三维形成装置以及三维形成方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及三维形成装置以及三维形成方法。
【背景技术】
[0002]以往，作为利用金属材料等简单形成三维形状的制造方法已经在专利文献I中被公开。在专利文献I中公开了如下方法，作为形成金属与陶瓷的复合造形体的方法，在使陶瓷微粉体形成带状的陶瓷带上重叠使金属微粉体形成带状的金属带，从其上照射激光，以便形成复合造形体的横截面形状，溶融金属带，使陶瓷分散在金属中，从而形成复合造形体。
[0003]而且，还公开由专利文献2中示出的方法。在专利文献2中公开的三维形状造形物的制造方法是，使在原料中具有金属粉末、溶剂、粘接增进剂的金属浆料形成层状的材料层并使用。而且，在层状的材料层上照射光束，形成金属烧结层或金属溶融层，通过反复进行材料层的形成和光束的照射，从而层叠烧结层或溶融层，获得期望的三维造形物。
[0004]但是，在形成在专利文献I以及专利文献2中示出的复合造形体以及三维形状造形物的方法中，使激光照射在造形区域，使原材料的一部分烧结或溶融，然而，施加于造形区域的热也传递到造形区域以外，尤其是造形区域的边界近旁的未烧结或未溶融的原材料，在造形区域的边缘部残留着不需要的烧结或溶融部分，因此，存在着难以准确获得希望的形状的可能性。
[0005]因此，其目的是，获得能够将热能只照射到希望的形状区域的装置、其方法，并由此获得具有准确的形状的三维形状造形物。
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:特开2002-97532号公报
[0008]专利文献2:特开2008-184622号公报。
【发明内容】
[0009]本发明用于解决上述问题的至少一部分，能够作为以下方式或适用例而实现。
[0010](适用例I)本实施例的三维形成装置包括:材料供给机构，把使金属粉末和粘合剂混揉(knead)而得的被烧结材料形成片状后的生片(green sheet)放置于载物台；第一加热机构，供给使上述生片的一部分蒸散(transpire)的第一能量；第二加热机构，供给使上述生片的一部分能够烧结的第二能量；以及驱动机构，使上述第一加热机构以及第二加热机构相对于上述载物台能够相对的进行三维移动，三维形成装置以围住通过上述材料供给机构向上述载物台上供给的上述生片的通过上述第二加热机构供给的第二能量而被烧结的烧结区域的方式，从上述第一加热机构向上述上述生片供给上述第一能量。
[0011]根据本实施例的三维形成装置，通过第一能量以围住成为三维形状造形物的一部分的被烧结的烧结区域的方式蒸散并去除生片，由此能够形状准确的烧结区域。因此，能够形成准确的三维形状造形物。
[0012]而且，在本适用例中，所谓的“能够烧结”中的烧结是指，向供给材料供给能量，由此通过供给能量蒸散构成供给材料的粘结剂，然后，残留的金属粉末彼此通过供给能量进行金属结合。而且，在本说明书中，作为烧结，说明了金属粉末溶融结合的形态也是通过供给能量使金属粉末结合。
[0013](适用例2)在上述适用例中，其特征在于，上述第一能量的输出和上述第二能量的输出不同。
[0014]根据上述适用例，能够容易地控制并供给作为原料的生片的蒸散、烧结各自所希望的能量。
[0015](适用例3)在上述适用例中，其特征在于，上述第一加热机构以及上述第二加热机构为激光照射机构。
[0016]根据上述适用例，能够照射朝向准确的位置的能量，能够获得准确的三维形状造形物。而且，能够容易控制能量的输出。
[0017](适用例4)本适用例的三维形成方法包括:材料供给步骤，供给把使金属粉末和粘合剂混揉而得的被烧结材料形成片状后的生片；单层形成步骤，包括部分除去步骤以及烧结步骤，在部分除去步骤中，向上述生片照射第一能量，蒸散除去上述生片的一部分而形成除去部，在上述烧结步骤中，向上述生片照射第二能量，使上述生片的一部分烧结而烧结形成部；层叠步骤，将通过上述单层形成步骤形成的上述单层作为第一单层，层叠于上述第一单层进行，通过上述单层形成步骤形成上述单层作为第二单层；未烧结部除去步骤，从以规定次数重复上述层叠步骤、上述烧结形成部层叠后的包括三维形状造形物的层叠体除去未烧结部。
[0018]根据本适用例的三维形成方法，为了防止在烧结步骤中的第二能量的照射导致无意图的部分的烧结，预先通过第一能量使生片的一部分蒸散，从而形成除去部，由此能够形成准确的烧结区域。因此，能够形成准确的三维形状造形物。
[0019]而且，留下未烧结部，使生片层叠，进行单层形成步骤，从而，下层的生片能够防止单层形成中的朝向重力方向的生片的变形，获得准确的三维形状造形物。
[0020](适用例5)在上述适用例中，其特征在于，上述部分除去步骤以围着由上述烧结步骤形成的上述烧结形成部的形成区域的方式形成除去部。
[0021]根据上述适用例，通过从烧结步骤中的烧结形成部的周围除去生片的材料，能够获得准确的形状的三维形状造形物。
[0022](适用例6)在上述适用例中，其特征在于，上述第一能量以及第二能量为激光，上述第一能量以及第二能量的激光输出或激光波长不同。
[0023]根据上述适用例，能够照射朝向准确的位置激光，能够获得准确的三维形状造形物。而且，通过激光照射机构能够容易地控制作为原料的生片的蒸散、烧结各自希望的能量，能够获得高品质的三维形状造形物。
[0024](适用例7)在上述适用例中，其特征在于，上述部分除去步骤包括用于形成分割部的分割部形成步骤，其中，分割部将在上述未烧结部除去步骤中除去的上述未烧结部分割为多个。
[0025]根据上述适用例，由分割部分割被除去粉碎的未烧结部，由此，能够容易地除去未烧结部。
[0026](适用例8)在本适用例涉及的三维形成装置中，作为把使混揉金属粉末和粘结剂而得的被烧结材料形成片状后的生片放置于载物台上的材料供给机构的材料供给装置包括:薄片保持部，保持被放置于供给台上的上述生片；以及供给驱动部，使上述薄片保持部相对于上述供给台进行相对移动，作为第一加热机构以及第二加热机构的烧结装置包括基台、相对于上述基台能够相对的进行三维移动的载物台以及对移送、层叠到上述载物台上的生片进行加热的加热装置，其中，上述第一加热机构供给使上述生片的一部分蒸散的第一能量，上述第二加热机构供给能够烧结上述生片的一部分的第二能量，三维形成装置以便住通过上述材料供给机构供给到上述载物台的上述生片的通过由上述第二加热机构供给的上述第二能量而被烧结的烧结区域的方式，从上述第一加热机构向上述生片供给第一會ti。
[0027]根据本适用例的三维形成装置，以通过第一能量围住作为三维形状造形物的一部分的被烧结的烧结区域的方式蒸散并除去生片，由此，能够形成准确的烧结区域。因此，能够形成准确的三维形状造形物。
[0028](适用例9)在上述适用例中，上述烧结装置包括激光振荡器、使上述激光振荡器的激光照射到规定的位置的检流装置以及对于上述生片控制上述激光的输出能量的多个激光控制器，上述检流装置包括用于反射上述激光的检流镜以及驱动上述检流镜并使上述激光振荡器发出的激光反射到规定的方向的镜驱动部。
[0029]根据上述适用例，能够对生片进行高效率地加热，减少供给能量的损失以及加热时间。
[0030](适用例10)本适用例涉及的三维形成装置包括控制单元作为控制载物台、激光振荡器、检流装置、激光控制器以及材料供给装置的控制机构。
[0031]根据本适用例的三维形成装置，根据由个人计算机等数据输出装置输出的三维形状造形物的造形用数据，能够控制载物台、激光振荡器、检流装置、激光控制器以及材料供给装置，能够获得高精度完成品的三维形状造形物。
[0032](适用例11)在上述适用例中，其特征在于，在上述控制单元中包括使载物台的驱动控制部、激光振荡器的驱动控制部、检流装置的驱动控制部、激光控制器的驱动控制部以及材料供给装置的驱动控制部联动动作的控制部。
[0033]根据上述适用例，由于载物台的驱动控制部、激光振荡器的驱动控制部、检流装置的驱动控制部、激光控制器的驱动控制部以及材料供给装置的驱动控制部联动动作，因此，在复杂形状的形成中，能够高效率地形成三维形成造形物。
【附图说明】
[0034]图1是示出第一实施方式涉及的三维形成装置的构成的概略构成图。
[0035]图2 的(a-Ι)、图 2 的(a_2)、图 2 的(b_l)、图 2 的(b_2)、图 2 的(c_l)、图 2 的(c-2)是示出第一实施方式涉及的三维形成装置的动作概要的概略图，图