[发明专利]层叠造型装置的造型方法和层叠造型装置

说明书

本发明提供层叠造型装置的造型方法和层叠造型装置。层叠造型装置的造型方法在通过造型光束的照射使金属粉末熔融后，使其固化而对造型物进行层叠造型，具备：第一工序(S10)，在基板(27)上的照射范围(Ar1)内准备在上表面具备了沿着规定的轴线凹设的凹部(43)的造型物的第一层(15A)；第二工序(S20)，向凹部(43)供给金属粉末；和第三工序(S30)，在第二工序(S20)的处理后，相对于供给至凹部(43)的金属粉末，照射造型光束(L1)并使其熔融。

技术领域

本发明涉及层叠造型装置的造型方法和层叠造型装置。

背景技术

近年来，如日本特开2003－129862号公报所示，通过激光的照射使粉末状的金属烧结，或者熔融固化，逐层呈层状层叠而制造立体的造型物的金属增材制造(AdditiveManufactuaring，AM)的开发盛行。金属AM中使用的金属有马氏体时效钢、不锈钢、钛钢、铜和铝等，尤其，相对于铜、铝的需求高。

然而，铜和铝通常对在金属AM中经常使用的近红外波长的激光的吸收率较低。因此，被照射近红外波长的激光的铜、铝的温度上升较慢，到熔融为止很耗费时间，在成为基体的部件难以形成熔透部。另外，铜和铝例如与铁等相比，热传导率均较高。因此，对于铜和铝而言，即使熔融，若停止激光的照射，则熔融部的热也向周围的铜或者铝迅速地传递，从而熔融部的温度会大幅降低。而且，温度降低，由此熔融部的表面张力增高。如上所述，在熔点附近，存在因伴随着温度降低而增大的表面张力，熔融状态的铜和铝成为不连续的球(ball)状并固化的情况。

另外，即使能够形成良好地固化的条形突起部，为了形成新的条形突起部，若为了与通过以往的方法良好地固化的条形突起部大幅重复而照射激光，则也向已经形成的条形突起部传递热。此时，已经形成的条形突起部由于不具有良好的熔透部，所以存在再次熔融，之后因表面张力呈不连续的球状固化的担忧。因此，造型物的密度降低，从而无法获得所希望的物理特性。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种即便是任意的材料也能够制造密度高且具备良好的物理特性的层叠造型物的层叠造型装置的制造方法和层叠造型装置。

使用了作为发明的一个方式的层叠造型装置的造型方法是在通过造型光束的照射使金属粉末熔融后，使其固化而进行层叠造型来制造出造型物的造型方法。上述层叠造型装置具备：金属粉末供给装置，将上述金属粉末向上述造型光束的照射范围内供给；和造型光束照射装置，相对于供给至上述照射范围内的上述金属粉末的规定的位置在隔绝了外部空气的状态下照射上述造型光束。

上述造型方法具备：

第一工序，在基板上的上述照射范围内，准备在上表面具备了沿着规定的轴线凹设的凹部的上述造型物的第一层；

第二工序，向上述凹部供给上述金属粉末；和

第三工序，在上述第二工序后，相对于供给至上述凹部的上述金属粉末照射上述造型光束，使其熔融。

这样，在第一工序中，准备在上表面凹设有凹部的造型物的第一层。然后，在第二工序中，向凹部供给金属粉末，在第三工序中，向凹部的金属粉末照射造型光束使其熔融。即，被照射造型光束的凹部的金属粉末在凹部内熔融，存积在凹部内。因此，之后，由于是高热传导率，所以即使存积在凹部内的熔融金属的温度向外部传递并大幅降低而使表面张力增加，熔融金属也难以成为球状，在固化后，能够获得高密度的状态。

附图说明

根据以下参照附图对实施例进行的详细说明可了解本发明的上述以及更多的特点和优点，在附图中，对相同的元素标注相同的附图标记。

图1是第一实施方式的层叠造型装置的简图。

图2是表示每种金属材料的近红外激光的波长与吸收率的关系的图表。

图3是图1的金属粉末供给装置的俯视图。