三维造型物的制造方法与流程

本发明涉及一种三维造型物的制造方法。

背景技术：

1、作为三维造型物的层叠造型方法，已知有各种方式。例如，实施粉末床熔融结合的层叠造型装置在造型区域形成包含材料粉体的材料层，通过扫描激光或电子束并照射至材料层的规定位置而使材料层烧结或熔融从而形成固化层。而且，通过反复形成材料层及固化层而层叠固化层，制造出所期望的三维造型物。

2、激光或电子束例如是沿着所谓的光栅扫描线扫描，所述光栅扫描线为在材料层的照射区域内呈直线状并列配置的扫描图案。此处，有时以规定的分割宽度对照射区域进行分割，针对每一分割区域进行光栅扫描。在对每一分割区域进行光栅扫描的情况下，各分割区域中的光栅扫描线的长度基本上按照规定的分割宽度为相同长度，因此可在不改变照射条件的情况下以均匀的照射能量使材料层熔融固化。因此，溅射的飞散量变得更少，不易形成针孔或空隙。另外，依赖于规定的分割宽度的光栅扫描线的基准长度短至几厘米左右，因此即使以高速扫描激光或电子束，也可将热等对周围的不良影响最小。因此，可使所要求的休止时间比较短，可以高速进行凹凸差小且品质稳定的熔融固化。在专利文献1中公开了一种层叠造型装置，其通过对每一分割区域光栅扫描将光点形状设为细长形状的激光，能够均匀地对材料层进行加热以提高造型品质。

3、[现有技术文献]

4、[专利文献]

5、[专利文献1]日本专利6266040号公报

技术实现思路

1、[发明所要解决的问题]

2、在不对照射区域进行分割而进行光栅扫描的情况下，由于决定照射条件的光栅扫描线的基准长度长，因此各光栅扫描线的长度的差异对照射区域的边缘部分的形状差造成的影响相对小。另一方面，当针对每一分割区域进行光栅扫描时，各光栅扫描线设定为基本上具有与规定的分割宽度相同长度的直线。此时，在照射区域的端部不可避免地产生比分割宽度短的光栅扫描线，但与不对照射区域进行分割而进行光栅扫描的情况相比，光栅扫描线的基准长度明显短，基于包含照射能量的照射条件设定了光栅扫描线的基准长度，因此在基于比基准长度短的光栅扫描线的照射部位，通过照射形成的熔池(melt pool)的温度变得比较高。当随着固化层的层叠，基于短光栅扫描线的照射部位在铅垂方向上重叠时，由于每一层的固化层的变形多层的堆积而隆起逐渐变大，最终，导致形成材料层的材料层形成装置的刀片碰撞。

3、材料层形成装置在造型区域移动并供给材料粉体，同时通过刀片使材料粉体均匀化而形成材料层。因此，若材料层形成装置的刀片与隆起碰撞，则材料粉体的供给量发生变动，材料层变得不均匀，造型品质有可能降低。另外，根据隆起的大小，刀片在与隆起碰撞的状态下无法移动，只要不将隆起去除，则无法继续进行造型作业。

4、本发明是鉴于此种情况而成，其目的在于提供一种能够高品质地对三维造型物进行造型的三维造型物的制造方法。

5、[解决问题的技术手段]

6、通过本发明，提供以下发明。

7、[1]一种三维造型物的制造方法，是包含固化层形成工序的三维造型物的制造方法，所述固化层形成工序通过反复进行材料层形成工序及固化工序而将固化层层叠，所述材料层形成工序向造型区域供给材料粉体而形成材料层，所述固化工序通过对所述材料层的规定的照射区域照射激光或电子束而形成所述固化层，所述三维造型物的制造方法包括：造型条件设定工序，设定所述激光或所述电子束的照射条件及所述照射区域的分割宽度；照射区域决定工序，针对将所期望的三维形状按规定的每一高度分割而成的多个分割层的每一层决定所述照射区域；分割工序，沿着规定的分割方向以适合于所述照射条件的所述分割宽度对各所述分割层的所述照射区域进行分割而形成多个分割区域；以及扫描线设定工序，在所述分割区域内设定沿着规定的扫描方向的光栅扫描线，在所述固化工序中，所述激光或所述电子束沿着包含所述光栅扫描线的扫描路径扫描，在所述分割工序中，将使对象分割层中的所述照射区域的所述分割方向水平旋转了旋转角度θ后的方向设为所述对象分割层正上方的分割层中的所述照射区域的所述分割方向，所述旋转角度θ满足0°＜θ＜180°或-180°＜θ＜0°(其中符号表示旋转方向)。

8、[2]根据[1]所述的三维造型物的制造方法，其中，在所述扫描线设定工序中，所述扫描方向设定为与所述分割方向平行。

9、[3]根据[1]或[2]所述的三维造型物的制造方法，还包括长度判定工序，所述长度判定工序判定所述对象分割层上的所述扫描路径是否包含小于规定值的所述光栅扫描线，在所述分割工序中，当在所述长度判定工序中判定为所述对象分割层上的所述扫描路径包含小于所述规定值的所述光栅扫描线时，将使所述对象分割层中的所述照射区域的所述分割方向水平旋转了所述旋转角度θ后的方向设为所述对象分割层正上方的分割层中的所述照射区域的所述分割方向。

10、[4]根据[1]至[3]中任一项所述的三维造型物的制造方法，还包括旋转角度设定工序，所述旋转角度设定工序基于加工条件设定所述旋转角度θ，所述加工条件包含所述分割宽度、所述材料粉体的材质、所述照射区域的条件、所述照射条件中的至少一个。

11、[发明的效果]

12、在本发明的三维造型物的制造方法中，将使任意的对象材料层中的照射区域的分割方向水平旋转了规定的旋转角度θ(0°＜θ＜180°或-180°＜θ＜0°)后的方向设为对象材料层正上方的材料层中的照射区域的分割方向。通过分割方向的旋转，在铅垂方向上基于短的光栅扫描线的照射部位的重叠变小，能够抑制固化层的隆起的形成及造型品质的降低。

技术特征：

1.一种三维造型物的制造方法，是包含固化层形成工序的三维造型物的制造方法，所述固化层形成工序通过反复进行材料层形成工序及固化工序而将固化层层叠，所述材料层形成工序向造型区域供给材料粉体而形成材料层，所述固化工序通过对所述材料层的规定的照射区域照射激光或电子束而形成所述固化层，所述三维造型物的制造方法包括：

2.根据权利要求1所述的三维造型物的制造方法，其中，

3.根据权利要求1或2所述的三维造型物的制造方法，其中，还包括：

4.根据权利要求1或2所述的三维造型物的制造方法，其中，还包括：

技术总结
本发明提供一种能够高品质地对三维造型物进行造型的三维造型物的制造方法，包括：固化层形成工序，反复进行材料层形成工序及对材料层的照射区域照射激光等而形成固化层的固化工序从而层叠固化层；造型条件设定工序，设定照射条件及照射区域的分割宽度；照射区域决定工序，针对将三维形状分割而成的每一分割层决定照射区域；分割工序，沿着规定的分割方向以分割宽度对照射区域进行分割而形成分割区域；以及扫描线设定工序，在分割区域内设定光栅扫描线，在固化工序中，激光等沿着包含光栅扫描线的扫描路径扫描，在分割工序中，将使对象分割层中的照射区域的分割方向水平旋转后的方向设为正上方的分割层中的分割方向。

技术研发人员：网冈弘至
受保护的技术使用者：株式会社沙迪克
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25