[发明专利]制造三维成形物体的方法、增材制造装置以及物品

说明书

本发明涉及制造三维成形物体的方法、增材制造装置以及物品。一种用于制造三维成形物体的方法，包括第n层形成步骤、第n+1层形成步骤和硬化步骤。在第n层形成步骤中，形成第一部分、第二部分和第n层的硬化部分，第一部分和第二部分均是材料的未硬化部分。在第n+1层形成步骤中，形成第n+1层的硬化部分以及在与第n+1层的硬化部分相邻的区域处形成并与第一部分连通的第三部分。在硬化步骤中，在第n+1层形成步骤之前使第二部分硬化并且在第n+1层形成步骤之后使第一部分和第三部分硬化，或者n+1层形成步骤之后使第一部分、第二部分和第三部分硬化。

技术领域

本发明涉及用于制造三维成形物体的方法、增材制造(additive manufacturing)装置以及物品。

背景技术

随着成形速度和成形精度的提高，增材制造装置现在不仅用于制造试验产品和实物模型，而且还用于制造某些类型的量产产品，诸如车辆和铁路车辆的零部件。在采用层叠(lamination)系统的三维成形中，在使一层成形材料硬化之后，相邻层的成形材料被供应到已硬化的层的表面并硬化，以形成相邻的层，由此制造三维成形物体。

日本专利申请公开No.H10-119136公开了一种方法，在通过采用深硬化深度并增大层叠厚度来成形与螺丝的轴芯部分对应的实心部分的同时通过采用浅硬化深度来成形具有精细形状的部分(诸如螺纹)。日本专利申请公开No.H10-119136公开了通过这种方法减少成形时间。

使用增材制造装置制造的三维成形物体采用层叠结构，使得在各个相邻层之间形成界面。因此，由于层间粘合性低并且在界面处趋于发生分离，因此所制造的三维成形物体的刚度低。即使根据日本专利申请公开No.H10-119136中公开的方法，实心部分的刚度增加，但是在实心部分与实心部分之间的界面处仍然趋于发生分离，使得三维成形物体的刚度仍然较低。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于通过使材料固化来制造三维成形物体的方法，该方法包括：第n层形成步骤，形成第一部分和第二部分、通过使材料硬化来形成第n层的硬化部分，n是等于或大于2的自然数，第一部分是在与第n层的硬化部分相邻的区域处的材料的未硬化部分，并且第二部分是在与第n层的硬化部分相邻的区域处的材料的未硬化部分并与第n-1层的未硬化部分连通；第n+1层形成步骤，通过使材料硬化来在与第二部分相邻的区域处形成第n+1层的硬化部分，以及形成在与第n+1层的硬化部分相邻的区域处并与作为材料的未硬化部分的第一部分连通的第三部分；以及硬化步骤，在第n+1层形成步骤之前使第二部分硬化并且在第n+1层形成步骤之后使第一部分和第三部分硬化，或者在第n+1层形成步骤之后使第一部分、第二部分和第三部分硬化。

根据本发明的第二方面，一种增材制造装置被配置为使用材料形成三维成形物体，该装置包括控制单元以及被配置为基于控制单元的控制来使材料硬化的硬化单元。控制单元被配置为控制硬化单元执行：第n层形成过程，形成第一部分、第二部分和第n层的硬化部分，n是大于或等于2的自然数，第一部分是在与第n层的硬化部分相邻的区域处的材料的未硬化部分，第二部分是在与第n层的硬化部分相邻的区域处的材料的未硬化部分并与第n-1层的未硬化部分连通，第n+1层形成过程，通过使材料硬化来在与第二部分相邻的区域处形成第n+1层的硬化部分，以及形成在与第n+1层的硬化部分相邻的区域处并与作为材料的未硬化部分的第一部分连通的第三部分；以及硬化过程，在第n+1层形成过程之前使第二部分硬化并且在第n+1层形成过程之后使第一部分和第三部分硬化，或者在第n+1层形成过程之后使第一部分、第二部分和第三部分硬化。

参考附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示了根据第一实施例的增材制造装置的简化图。

图2是例示了通过根据第一实施例的制造方法制造的三维成形物体的一个示例的截面图。

图3A是根据第一实施例的用于制造三维成形物体W的方法的说明图。