[发明专利]层叠造型装置和层叠造型物的制造方法

说明书

一种层叠造型装置和层叠造型物的制造方法，层叠造型装置具备材料层形成装置、第1照射装置以及温度调整装置，材料层形成装置在造型区域形成材料层，材料层形成于各个分割层，分割层是以规定高度将期望的三维造型物进行分割而成的多个分割层，第1照射装置向规定的分割层的材料层的照射区域照射第1光束而进行烧结或熔融来形成固化层，温度调整装置将固化层的至少一部分的温度调整为第1温度或第2温度中的至少一方。在固化层的至少一部分成为第1温度之后，成为第2温度。若使第1温度为T1、第2温度为T2、固化层的马氏体相变开始温度为Ms、固化层的马氏体相变结束温度为Mf，则满足T1≥Mf、T1＞T2、T2≤Ms的所有关系。本申请可抑制造型物的变形。

技术领域

本发明涉及层叠造型装置和层叠造型物的制造方法。

背景技术

金属的层叠造型有多种方式。粉末烧结层叠造型方式、粉末熔融层叠造型方式、电子束烧结方式、电子束熔融方式、片材层叠方式等是公知的方法。根据这些方式，形成由金属材料构成的材料层，在该材料层的规定位置照射激光或电子束等光束，而使照射位置的材料层烧结或者熔融，通过反复地进行这样的过程，从而将多个烧结层或熔融层层叠，以形成期望的三维造型物。第1层的材料层也可以形成于配置在腔室内的造型板上。以下，将烧结和熔融称为固化，将烧结层和熔融层称为固化层。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：CN102985199B

专利文献2：US2015/0142160A1

专利文献3：CN106984810A

在金属的层叠造型中，固化层虽然在刚固化后温度非常高，但是通过已经形成的别的固化层和造型板或者向周围环境放热而温度会急剧下降。此时，由于普遍金属的热膨胀系数为正值，因此该固化层的体积会收缩。然而，由于该固化层与相邻的别的固化层或造型板紧密结合而收缩量被限制，因此拉伸应力残留于该固化层中。

另一方面，当金属材料为碳钢或马氏体不锈钢等马氏体系的材料时，虽然固化层在刚形成后为奥氏体相，但在满足一定的温度条件下冷却，则至少一部分相会变为马氏体相。由于马氏体相变伴随着体积的膨胀，因此会产生压缩应力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种层叠造型装置和层叠造型物的制造方法，通过对固化层刻意地进行马氏体相变而进行层叠造型，从而由金属的收缩而引发的拉伸应力会因马氏体相变的压缩应力而被减轻。这样就能够控制造型物的残余应力。

根据本发明，一方面提供一种层叠造型装置，其具备：材料层形成装置，其在造型区域形成材料层，所述材料层形成于以规定高度将期望的三维造型物进行分割而成的多个分割层中的每个分割层；第1照射装置，其向规定的所述分割层的所述材料层的规定的照射区域照射第1光束而进行烧结或熔融来形成固化层；以及，温度调整装置，其将所述固化层的至少一部分的温度调整为作为规定温度的第1温度或作为规定温度的第2温度中的至少一方，其中，所述固化层的所述至少一部分在变为所述第1温度之后，变为所述第2温度，其中，设所述第1温度为T1、所述第2温度为T2、所述固化层的马氏体相变开始温度为Ms、所述固化层的马氏体相变结束温度为Mf，则满足所有下述公式(1)至(3)的关系，

T1≥Mf (1)；

T1＞T2 (2)；

T2≤Ms (3)。