[发明专利]三维层叠造型装置的施工异常检测系统、三维层叠造型装置、三维层叠造型装置的施工异常检测方法、三维层叠造型物的制造方法及三维层叠造型物

说明书

向粉末床照射波束来进行层叠造型的三维层叠造型装置的施工异常检测系统，基于粉末床的表面形状的测定结果，在满足粉末床的相对于基准位置的平均高度从第一规定范围脱离的第一条件、以及粉末床的高度的偏差从第二规定范围脱离的第二条件中的至少一者的情况下，判定为发生了粉末床的铺设异常。

技术领域

本公开涉及一种对铺设的粉末照射光束、电子束等波束来选择性固化从而进行层叠造型的三维层叠造型装置的施工异常检测系统、具备该系统的三维层叠造型装置、三维层叠造型装置的施工异常检测方法、利用该施工异常检测方法的三维层叠造型物的制造方法、以及通过该制造方法制造的三维层叠造型物。

背景技术

已知一种通过对铺设成层状的粉末照射光束、电子束等波束来对三维形状物进行层叠造型的三维层叠造型技术。例如，在专利文献1中公开了如下的三维层叠造型方法：通过对由粉末形成的粉末层照射光束而形成烧结层，并反复进行，从而制造多个烧结层作为一体进行层叠而得的三维形状物。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-1900号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1那样的三维层叠造型方法中，通过反复层叠层状的烧结层来形成大的三维形状物，因此，现状是，在直至其完成需要较长的作业时间。特别是在使用铁、铜、铝或钛等金属粉末的情况下，其作业时间也达到数十小时。

然而，在这种三维层叠造型方法中，需要在波束照射前均匀地铺设粉末，但若在该铺设面存在凹凸，则有可能会导致造型物的品质不良。此外，由于在粉末铺设后照射波束的施工是热加工，因而也有可能在造型过程中产生大的变形。例如，若以从粉末的铺设面向上方突出的方式产生变形，则在下一个的周期中在铺设粉末时，在铺设面容易产生凹凸。此外，若在造型过程中残留从熔融的粉末的一部分产生的溅射，则成为异物，有可能导致成为裂纹的发生原因的熔合不良、造型物的氧浓度增加等品质不良。

这样，有时在造型过程中会发生导致品质不良的异常，但现状是这样的异常发生不得不专门依赖于目视确认。如上所述，由于造型作业花费长时间，因而在整个行程中进行目视确认是不现实的，希望开发出新的技术。以往，在一系列的造型工序完成之后，对完成的造型物实施非破坏检查，从而进行是否品质不良的判定。然而，在这样的方法中，在造型工序完成后的检查中发现了异常的情况下，不得不将该造型物作为不合格品废弃处理，至此所花费的长的作业时间变得无用。这导致返工、无用的工时的增加，成为妨碍生产率的提高的主要原因之一。

本发明的至少一个实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够早期且准确地检测在造型过程中发生的各种异常的三维层叠造型装置的施工异常检测系统、具备该系统的三维层叠造型装置、以及三维层叠造型装置的施工异常检测方法。此外，本发明的目的在于，提供一种通过利用该施工异常检测方法而具有良好品质的三维层叠造型物的制造方法、以及通过该制造方法制造的三维层叠造型物。

用于解决课题的手段

(1)本发明的至少一个实施方式所涉及的三维层叠造型装置的施工异常检测系统为了解决上述课题而使用，是向粉末床照射波束来进行层叠造型的三维层叠造型装置的施工异常检测系统，具备：形状测定传感器，用于测定所述粉末床的表面形状；以及铺设异常判定部，构成为，基于所述形状测定传感器的检测结果，在满足所述粉末床的相对于基准位置的平均高度从第一规定范围脱离的第一条件、以及所述粉末床的高度的偏差从第二规定范围脱离的第二条件中的至少一者的情况下，判定为发生了所述粉末床的铺设异常。