[发明专利]金属粉末烧结部件的制造装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对金属粉末进行光束照射并造型的金属粉末烧结部件的制造装置及制造方法。

背景技术

一直以来，已知一种制造金属粉末烧结部件的装置(以下，记为制造装置)，该制造装置反复进行下述步骤：对用金属粉末形成的粉末层照射光束，熔融粉末层并形成烧结层，在该烧结层上形成新的粉末层并照射光束。图22中表示了这类制造装置的一例构成。制造装置101包括：供给金属粉末111的材料箱121，和涂有粉末层112的造型板123，和保持造型板123、上下升降的造型台124，和将材料箱121的金属粉末111涂在造型板123上的涂刷126，和振荡光束L的光束振荡器131，和对粉末层112照射并扫描从光束振荡器131发出的光束L的扫描头137，和控制制造装置101的动作的控制部105。

扫描头137包括：对光束L进行聚光的聚光镜头138，和反射光束L的旋转自如的两面扫描镜134，和进行扫描镜134的旋转角度控制的扫描单元135。控制部105使光束振荡器131振荡光束L，通过聚光镜头138对振荡的光束L进行聚光。并且，通过扫描单元135使扫描镜134旋转，通过扫描镜134反射被聚光的光束L，照射粉末层112，使金属粉末112烧结，形成烧结层113。

但是，在这类制造装置中，若加大扫描镜134的旋转角度并扩大照射面积，则聚光的调整等变得困难，光束L的扫描精度变差。另外，由于照射高度为一定的，因此，不能调整光束L的扫描精度。图23表示照射高度和照射面积的关系。若照射高度从高度H1变到高度H2，则照射面积从照射面积R1扩大到照射面积R2，但扫描镜134稍微旋转，照射面积就会发生很大变化，因此，光束L的扫描精度变差。

另外，已知描绘器式的制造装置。图24表示这类制造装置的一例构成。制造装置201包括：振荡光束L的光束振荡器231，和反射光束L的两面X反射镜232、Y反射镜233，和对反射的光束L进行聚光的光学部234，和涂有粉末层212的造型箱225，和使X反射镜232沿X方向移动的X移动轴235，和使Y反射镜233沿Y方向移动的Y移动轴236。被光束振荡器231振荡的光束L通过X反射镜232和Y反射镜233被反射，被光学部234聚光，并照射在粉末层212上，通过X移动轴235和Y移动轴236在粉末层212上扫描。

但是，在这类制造装置201中，光束L的扫描精度差。图25表示从光束振荡器231发出的光束L的照射角度与照射位置误差的关系。由于光束L的光轴长度长，因此，只要从光束振荡器231发出的光束L的照射角度稍微偏移，照射位置误差就变大。图26表示X反射镜232的移动方向和光束L的光轴的偏移，与照射位置误差的关系。只要X反射镜232的移动方向和光束L的光轴稍微偏移，就会使得移动距离越长，照射位置误差越大。Y反射镜233的移动方向和光束L的光轴偏移时，照射位置误差也会变大。

另外，已知光束振荡器和进行光束照射的扫描头，沿与粉末层平行的一个方向移动并进行光束扫描的制造装置(例如参照专利文献1)。

然而，在专利文献1所示的制造装置中，只是光束振荡器和进行光束照射的扫描头沿一个方向移动，因此不能增大照射面积。

专利文献1：特开2004-122489号公报

发明内容

本发明为解决上述问题，旨在提供一种照射面积大、光束的扫描精度高，且能够根据需要调整光束的扫描精度的金属粉末烧结部件的制造装置及制造方法。

为达到上述目的，本发明为包括粉末层形成单元和光束照射单元和控制部的制造装置；所述粉末层形成单元向造型板供给金属粉末形成粉末层；所述光束照射单元对所述粉末层形成单元所形成的粉末层的规定处照射光束，使该粉末层烧结，形成烧结层；所述控制部控制所述各单元的动作；通过反复进行所述粉末层的形成和所述烧结层的形成来形成多个烧结层一体化的造型物，制造三维形状的金属粉末烧结部件；所述光束照射单元包括扫描头，所述扫描头包括反射并扫描所述光束的至少两面能够控制角度的扫描镜；所述扫描头相对所述光束的照射平面沿平行的任意一个方向，或者沿相对所述照射平面的法线方向的至少一个方向移动。

通过本发明，由于扫描头相对照射平面平行地移动，因此，能够扩大照射面积，能够通过降低照射高度，提高光束的扫描精度。另外，由于扫描头相对照射平面沿法线方向移动，能够改变照射高度，因此，能够改变扫描头的照射高度，调整光束的扫描精度。