[發明專利]疊層成形設備

有效

• 申請號: 200880000623.1
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101541511A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 阿部諭;東喜萬;吉田德雄;不破勲
• 申請（專利權）人: 松下電工株式會社
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/105;B22F3/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 田軍鋒;魏金霞

技術領域

本發明涉及一種疊層成形設備，用于通過照射光束以使粉末材料燒 結或熔融從而使其固化來制造三維疊層物體。

背景技術

已經提出了一種公知為選擇性粉末燒結疊層法的制造疊層物體的 方法。該方法包括以下步驟：形成無機粉末或有機粉末的粉末層；以及 將光束照射到粉末層的預期部分以燒結或熔融從而使其固化成硬化層， 重復進行這些步驟以制造在其中層疊并一體結合有多個硬化層的物體。 日本專利公報JP2002-115004A(專利文獻1)除公開上述步驟之外，在 重復進行的形成硬化層的硬化步驟之間還提供了打磨物體前體的表面 的步驟，以便以低成本對各種形狀的物體進行光面修整。

然而，上述現有技術在疊層物體的精度方面存在缺陷。也就是說， 如圖22所示，為了連續地形成薄粉末層，成形部包括成形臺61、用于 提升成形臺61的升降機構62、以及圍繞成形臺61的成形框架63。此 外，粉末供應部包括儲槽65、用于提升儲槽中的粉末材料的升降機構 66和升降臺、以及用于將粉末材料從儲槽的頂部供應到成形臺61上并 平整粉末材料的供料器刮片68。

通過這樣的配置，使成形臺61上的粉末層在要被固化成硬化層的 預定部分處燒結或熔融，通過將成形臺61降低一級以及將升降臺67提 升一級再隨后移動供料器刮片68而形成后續粉末層。然而，由于載有 物體的成形臺61被制成是可動的，因此，在照射光束以燒結或熔融從 而固化的過程中或采用銑床打磨的過程中，物體的前體很可能經歷微小 的位置波動，這使得難于精確地制造數量級為微米的物體。

另外，用于提升成形臺61和升降臺67的升降機構62和66必須設 置在成形臺61和升降臺67的下方。因此，成形部的總高度H是成形 臺61(以及升降臺67)升降范圍H1的兩倍以上，使得難于減小設備 的總高度。圖中，H2指示升降裝置62(66)的驅動范圍。

[專利文獻1]JP2002-115004

發明內容

[本發明要解決的技術問題]

針對以上缺點完成了本發明，并且本發明的問題是提供一種能夠制 造高精度的疊層物體且具有緊湊配置的疊層成形設備。

[解決問題的方法]

根據本發明的疊層成形設備第一方面的特征在于包括：粉末層制備裝 置，其構造成制備無機或有機粉末材料的粉末層；以及光學單元，其構造 成將光束照射到所述粉末層的預期部分以燒結或熔融而使所述部分固化 成硬化層，使得所述粉末層的制備和所述硬化層的形成重復進行以制造層 疊并一體結合有多個所述硬化層的三維物體。所述設備還包括：固定的基 座，所述粉末層和所述硬化層承載在所述固定的基座上；升降架，其構造 成圍繞所述固定的基座的外周并能夠相對于所述固定的基座豎直運動，從 而在所述基座上方限定出由所述升降架的內表面所圍繞的空間以制備所 述粉末層；以及升降驅動裝置，其驅動所述升降架豎直運動。根據本發明 的疊層成形設備第二方面的特征在于包括：粉末層制備裝置，其構造成制 備無機或有機粉末的粉末層；光學單元，其構造成將光束照射到所述粉末 層的預期部分以燒結或熔融而使所述部分固化成硬化層，使得所述粉末層 的制備和所述硬化層的形成反復進行以制造層疊并一體結合有多個所述 硬化層的三維物體；以及銑削單元，其設置成打磨正在制造的所述三維物 體的前體的表面，其中，所述設備還包括：固定的基座，所述粉末層和所 述硬化層承載在所述固定的基座上；升降架，其構造成圍繞所述固定的 基座的外周并能夠相對于所述固定的基座豎直運動，從而在所述基座上 方限定出由所述升降架的內表面所圍繞的空間以制備所述粉末層；以及 升降驅動裝置，其驅動所述升降架豎直運動。所述銑削單元為數控機器 的形式，其具有至少能夠相對于三條軸線進行控制并固定于所述基座的 工作臺，從而在位于所述基座上方且由所述升降架的內表面圍繞的空間 內制備粉末。

因此，能夠在基座保持固定的情況下將粉末層(硬化層)疊置在基 座上，使得能夠制造高精度的物體。

當粉末層制備裝置構造成包括能夠在升降架的頂面上滑動且具有 用于將粉末供入形成于基座上并由升降架所圍繞的空間中的滑板時，易 于制成緊湊結構。

當粉末供應口的尺寸構造成具有垂直于所述滑板的滑動方向的寬 度并且所述寬度大于基座的對應寬度時，能夠均勻供給粉末。

為了增大燒結后的密度或熔融-固化后的密度，滑板可優選成包括用 于增大所述粉末的容積密度的構件。