[发明专利]三维层叠造形装置、三维层叠造形方法及三维层叠造形物

说明书

在三维层叠造形装置中，通过向在基板上铺设粉末而形成的粉床照射射束，从而选择性地固化粉床。该三维层叠造形装置构成为，通过传感器检测粉床的表面或造形面的形状或温度，并基于该检测结果，在下一层的造形完成之前对粉末铺设的不良或射束照射的不良进行修正。

技术领域

本公开涉及通过向已铺设的粉末照射光束、电子束等射束来进行层叠造形以制造三维形状物的三维层叠造形装置、由该装置实施的三维层叠造形方法、以及通过该三维层叠造形方法所能够制造的三维层叠造形物。

背景技术

已知通过向层状铺设的粉末照射光束、电子束等射束来进行层叠造形以制造三维形状物的三维层叠造形技术。在专利文献1中公开了这种技术的一例，其记载了如下内容：向由粉末形成的粉末层照射光束而形成烧结层并重复该过程，从而多个烧结层一体地层叠而制造出三维形状物。

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这样的三维层叠造形方法中，通过反复层叠层状的烧结层而形成大的三维形状物，因此到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，实情是其作业时间有时会长达几十小时。

另外，在这种在三维层叠造形方法中，以往不存在在造形作业正进行之中检查造形缺陷的技术，因此在一系列造形作业完成后实施残次品检查来进行品质评价。因此，在通过造形作业后的检查发现了造形缺陷等异常的情况下，该三维形状物不得不作为残次品被废弃处置，白白浪费其所花费的长作业时间。这会妨碍三维层叠造形法中的生产性提高。

本发明的至少一实施方式是鉴于上述情况提到的，其目的在于提供一种能够早期检测在造形作业中产生的各种异常并实时实施修正作业以避免造形失败、实现良好的生产效率的三维层叠造形装置、由该装置实施的三维层叠造形方法、以及通过该三维层叠造形方法所能够制造的三维层叠造形物。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一实施方式的三维层叠造形装置为了解决上述课题而构成为，具备：基板；粉末铺设单元，其用于在所述基板上铺设粉末以形成粉床；射束照射单元，其用于以选择性地固化所述粉床的方式向所述粉床照射射束；以及至少一个传感器，其用于计测所述粉床上的凹凸、通过向所述粉床照射所述射束而形成的造形面上的凹凸或温度、或者所述射束照射中的所述粉床的温度，所述三维层叠造形装置构成为，在下一层的造形完成之前，基于所述至少一个传感器的检测结果，对已实施的由所述粉末铺设单元进行的所述粉末的铺设的不良、或已实施的由所述射束照射单元进行的所述射束的照射的不良进行修正。

根据上述(1)的构成，通过使用传感器的测定来监视：i)粉床上的凹凸、ii)通过向粉床照射射束而形成的造形面上的凹凸或温度、或者iii)射束照射中的粉床的温度。其结果是，在通过传感器获得异常或作为异常征兆的测定结果的情况下，在下一层的造形完成之前，对已实施的由粉末铺设单元实施进行的粉末的铺设的不良、或已实施的由射束照射单元进行的射束的照射的不良进行修正。由此，能够早期检测在造形作业中产生的各种异常并实时实施修正作业以避免造形失败。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的构成的基础上，所述至少一个传感器包括用于检测所述粉床上的凹凸的第一形状测定传感器，所述粉末铺设单元构成为，在由所述第一形状测定传感器检测出的所述凹凸的大小为容许范围以外时，在向所述粉床照射所述射束之前，再次铺设所述粉末以使得所述粉床的所述凹凸变小。

根据上述(2)的构成，通过第一形状测定传感器来监视异常或作为异常征兆的粉床上的凹凸。并且，在通过第一形状测定传感器检测到具有容许范围以外的大小的凹凸的情况下，在向粉床照射射束之前，再次铺设粉末以减小凹凸。由此，能够早期防止随着造形作业的进行而凹凸变为严重异常。