上述光束扫描A与上述光束扫描B之间相对地调整峰值功率P。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，以在上述光束扫描...

【专利技术属性】
技术研发人员：武南正孝，阿部谕，松本武，
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