[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

技术领域

本发明涉及层叠并烧结粉末材料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。

另外，在上述现有技术中，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。光束或电子束的扫描路径被称为造型路径，存储在预先设定的控制电路中。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，根据上述现有技术，如图7所示，首先，使检流计扫描装置动作以形成从一端侧朝向另一端侧的直线状的扫描路径a1，然后，将光束或电子束的振荡器暂时设为关闭状态，将检流计扫描装置的照射位置定位到上述一端侧的预定部位(参照虚线部)。再然后，将激光振荡器再次设为打开状态，使检流计扫描装置动作以形成从一端侧朝向另一端侧并且与所述扫描路径a1大致平行的扫描路径a2。然后，反复进行多次所述扫描，使粉末层上的被造型区域E以画影线的方式烧结。因此，由多次所述定位等导致的等待时间，成为使造型时间拉长的原因。

另外，对于光束或电子束的所述扫描，在该扫描的最初与最后之间存在时间差，因此，例如有时在光束或电子束位于最后的扫描路径时，该扫描路径的温度因光束或电子束而上升，但最初的扫描路径的温度被外部空气等冷却而下降。因此，起因于上述那样的温度差，有可能导致造型物整体的温度分布变得不均匀，造型物产生翘曲等形状变形。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-336547号公报

发明内容

本发明以上述以往情况为课题的一例，其目的是提高造型效率、以及抑制造型物产生形状变形等。

为解决上述课题，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，并且使该照射位置移动，来烧结所述粉末层，在所述三维造型装置中，设置成：用不在同一线上通过、且不形成交点地连续的路径，预先设定造型路径，该造型路径是被造型物内部侧的光束或电子束的扫描路径，沿该造型路径连续照射由所述光束或电子束扫描单元产生的光束或电子束；

(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或电子束，并且使该照射位置移动，来烧结所述粉末层，在所述三维形状造型物的制造方法中，用不在同一线上通过、且不形成交点地连续的路径，预先设定造型路径，该造型路径是被造型物内部侧的光束或电子束的扫描路径，沿该造型路径连续照射光束或电子束。

上述基本构成中，在与装置相关的构成(1)中，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，并且使该照射位置移动，来烧结所述粉末层，在所述三维造型装置中，设置成：用不在同一线上通过、且不形成交点地连续的路径，预先设定造型路径，该造型路径是被造型物内部侧的光束或电子束的扫描路径，沿该造型路径连续照射由所述光束或电子束扫描单元产生的光束或电子束。

根据上述结构，由于将被造型物内部侧的光束或电子束的扫描路径，设为不在同一线上通过的连续的路径，连续进行沿该路径的光束或电子束的照射，因此能够减少现有技术的情况那样由对位导致的等待时间的产生，使造型时间缩短化，且这方面在与方法相关的基本构成(2)中也是同样的。

在第1实施方式中，其特征在于，所述造型路径是以预定的角度结合的多条直线依次朝向内侧或者依次朝向外侧的排列状态，或者是连续的1条曲线依次朝向内侧或者依次朝向外侧的排列状态(参照图2和图3。此外，图2、图3的情况表示直线状的情况)。

根据上述结构，能够减轻被造型区域中的温度分布的不均，制造高品质的三维形状造型物。