[發明專利]造型系統及造型方法

有效

• 申請號: 201880035548.6
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN110709195B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 柴崎祐一
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/16;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張琳

本發明的造型系統使用光束在對象面(TAS)上形成三維造型物，且具備：光束照射部(520)，射出通過相對于軸(AX)傾斜的光路的光束(LB1、LB2)；材料供給部(530)，具有材料供給口，沿軸(AX)供給要利用來自光束照射部的光束照射的粉狀造型材料(PD)；外罩部件(30)，具有自一端側向另一端側逐漸收斂的內表面，且在另一端形成有使來自光束照射部的光束通過的出口；及氣體供給裝置(42)，經由氣體供給口向外罩部件內部的空間(30a)內供給惰性氣體；且惰性氣體經由外罩部件的出口向空間之外流動，造型材料經由外罩部件的出口供給至所述空間之外。

技術領域

本發明涉及一種造型系統及造型方法，更詳細來說，涉及一種使用光束在對象面上形成三維造型物的造型系統及造型方法。本發明的造型系統及造型方法可適宜地用于利用快速原型(有時也稱為3D打印、或者附加制造、或者直接數字制造)形成三維造型物。

背景技術

由CAD數據直接生成3D(三維)形狀的技術被稱為快速原型(有時也稱為3D打印、或者附加制造、或者直接數字制造，以下將快速原型用作總稱)。如果將3D打印機等利用快速原型形成三維造型物的造型裝置按照處理的材料進行分類，那么可大致分為處理樹脂的裝置與處理金屬的裝置。利用快速原型制作的金屬制三維造型物用作實際的機械構造物的一部分(無論是量產品還是試制品)。作為既有的金屬用3D打印機(以下略記為M3DP(Metal 3DPrinter))，已知有PBF(Powder Bed Fusion)及DED(Directed Energy Deposition)2種。

DED采用使熔解的金屬材料附著于加工對象的方法。例如，對利用聚光透鏡縮窄的激光光束的焦點附近噴射粉末金屬(例如參照專利文獻1)。

DED因為粉末材料根據需要自加工頭僅供給需要的量，所以浪費較少。

如上所述，DED與PBF相比，在作為原材料的粉末金屬的處理等方面實現了改善，但仍有較多應改善的方面。

[背景技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：美國專利申請公開第2003/0206820號說明書

發明內容

根據本發明的第1形態，提供一種造型系統，其使用光束在對象面上形成三維造型物，且具備：光束照射部，射出通過相對于軸傾斜的光路的光束；材料供給部，具有材料供給口，沿所述軸供給要利用來自所述光束照射部的光束照射的粉狀造型材料；外罩部件，具有自一端側向另一端側逐漸收斂的內表面，且在所述另一端形成有使來自所述光束照射部的光束通過的出口；及氣體供給裝置，經由氣體供給口向所述外罩部件內部的空間內供給惰性氣體；且所述惰性氣體經由所述外罩部件的所述出口向所述空間之外流動，所述造型材料經由所述外罩部件的所述出口供給至所述空間之外。

在本說明書中，對象面是設定造型的目標部位的面。

根據本發明的第2形態，提供一種造型系統，其使用光束在對象面上形成三維造型物，且具備：光束照射部，射出通過相對于軸傾斜的光路的光束；材料供給部，具有材料供給口，沿所述軸供給要利用來自所述光束照射部的光束照射的粉狀造型材料；外罩部件，具有以包圍所述光路的至少一部分的方式配置的內表面，形成有使來自所述光束照射部的光束通過的出口；及氣體供給裝置，經由氣體供給口向所述外罩部件內部的空間內供給惰性氣體；且所述惰性氣體成為回旋流，沿所述外罩部件的內表面向所述出口流動，所述惰性氣體經由所述外罩部件的所述出口向所述空間之外流動，所述造型材料經由所述外罩部件的所述出口供給至所述空間之外。