[发明专利]三维建模装置、三维模型体制造方法和三维建模数据

说明书

本公开涉及三维建模装置、三维模型体制造方法和三维建模数据。在三维建模装置中，可有效地防止伴随能量束照射在建模台架周围产生的烟雾的扩散。通过重复地用激光扫描布置在建模台架上的建模材料以形成固化层执行三维建模。设置局部包围布置在建模台架上的建模材料的被激光照射的照射部分并且抑制通过激光的照射产生的烟雾的扩散的盖子。在盖子中，对包含烟雾的气体进行整流以导致烟雾向着盖子内的上部流动以与被激光照射的照射部分分开。

技术领域

本发明涉及通过重复用能量束扫描布置在三维建模台架上的建模材料以形成固化层的步骤来执行三维建模的三维建模装置。

背景技术

使用粉末床熔融接合方法、作为三维建模三维层叠建模技术方案中的一种并且被称为三维打印机的三维建模装置已被实现。这种类型的三维建模装置通过重复用能量束选择性地辐射加热通过粉末敷设辊敷设的材料粉末以固化粉末的步骤以由此层叠多个层，来执行三维建模。例如，激光束被用作用于加热和固化材料粉末的能量束。在以下的描述中，主要参照用于建模的能量束是激光且束的产生源是激光源的情况。

存在需要惰性气体作为气氛且需要减压气氛的装置。在这种情况下，需要腔室以在建模台架周围保持气氛。在该配置中，例如，用于材料粉末的粉末敷设辊或辊和建模台架被布置在腔室中。激光单元被布置在腔室外面。通过设置在腔室处的透光窗口扫描建模台架上的照射区域。

在通过激光照射的建模中用激光熔融材料粉末的同时，发射称为烟雾(fume)的烟状材料，例如，金属蒸汽或树脂蒸汽。已知这样一个问题，即，如果离开这种发射，则重复层形成最终用大量烟雾填充腔室的内部，所述烟雾附着在激光透射窗上并停留在激光光路上。在这种情况下，出现诸如设置在腔室处的用于激光透过的透光窗口的表面的折射率变化以及可到达建模台架的激光器的能量密度降低的现象。该现象具有影响模型体处理质量、例如影响建模精度的可能性。在极端的情况下，存在建模操作自身变得不可能的可能性。

对于伴随激光照射引起的烟雾，已经提出了如下面的日本专利申请公开No.2010-265530中的配置。日本专利申请公开No.2010-265530公开了一种配置，该配置具有比激光加工区域小的面积，并且在顶表面上包括允许激光通过的窗口，并且在下部开放的情况下在盖子框架中执行激光加工。并且，日本专利申请公开No.2010-265530提到一种配置，该配置将气氛气体从气罐供给到盖子框架的内部中、导致与盖子框架连接的气体收集器收集内部气氛气体、抑制烟雾在盖子框架中的滞留并且抑制激光的扩散和衰减。

遗憾的是，根据日本专利申请公开No.2010-265530的配置，气体供给和气体收集的定时和流量平衡会导致盖框架的内部具有正压力。因此，存在烟雾超出盖子框架的底部流出该框架并且烟雾滞留在激光光路上的问题。并且，存在没有被气体收集器收集并且滞留的烟雾附着在盖子框架的顶表面的允许激光束穿过的窗口上的可能性。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明具有允许三维建模装置能够有效地防止伴随能量束照射在建模台架周围导致的烟雾的扩散的目的。

根据本发明的一个方面，一种三维建模装置，通过重复地用能量束扫描布置在建模台架上的建模材料以形成固化层执行三维建模，该三维建模装置包括：盖子，该盖子包含允许能量束穿过的能量束透过部分，局部包围布置在建模台架上的建模材料的被能量束照射的部分并且抑制通过能量束的照射产生的烟雾的扩散；以及整流机构，该整流机构对包含烟雾的气体进行整流以导致烟雾与建模材料的被能量束照射的所述部分分开。

根据本发明的另一方面，一种三维建模装置，通过重复用能量束扫描布置在建模台架上的建模材料以形成固化层的步骤执行三维建模，该三维建模装置包括：盖子，该盖子包含允许能量束穿过的能量束透过部分，局部包围布置在建模台架上的建模材料的被能量束照射的照射位置并且抑制通过能量束的照射产生的烟雾的扩散；以及移动设备，该移动设备根据能量束的扫描移动盖子以允许能量束穿过能量束透过部分。