專利名稱：三維形狀造型物的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由光束對粉末材料進行燒結(jié)硬化而制造三維形狀造型物的三維形狀造型物制造方法，尤其涉及能夠適用于將由激光束燒結(jié)的金屬粉末的燒結(jié)層進行多層疊層而實現(xiàn)一體化制造的鑄模的制造方法。
背景技術(shù)：
作為光造型法，已知的有三維形狀造型物的制造方法。專利第2620353號(專利文獻1)等中所給出的制造方法，是對無機物或有機物粉末材料的層的規(guī)定處照射光束，使該處的粉末燒結(jié)(熔化黏附)，形成燒結(jié)層，并在該燒結(jié)層上覆蓋新的粉末層，然后對該粉末層的規(guī)定處照射光束，將該處的粉末燒結(jié)，這樣形成與下層的燒結(jié)層成為一體的新的燒結(jié)層，重復(fù)上述步驟，制作將多層燒結(jié)層一體化的粉末燒結(jié)部件(三維形狀造型物)，以將作為三維形狀造型物的數(shù)據(jù)(CAD數(shù)據(jù))的模型切片生成所希望厚度的各層截面形狀的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)并照射光束，在不使用機械加工中心等裝置的情況下能夠制造任意形狀的三維形狀造型物，此外，與切削加工等方法相比，能夠迅速得到所希望形狀的造型物。
此時考慮到造型時間與由內(nèi)部應(yīng)力所引起的彎曲變形與破裂等問題，不是用相同的燒結(jié)條件使造型物整體達到相同的密度，而是希望僅對必要的部分施以高燒結(jié)條件而得到高密度的燒結(jié)層，而在其它部分則以低的燒結(jié)條件得到低密度的燒結(jié)層的造型。例如在欲制作的造型物為注射成形模具的情況下，與成形為成形品的表面及配置冷卻水管的部分需要高密度，而其它部分則需要低密度。
然而，在高燒結(jié)條件下所形成的高密度燒結(jié)層，由于粉末幾乎是在完全熔融后固化，所以完成后表面非常光滑，并且在對配置冷卻水管進行造型的情況下不會漏水，但相對于覆蓋薄層粉末的粉末層的密度為50～60％，上述高密度燒結(jié)層的密度幾乎為100％，所以如圖16所示，當(dāng)對于以厚度為t0形成的粉末層10以高燒結(jié)條件的光束L進行照射而形成高密度燒結(jié)層11H時，該高密度燒結(jié)層11H的表面比粉末層的表面僅低δ。
而且，如圖17所示，在形成的粉末層10的厚度是由工作臺20下降一定量所決定的情況下，在高密度燒結(jié)層11H上形成的粉末層的厚度會比設(shè)計值僅厚出δ的部分，進而當(dāng)將該粉末層10在高燒結(jié)條件下燒結(jié)、成為高密度燒結(jié)層11H時，高密度燒結(jié)層11H的表面會比粉末層10的表面僅低一個臺階差δa(δa＞δ)。
然后進一步形成粉末層10，在下一次低燒結(jié)條件下形成低密度燒結(jié)層11L時，如圖18所示，此時粉末層10的厚度會比設(shè)計值t僅厚出上述臺階δa。
這里，由于在低密度燒結(jié)條件下照射的光束L，是以厚度為t的粉末層10為前提而決定的條件，所以對于其厚度比設(shè)計值t厚了臺階差δa的粉末層10，容易發(fā)生其下層不能燒結(jié)、或即使能夠燒結(jié)、但只能得到與位于下層的高密度燒結(jié)層11H的結(jié)合力(黏附力)變?nèi)?、而容易發(fā)生剝離的低密度的燒結(jié)層11L。
專利文獻1特許第2620353號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種三維形狀造型物的制造方法，能夠提高由高密度燒結(jié)層向低密度燒結(jié)層過渡部分的結(jié)合力。
本發(fā)明，對粉末材料層的規(guī)定的地方照射光束，將該處的粉末燒結(jié)，形成燒結(jié)層，并在該燒結(jié)層上覆蓋新的粉末材料層，對規(guī)定的地方照射光束，通過將該處粉末的燒結(jié)而形成與下層的燒結(jié)層成為一體的新的燒結(jié)層，重復(fù)上述動作，使多層燒結(jié)層疊層一體化，制造三維形狀造型物，在該制造過程中，能夠有選擇地以高燒結(jié)條件形成高密度燒結(jié)層和以低燒結(jié)條件形成低密度燒結(jié)層，同時，在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，第一特征為，在高密度燒結(jié)層上形成以兩條件的中間燒結(jié)條件照射光束的中密度燒結(jié)層，在該中密度燒結(jié)層上形成低密度燒結(jié)層。通過在高密度燒結(jié)層與低密度燒結(jié)層之間的中密度燒結(jié)層的存在，可防止結(jié)合力的下降，同時控制作為低密度燒結(jié)層的粉末層的厚度不會過厚。
此時，可以形成多層中密度燒結(jié)層，同時，使這些中密度燒結(jié)層的燒結(jié)條件逐漸向低密度燒結(jié)層的燒結(jié)條件接近，使上層的中密度燒結(jié)層的密度降低，以緩和高密度燒結(jié)層與低密度燒結(jié)層之間的特性差，或者是根據(jù)粉末層的厚度決定中密度燒結(jié)層的燒結(jié)條件，在適當(dāng)?shù)臒Y(jié)條件下形成中密度燒結(jié)層。
而且，本發(fā)明的第二特征在于，在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，在最上層的高密度燒結(jié)層上設(shè)置比規(guī)定值小的粉末層，在低燒結(jié)條件下燒結(jié)該粉末層，形成低密度燒結(jié)層?？刂谱鳛榈兔芏葻Y(jié)層的粉末層的厚度不會過厚。即使形成的高密度燒結(jié)層的厚度在設(shè)計值以下，由于可形成與燒結(jié)條件相應(yīng)的厚度的粉末層并形成低密度燒結(jié)層，所以不會形成黏附性差的低密度燒結(jié)層。
另外，本發(fā)明的第三特征在于，在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，在最上層的高密度燒結(jié)層上設(shè)置厚度比規(guī)定值小的粉末層，在高燒結(jié)條件下燒結(jié)，形成剩余高密度燒結(jié)層，接著在剩余高密度燒結(jié)層上形成低密度燒結(jié)層。即使是形成設(shè)計值以下厚度的高密度燒結(jié)層，也可以通過追加的剩余高密度燒結(jié)層而消除臺階差，然后再形成低密度燒結(jié)層，因此可控制作為低密度燒結(jié)層的粉末層的厚度不會過厚，從而不形成黏附性差的低密度燒結(jié)層。
也可以在最上層的高密度燒結(jié)層上設(shè)置厚度比規(guī)定值小的粉末層，這時，以決定裝載有至此為止所形成的造型物的工作臺的粉末層厚度的下降量作為零而形成下一個粉末層，能夠減低工作臺下降所需要的時間。
另外，在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，基于至此為止所形成的造型物高度的測量結(jié)果來決定下一個粉末層的厚度及該粉末層的燒結(jié)條件，或基于上次粉末層形成時使粉末層表面均勻平整的刀片的驅(qū)動負(fù)載的測定結(jié)果了；來決定下一個粉末層的厚度及該粉末層的燒結(jié)條件。能夠可靠防止成為低密度燒結(jié)層的粉末層的厚度不至于過厚。
另外，本發(fā)明的第四特征在于，在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，形成比設(shè)計值高的高密度燒結(jié)層，接著將高密度燒結(jié)層切削除去至設(shè)計值，其后形成低密度燒結(jié)層。通過追加高密度燒結(jié)層直至低密度燒結(jié)層本應(yīng)開始的高度，可使作為低密度燒結(jié)層的粉末層的厚度為原來的值，可以防止形成黏附性差的低密度燒結(jié)層。
在以上的本發(fā)明中，通過在高密度燒結(jié)層與低密度燒結(jié)層之間存在的中密度燒結(jié)層，或控制形成低密度燒結(jié)層的粉末層的厚度，或者形成剩余的高密度燒結(jié)層，使作為低密度燒結(jié)層的粉末層的厚度不至于過厚，所以可避免黏附性差的低密度燒結(jié)層的形成，防止其與高密度燒結(jié)層之間的剝離。


圖1是本發(fā)明的一實施例的說明圖。
圖2是其它例的說明圖。
圖3是其它一實施例的說明圖。
圖4是另一個其它實施例的說明圖。
圖5是別的實施例的說明圖。
圖6是表示其它實施例的一例，(a)、(b)分別是說明圖。
圖7是表示另一個其它實施例的一例，(a)、(b)、(c)分別是說明圖。
圖8是別的實施例一例的說明圖。
圖9是另一個別的實施例一例的說明圖。
圖10是其它例子的截面圖。
圖11是本發(fā)明實施例的動作說明圖。
圖12是圖11中所示制造裝置的動作方框圖。
圖13是圖11中所示制造裝置的概略立體圖。
圖14是關(guān)于由本發(fā)明制造的表面高密度部分的說明圖。
圖15(a)、(b)表示本發(fā)明中除去工序的截面圖。
圖16是歷來例的說明圖。
圖17是同上的其它說明圖。
圖18是同上的另一個其它說明圖。
圖中L-光束，11H-高密度燒結(jié)層。11L-低密度燒結(jié)層，11M-中密度燒結(jié)層，20-工作臺。
具體實施例方式
以下基于本發(fā)明實施例的一例進行詳細說明。作為由光造型制造三維形狀造型物的制造裝置，雖然可以使用任何形式的裝置，但在圖中所示的是使用如下裝置，在由造型桶罐25為外周所圍的空間內(nèi)配置可上下移動的工作臺20，在桶罐25內(nèi)的工作臺20上，由滑動刀片將供給的無機物或有機物的粉末材料壓平整，形成規(guī)定厚度的粉末層10，并通過掃描光學(xué)系統(tǒng)對上述粉末層的規(guī)定位置照射光束(激光)L，從而形成燒結(jié)層11。
另外，作為輸出上述光束L的光束輸出裝置，使用的是能夠改變光束L的掃描節(jié)距與掃描速度的裝置。能夠由縮小掃描節(jié)距與減慢掃描速度的高燒結(jié)條件而形成高密度燒結(jié)層11H，或由加大掃描節(jié)距與加快掃描速度的低燒結(jié)條件而形成低密度燒結(jié)層11L，而且，還可以通過改變光束輸出裝置的輸出自身而進行改變上述條件。
具體地，圖13是表示本發(fā)明中的三維形狀造型物的制造裝置，設(shè)置有將供給到在以圓筒為外周所圍的空間內(nèi)上下升降的升降臺20上的無機物或有機物粉末材料、用滑動刀片21壓平整而形成規(guī)定厚度Δt1的粉末層10的粉末層形成裝置2，和通過電流鏡31等掃描光學(xué)系統(tǒng)將激光發(fā)振器30所輸出的激光照射到上述粉末層10上、使粉末燒結(jié)而形成燒結(jié)層11的燒結(jié)層形成裝置3，以及在上述粉末層形成裝置2的基座部上、通過XY驅(qū)動機構(gòu)(從高速化出發(fā)，希望是直動線性馬達驅(qū)動的機構(gòu))40設(shè)置銑削頭41而形成的去除裝置4。
在這種裝置中的三維形狀造型物的制造，如圖11所示，由調(diào)節(jié)燒結(jié)層形成裝置與燒結(jié)層的相對距離的調(diào)整裝置，向某處的工作臺20上面的造型物用基底22表面上供給無機物或有機物的粉末材料并用刀片21壓平整而形成第一層粉末層10，對該粉末層10的欲硬化處照射光束(激光)L以使粉末層燒結(jié)，形成與基底22成為一體的燒結(jié)層11。
其后，升降工作臺20少許下降，再次供給無機物或有機物的粉末材料，并由刀片21壓平整而形成第二層的粉末層10，對該粉末層10的欲硬化處照射光束(激光)L以使粉末層燒結(jié)，形成與下層的燒結(jié)層11成為一體的燒結(jié)層11。
重復(fù)進行下降升降工作臺20形成新的粉末層10并對所需要的地方照射光束而形成燒結(jié)層11的工序，就可以制造作出為目的的三維形狀造型物。例如，作為粉末材料最好是平均粒徑為20μm的球形鐵粉，作為光束優(yōu)選CO2激光，作為粉末層的厚度優(yōu)選Δt1為0.05mm。
光束的照射路徑是由預(yù)先的CAD數(shù)據(jù)所作成，也就是說，與歷來的工藝相同，使用了將由三維CAD模型所生成的STL數(shù)據(jù)以等節(jié)距(這里為0.05mm)切片的各截面的輪廓形狀數(shù)據(jù)。此時，希望能夠照射光束，以便至少將三維形狀造型物的最表面燒結(jié)為高密度(孔隙度小于5％)。即使是由去除裝置進行后述的表面去除，但只要露出的部分為多孔，去除加工后的表面也是多孔狀態(tài)，因此，如圖14所示，將預(yù)備形狀模型數(shù)據(jù)分為表層部分S與內(nèi)部N，對于內(nèi)部N以成為多孔體的燒結(jié)條件、對于表層部S則以幾乎使粉末熔融成為高密度的條件照射光束，圖15(a)中的12是表示高密度部分，而圖中的16則是由上述黏附粉末形成的低密度表面層。
這樣，重復(fù)形成上述粉末層10并照射光束形成燒結(jié)層11的工序，但例如當(dāng)燒結(jié)層11的全厚度達到由銑削頭41的工具長度等所要求的值時，使去除裝置4動作，對至此為止造型的造型物的表面進行切削。例如，銑削頭41的工具(圓頭銑刀)的直徑為1mm，有效刃長為3mm，能夠進行深3mm的切削加工，如果粉末層的厚度Δt1為0.05mm，則在形成60層的燒結(jié)層11時，使去除裝置4動作。
如圖15所示，通過該去除裝置4的切削加工，在將由黏附在造型物表面的粉末所形成的低密度表面層16去除的同時，通過切削到高密度部12，使造型物表面完全露出高密度部12。因此，燒結(jié)層11比所希望的形狀M要稍大。
該去除裝置4的切削加工路徑與光束照射路徑相同，預(yù)先由三維CAD數(shù)據(jù)作成。此時，雖然是適用于等高線加工而決定的加工路徑，但在Z方向上的節(jié)距卻沒有必要拘泥于燒結(jié)時的疊層節(jié)距，在緩慢傾斜的情況下，通過在Z方向上的節(jié)距的細化內(nèi)插，而得到光滑的表面，在以直徑1mm的圓頭銑刀進行切削加工的情況下，希望切入量為0.1～0.5mm，進刀速度為5～50mm/min，工具旋轉(zhuǎn)速度為20000～100000rpm。
現(xiàn)在，如圖1所示，在工作臺20上以高燒結(jié)條件(例如激光輸出為200W，掃描節(jié)距為0.2mm，掃描速度為50mm/sec)形成兩層高密度燒結(jié)層11H、11H之后，以低燒結(jié)條件(例如激光輸出為200W，掃描節(jié)距為0.5mm，掃描速度為300mm/sec)形成低密度燒結(jié)層11L之前，以兩條件之間的燒結(jié)條件(例如激光輸出為200W，掃描節(jié)距為0.3mm，掃描速度為100mm/sec)照射光束L，形成中密度燒結(jié)層11M，其后，再形成低密度燒結(jié)層11L。即使是由為了形成低密度燒結(jié)層11L的低燒結(jié)條件的光束L不能充分加熱的厚度的粉末層10，由于能夠由中燒結(jié)條件的光束L進行充分的加熱，所以也不會產(chǎn)生與高密度燒結(jié)層11H之間的剝離。
此時，如圖2所示，在形成多層的中密度燒結(jié)層11Ma、11Mb、11Mc的同時，可將這些中密度燒結(jié)層11Ma、11Mb、11Mc的燒結(jié)條件逐漸向低密度燒結(jié)層11L的燒結(jié)條件接近。例如，若與高密度燒結(jié)層11H相接的中密度燒結(jié)層11Ma的燒結(jié)條件為激光輸出200W、掃描節(jié)距0.3mm、掃描速度100mm/sec；中密度燒結(jié)層11Mb的燒結(jié)條件為激光輸出200W、掃描節(jié)距0.35mm、掃描速度150mm/sec；與低密度燒結(jié)層11L相接的中密度燒結(jié)層11Mc的燒結(jié)條件為激光輸出200W、掃描節(jié)距0.4mm、掃描速度200mm/sec。
另外，如圖3所示，在高密度燒結(jié)層11H形成之后，通過使用高度測定用探測器P等對粉末層10的表面與高密度燒結(jié)層11H的表面之間的高度差δa進行的測定，而求出下一個粉末層10的厚度(t+δa)，可以以與該(t+δa)值相對應(yīng)的中燒結(jié)條件形成中密度燒結(jié)層11M。而且，與厚度(t+δa)的值相對應(yīng)的中燒結(jié)條件，是由實驗結(jié)果等預(yù)先決定的。
圖4所表示的是另一個例子。在高密度燒結(jié)層11H之后形成低密度燒結(jié)層11L之前，通常是使工作臺20只下降所定的量t，但在這里通過使下降量比所定的量t小(包括下降量為零)，使下一個粉末層10的厚度不至于過厚，在這種狀態(tài)下，以低燒結(jié)條件進行形成低密度燒結(jié)層11L。
此外，如圖5所示，為了消除粉末層10的表面與高密度燒結(jié)層11H的上面之間的高度為δa的臺階差，在高密度燒結(jié)層11H的燒結(jié)結(jié)束后，不使工作臺20下降(或使工作臺20的下降量比設(shè)計值t小)，進行供給粉末，在上述臺階差的部分填充粉末，通過在這種狀態(tài)下形成以高燒結(jié)條件的高密度燒結(jié)層11H′來降低臺階差，之后，再進行低燒結(jié)條件下的低密度燒結(jié)層11L的制作。而且，在上述臺階差大的情況下，也可以用與上述相同的順序形成多層上述高密度燒結(jié)層11H′。在這種情況下，在疊層厚度逐漸變薄的高密度燒結(jié)層11H′之后，形成低密度燒結(jié)層11L。圖中21是滑動刀片。
另外，在使用上述高度測定用探測器P等對圖6(a)中所表示的粉末層10的表面與高密度燒結(jié)層11H的表面之間高度差δa的值進行測定的情況下，也可以根據(jù)該測定結(jié)果決定在上述高密度燒結(jié)層11H′形成之后進行低密度燒結(jié)層11L的形成，或者是不形成高密度燒結(jié)層11H′而形成低密度燒結(jié)層11L。在差δa大的情況下，如圖6(b)所示，通過不使工作臺20下降而供給粉末，形成上述高密度燒結(jié)層11H′來縮小差δa，在差δa當(dāng)初就小的情況下，可使工作臺20下降而供給粉末，形成低密度燒結(jié)層11L。
如圖7所示，上述高度差δa的檢測，可以通過對驅(qū)動刀片21使粉末均勻平整時所必要的刀片21的驅(qū)動力(加在刀片21上的負(fù)載)F進行測定來代替。在負(fù)載F小的情況下，由于刀片21與高密度燒結(jié)層11H之間的間隔大(圖7(a))，所以在下一層不使工作臺20下降而供給粉末，在負(fù)載F大的情況下，由于刀片21與高密度燒結(jié)層11H之間的間隔小(圖7(b))，所以在下一層使工作臺20下降再供給粉末。
并且，加在刀片21上的負(fù)載大時，流過追從移動指令的驅(qū)動用馬達的電流也大，反之，負(fù)載小時，則與只驅(qū)動刀片21的電流極為接近。這里，在刀片21通過上次燒結(jié)的面上的情況下，通常由于上述面的凹凸，受到阻力而成為負(fù)載，如果刀片21從上述面離開，則不受上述阻力。所以如圖7(c)所示，監(jiān)視始動電流流過后等速移動中的電流值，根據(jù)該電流值比從預(yù)先實驗結(jié)果等所決定的閾值大還是小，來決定工作臺20是否下降。
另外，如圖8所示，在從高密度燒結(jié)層11H向低密度燒結(jié)層11L切換時，也可以無條件地將工作臺20的下降量變更為比設(shè)計值t(例如50μm)小的值ts(例如20μm)，在該狀態(tài)下形成粉末層10并形成以低燒結(jié)條件燒結(jié)的低密度燒結(jié)層11L。
圖9是表示另一個其它的例子。這是在高密度燒結(jié)層11H的高燒結(jié)條件向低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，形成多余的高密度燒結(jié)層11H，使高密度燒結(jié)層11H的高度比設(shè)計值高，接著再將高密度燒結(jié)層11H的上面切削除去至設(shè)計值，其后，形成低密度燒結(jié)層11L。
在以上的各例中，雖然圖示的是僅采用高燒結(jié)條件、或低燒結(jié)條件、或中燒結(jié)條件中的一個對一個燒結(jié)層進行燒結(jié)，但本發(fā)明也能夠適用于在一個燒結(jié)層中是高密度燒結(jié)部與低密度燒結(jié)部混合存在的情況。也就是說，如圖10所示，即使是對于在某一燒結(jié)層中的高密度燒結(jié)部H上設(shè)置有其它燒結(jié)層的低密度燒結(jié)部L的部分，也同樣能夠適用。圖中M為中密度燒結(jié)部。
而且，作為無機物的粉末材料，特開2001-152204中所出示的鐵粉，具體地講，是由50wt％以上的鐵粉、與從鎳、鎳基合金、銅、及銅基合金構(gòu)成的組中所選擇的一種以上的、由有色金屬粉末所組成的粉末材料，更具體地講，希望是由鉻鉬鋼70～90wt％、磷銅或錳銅5～30wt％、鎳0～10wt％所組成的粉末材料，平均粒徑為0.1～200μm，希望為1～100μm，更希望為5～50μm。作為有機物的粉末材料，可以使用以尼龍、ABS等為主要成分的熱塑性樹脂。
權(quán)利要求
1.一種三維形狀造型物的制造方法，對粉末材料層的規(guī)定的地方照射第一強度的光束，將該處的粉末燒結(jié)，形成高密度燒結(jié)層，并在該燒結(jié)層上覆蓋新的粉末材料層，對規(guī)定的地方照射第二強度的光束，通過該處粉末的燒結(jié)而形成與下層的燒結(jié)層成為一體的新的燒結(jié)層，重復(fù)上述動作，使多層燒結(jié)層疊層一體化，制造三維形狀造型物，在該制造過程中，其特征在于能夠有選擇地以高燒結(jié)條件形成高密度燒結(jié)層和以低燒結(jié)條件形成低密度燒結(jié)層，同時，在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，為了使在上述高密度燒結(jié)層上形成的低密度燒結(jié)層的粉末層、不會燒結(jié)到與燒結(jié)條件相應(yīng)的厚度以上，a)將燒結(jié)為設(shè)計值以上厚度的高密度燒結(jié)層去除到規(guī)定的高度，在其高密度燒結(jié)層上形成設(shè)計值的粉末層，或b)在燒結(jié)為設(shè)計值以下厚度的高密度燒結(jié)層上追加形成規(guī)定厚度的高密度或中密度燒結(jié)層的中間介在層，在該中間介在層上形成設(shè)計值的粉末層，或c)在燒結(jié)為設(shè)計值以下厚度的高密度燒結(jié)層上形成與燒結(jié)條件相應(yīng)的粉末層，并形成低密度燒結(jié)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于上述中間介在層是中密度燒結(jié)層，在進行多層疊層時，將為得到這些中密度燒結(jié)層的燒結(jié)條件逐漸向為得到低密度燒結(jié)層的條件接近，使上層的中密度燒結(jié)層的密度降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于對應(yīng)于粉末層的厚度決定為得到上述中密度燒結(jié)層的燒結(jié)條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于在高密度燒結(jié)層的最上層，設(shè)置厚度比規(guī)定值小的粉末層，以低燒結(jié)條件對該粉末層進行燒結(jié)，形成低密度燒結(jié)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于在高密度燒結(jié)層的最上層設(shè)置厚度比規(guī)定值小的粉末層，在高燒結(jié)條件下對該粉末層進行燒結(jié)，形成高密度燒結(jié)層，接著在高密度燒結(jié)層上形成低密度燒結(jié)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于當(dāng)在最上層的高密度燒結(jié)層上設(shè)置厚度比規(guī)定值小的粉末層時，將決定裝載至此為止所形成的造型物的工作臺的粉末層的厚度的下降量作為零而形成下一個粉末層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，基于至此為止所形成的造型物高度的測量結(jié)果來決定下一個粉末層的厚度及該粉末層的燒結(jié)條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于在從為得到高密度燒結(jié)層的高燒結(jié)條件向為得到低密度燒結(jié)層的低燒結(jié)條件過渡時，基于對在上次粉末層形成時使粉末層表面均勻的刀片的驅(qū)動負(fù)載的測定結(jié)果來決定下一個粉末層的厚度及該粉末層的燒結(jié)條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，使用鐵基粉末與從由鎳、鎳基合金、銅、及銅基合金構(gòu)成的組中所選擇的一種以上有色金屬粉末所組成的、平均粒徑為0.1～200μm的粉末材料，制造作為三維形狀造型物的模具。
全文摘要
一種三維形狀造型物的制造方法，其特征為，對粉末材料層的規(guī)定的地方照射第一強度的光束，將該處的粉末燒結(jié)，形成高密度燒結(jié)層，并在該燒結(jié)層上覆蓋新的粉末材料層，對規(guī)定的地方照射第二強度的光束，通過將該處粉末的燒結(jié)而形成與下層的燒結(jié)層成為一體的新的燒結(jié)層，重復(fù)上述動作，使多層燒結(jié)層疊層一體化，制造三維形狀造型物，這時，以在上述高密度燒結(jié)層上形成低密度燒結(jié)層的粉末層、不會燒結(jié)到與燒結(jié)條件相應(yīng)的厚度以上而形成密合性優(yōu)異的低密度燒結(jié)層。
文檔編號B22F3/105GK1496769SQ03159598
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者阿部諭, 不破勛, 垰山裕彥, 吉田德雄, 武南正孝, 上永修士, 士, 孝, 彥, 雄 申請人:松下電工株式會社