[发明专利]三维造型装置和三维形状造型物的制造方法

说明书

本发明提供一种三维造型装置和三维形状造型物的制造方法，以提高造型效率为课题，交替反复进行层叠工序和烧结工序，所述层叠工序中，通过粉末供给装置(40)形成粉末层，所述烧结工序中，通过光束或电子束扫描单元(20)向所述粉末层照射光束或电子束，并且使该照射位置按各移动单位移动，来烧结所述粉末层，所述各移动单位由中央控制装置、即控制器中参与控制的计算机设定，在所述三维造型装置中，设置有多个所述光束或电子束扫描单元(20)，所述三维造型装置设置成：将由这些多个光束或电子束扫描单元(20)产生的多个光束或电子束照射于相同粉末层，并且使这些多个光束或电子束扫描单元(20)的照射位置的移动中的各移动单位同步。

技术领域

本发明涉及将粉末材料层叠并烧结来制造三维形状的造型物的三维造型装置和三维形状造型物的制造方法。

背景技术

以往，在这种发明中，通过反复进行从粉末供给装置供给粉末材料来形成粉末层的工序、和对由该工序形成的粉末层的预定区域照射光束或电子束来烧结所述预定区域的粉末的工序，来制造包含大量烧结层的三维形状的造型物。

然而，在所述现有技术中，为了照射光束或电子束，常使用检流计扫描(ガルバノススキャナ)装置。例如，在专利文献1所记载的发明中，使从激光振荡器(20)射出的光束或电子束反射到单一的检流计扫描装置(扫描器22)，并且使其反射方向变化来照射粉末层。根据这样的结构，能够通过检流计扫描装置使光束或电子束的照射位置高速移动，具有缩短造型时间的效果。

但是，为了烧结粉末材料，需要高能量照射，需要汇集光束或电子束。通常，烧结所使用的光束或电子束为200W激光，聚光直到照射直径变为0.1mm以下，进行高能量化。由于如所述那样照射直径极小等，在制作比较大的造型物的情况下，即使使用检流计扫描装置也非常花费时间已成为课题。

另外，在通常的三维造型物中，要求提高表面的硬度和密度，但内部的硬度和密度常常可以比较低。因此，在现有技术中，为了缩短造型时间，在烧结位于造型物的内部侧的粉末层时，增大照射直径等来降低能量密度，仅在烧结位于造型物的外廓侧的粉末层时，缩小照射直径来提高能量密度。

但是，在这样的现有技术中，由于需要切换照射直径、和/或由单独的检流计扫描装置实现的扫描图案增多等，存在控制变得复杂的倾向。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-336547号公报

发明内容

本发明是鉴于所述现有情况而完成的，其课题在于提供能够提高造型效率的三维造型装置和三维形状造型物的制造方法。

用于解决上述课题的本发明的基本构成，包括：

(1)一种三维造型装置，交替反复进行层叠工序和烧结工序，所述层叠工序中，通过粉末供给装置形成粉末层，所述烧结工序中，通过光束或电子束扫描单元向所述粉末层照射光束或电子束，并且使该照射位置按各移动单位移动，来烧结所述粉末层，在所述三维造型装置中，设置有多个所述光束或电子束扫描单元，将由这些多个光束或电子束扫描单元产生的多个光束或电子束照射于相同粉末层，并且在这些多个光束或电子束扫描单元的照射位置的移动中使各移动单位同步。

(2)一种三维形状造型物的制造方法，交替反复进行层叠工序和烧结工序，所述层叠工序中，供给粉末材料来形成粉末层，所述烧结工序中，向所述粉末层照射光束，并且使该照射位置移动，来烧结所述粉末层，在所述烧结工序中，将多个光束照射于相同粉末层，并且使这些多个光束的照射位置的移动同步。