[发明专利]立体成型物以及立体成型物的制造设备与制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种立体成型物以及立体成型物的制造设备与制造方法，且特别是有关于一种具有堆叠的烧结层的立体成型物以及立体成型物的制造设备与制造方法。 

背景技术

积层制造（Additive Manufacturing,AM）技术，也称之为加法式制造，其是自三维图文件撷取出多个切层的二维轮廓，并依据各个切层的二维数据以逐层堆积的方式加工出立体成型物。 

有别于传统减法式（或称除料式）加工技术，积层制造技术是采用逐层堆积的方式加工出立体成型物，可缩短复杂三维结构的立体成型物的制作时程，免除多道制作工艺及转换加工器具或设备所需的时间，使得制造方式进入大量客制化（mass customization）的领域，大幅度提升制造效率并克服传统加工方式所遭遇的制造问题。 

然而，现行的积层制造技术所面临的问题，在于立体成型物的边缘处受到激光烧结熔池（welding pool）的影响，以致无法有效掌握立体成型物的尺寸精度（precision）、公差（tolerance）与粗糙度（roughness）。举例而言，立体成型物的内通道的表面或深宽比（aspect ratio）较大的凹槽，不易进行抛光或研磨等后处理。另一方面，在加工外型轮廓复杂的产品设计时，需以分段加工的方式才能建构出前述的产品设计，以致其生产速率无法有效提升。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种立体成型物的制造设备，包括承载模块、材料供应模块以及能量源模块。承载模块适于固持初坯。材料供应模块提供粉末状材料，使粉末状材料附着于初坯上。能量源模块提供光源以朝向 初坯照射，其中承载模块适于旋转初坯，让附着于初坯上的粉末状材料转向能量源模块以受光源照射而形成烧结层，并且初坯转动时粉末状材料持续附着于初坯上。 

本发明提供一种立体成型物的制造方法，包括下列步骤。首先，提供立体成型物的制造设备，其包括承载模块、材料供应模块以及能量源模块。承载模块适于固持初坯。接着，利用承载模块转动初坯，以让粉末状材料自材料供应模块附着于初坯的第一区域上。之后，利用承载模块转动初坯，以让第一区域转向能量源模块使光源照射第一区域，而沿预定路径烧结附着于第一区域的粉末状材料而形成烧结层。 

本发明提供一种立体成型物，包括初坯以及多个烧结部。多个烧结部配置于初坯上。烧结部包括第一烧结部以及第二烧结部。第一烧结部由沿第一堆叠方向堆叠于初坯上的多个第一烧结层构成。第二烧结部由沿第二堆叠方向堆叠于初坯上的多个第二烧结层构成，其中第一堆叠方向与第二堆叠方向不同。 

为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。 

附图说明

图1是本发明一实施例的立体成型物的制造设备的示意图。 

图2是图1的承载模块的示意图。 

图3是图1的初坯沿剖线I-I的剖面示意图。 

图4是本发明其他实施例的立体成型物的制造设备的侧视图。 

图5A为本发明一实施例的初坯的示意图。 

图5B是图5A的初坯沿剖线J-J的剖面示意图。 

图6A至图6C是图5B的初坯中第一区域使用立体成型物制造设备进行层积制造的流程。 

图7是图6A的立体示意图。 

图8A为本发明一实施例经由图6A至图6C的制作流程所制作的立体成型物。 

图8B为图8A沿剖线K-K的剖面示意图。 

图9是本发明另一实施例使用立体成型物的制造设备所制作的立体成型 物。 

符号说明 

1、2：立体成型物 

10、40：初坯 

11：凹槽 

12：第一区域 

13：第二区域 

20、42：烧结结构 

21：第一烧结部 

22：第二烧结部 

23、24：烧结部 

30：通道 

100、100A：立体成型物的制造设备 

110：承载模块 

111：抵接件 

112：夹头 

113：载台 

120：材料供应模块 

121：刮除件 

130：能量源模块 

140：切削研磨模块 

141：刀具 

150：电源供应器 

B：旋转轴