[发明专利]造型系统及造型方法

说明书

本发明的造型系统使用光束在对象面(TAS)上形成三维造型物，且具备：光束照射部(520)，射出通过相对于轴(AX)倾斜的光路的光束(LB1、LB2)；材料供给部(530)，具有材料供给口，沿轴(AX)供给要利用来自光束照射部的光束照射的粉状造型材料(PD)；外罩部件(30)，具有自一端侧向另一端侧逐渐收敛的内表面，且在另一端形成有使来自光束照射部的光束通过的出口；及气体供给装置(42)，经由气体供给口向外罩部件内部的空间(30a)内供给惰性气体；且惰性气体经由外罩部件的出口向空间之外流动，造型材料经由外罩部件的出口供给至所述空间之外。

技术领域

本发明涉及一种造型系统及造型方法，更详细来说，涉及一种使用光束在对象面上形成三维造型物的造型系统及造型方法。本发明的造型系统及造型方法可适宜地用于利用快速原型(有时也称为3D打印、或者附加制造、或者直接数字制造)形成三维造型物。

背景技术

由CAD数据直接生成3D(三维)形状的技术被称为快速原型(有时也称为3D打印、或者附加制造、或者直接数字制造，以下将快速原型用作总称)。如果将3D打印机等利用快速原型形成三维造型物的造型装置按照处理的材料进行分类，那么可大致分为处理树脂的装置与处理金属的装置。利用快速原型制作的金属制三维造型物用作实际的机械构造物的一部分(无论是量产品还是试制品)。作为既有的金属用3D打印机(以下略记为M3DP(Metal 3DPrinter))，已知有PBF(Powder Bed Fusion)及DED(Directed Energy Deposition)2种。

DED采用使熔解的金属材料附着于加工对象的方法。例如，对利用聚光透镜缩窄的激光光束的焦点附近喷射粉末金属(例如参照专利文献1)。

DED因为粉末材料根据需要自加工头仅供给需要的量，所以浪费较少。

如上所述，DED与PBF相比，在作为原材料的粉末金属的处理等方面实现了改善，但仍有较多应改善的方面。

[背景技术文献]

[专利文献]

专利文献1：美国专利申请公开第2003/0206820号说明书

发明内容

根据本发明的第1形态，提供一种造型系统，其使用光束在对象面上形成三维造型物，且具备：光束照射部，射出通过相对于轴倾斜的光路的光束；材料供给部，具有材料供给口，沿所述轴供给要利用来自所述光束照射部的光束照射的粉状造型材料；外罩部件，具有自一端侧向另一端侧逐渐收敛的内表面，且在所述另一端形成有使来自所述光束照射部的光束通过的出口；及气体供给装置，经由气体供给口向所述外罩部件内部的空间内供给惰性气体；且所述惰性气体经由所述外罩部件的所述出口向所述空间之外流动，所述造型材料经由所述外罩部件的所述出口供给至所述空间之外。

在本说明书中，对象面是设定造型的目标部位的面。

根据本发明的第2形态，提供一种造型系统，其使用光束在对象面上形成三维造型物，且具备：光束照射部，射出通过相对于轴倾斜的光路的光束；材料供给部，具有材料供给口，沿所述轴供给要利用来自所述光束照射部的光束照射的粉状造型材料；外罩部件，具有以包围所述光路的至少一部分的方式配置的内表面，形成有使来自所述光束照射部的光束通过的出口；及气体供给装置，经由气体供给口向所述外罩部件内部的空间内供给惰性气体；且所述惰性气体成为回旋流，沿所述外罩部件的内表面向所述出口流动，所述惰性气体经由所述外罩部件的所述出口向所述空间之外流动，所述造型材料经由所述外罩部件的所述出口供给至所述空间之外。