本發(fā)明涉及一種三維形狀造型物的制造方法。更詳細(xì)來說，本發(fā)明涉及通過對粉末層照射光束來形成固化層的三維形狀造型物的制造方法。

背景技術(shù)：

以往已知有通過對粉末材料照射光束來制造三維形狀造型物的方法(一般稱為“粉末燒結(jié)層疊法”)。該方法基于以下的工序(i)以及工序(ii)交替地重復(fù)實(shí)施粉末層形成與固化層形成來制造三維形狀造型物(參照專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2)。

(i)對粉末層的規(guī)定部位照射光束，使該規(guī)定部位的粉末燒結(jié)或熔融固化，形成固化層的工序。

(ii)在所得到的固化層上形成新的粉末層，同樣地照射光束，進(jìn)一步形成固化層的工序。

根據(jù)這樣的制造技術(shù)，能夠在短時(shí)間內(nèi)制造復(fù)雜的三維形狀造型物。在使用無機(jī)物的金屬粉末作為粉末材料的情況下，能夠?qū)⑺玫降娜S形狀造型物作為模具使用。另一方面，在使用有機(jī)物的樹脂粉末作為粉末材料的情況下，能夠?qū)⑺玫降娜S形狀造型物作為各種模型使用。

將使用金屬粉末作為粉末材料，并將由此所得到的三維形狀造型物作為模具使用的情況作為例子。如圖7所示那樣，首先，使刮刀(squeezingblade)23移動(dòng)，移送粉末19，在造型板21上形成規(guī)定厚度的粉末層22(參照圖7(a))。接著，對粉末層的規(guī)定部位照射光束l，由粉末層形成固化層24(參照圖7(b))。接著，在所得到的固化層上形成新的粉末層，并再次照射光束來形成新的固化層。如果像這樣交替地重復(fù)實(shí)施粉末層形成與固化層形成，則固化層24層疊(參照圖7(c))，最終能夠得到由層疊化的固化層形成的三維形狀造型物。形成為最下層而形成的固化層24成為與造型板21結(jié)合了的狀態(tài)，因此，三維形狀造型物與造型板成為一體化。三維形狀造型物與造型板的一體化能夠作為模具使用。

此處，粉末燒結(jié)層疊法為了防止三維形狀造型物氧化，一般使用被保持在惰性氣體氣氛下的腔室50來進(jìn)行(參照圖8)。如圖8所示那樣，在腔室50設(shè)置光透射窗52，經(jīng)由該光透射窗52進(jìn)行光束l的照射。即，在對粉末層進(jìn)行光束的照射時(shí)，從設(shè)置在腔室50的外部的光束照射部件3發(fā)出的光束l經(jīng)由光透射窗52入射到腔室50內(nèi)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特表平1－502890號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2000－73108號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

在固化層24形成時(shí)，從光束l的照射部位產(chǎn)生被稱為“煙氣”(fume)的煙狀的物質(zhì)(例如金屬蒸汽或樹脂蒸汽)。具體來說，如圖10所示那樣，在通過光束l經(jīng)由光透射窗52的照射使粉末燒結(jié)或熔融固化時(shí)，從光束l的照射部位產(chǎn)生煙氣8。所產(chǎn)生的煙氣在腔室50內(nèi)上升，因此，有起因于煙氣8的物質(zhì)(以下稱為“煙氣物質(zhì)”)附著在光透射窗52并使光透射窗52模糊不清的情況。這樣，當(dāng)光透射窗52因煙氣而被污染時(shí)，會造成光透射窗52中的光束l的透射率或折射率變化，擔(dān)心光束l對粉末層22的規(guī)定部位的照射精度降低。并且，這樣的光透射窗52的污染會引起光束l的散亂或聚光度降低，擔(dān)心不能夠?qū)Ψ勰淤x予需要的照射能量。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的。即，本發(fā)明的目的在于提供一種三維形狀造型物的制造方法，該三維形狀造型物的制造方法能夠減少與被煙氣物質(zhì)污染的光透射窗相關(guān)的麻煩。

用于解決問題的手段

為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種三維形狀造型物的制造方法，

通過(i)對粉末層的規(guī)定部位照射光束，使該規(guī)定部位的粉末燒結(jié)或熔融固化，形成固化層的工序，以及

(ii)在所得到的固化層上形成新的粉末層，對該新的粉末層的規(guī)定部位照射光束，進(jìn)一步形成固化層的工序，

由此交替地重復(fù)進(jìn)行粉末層形成以及固化層形成，其特征在于，

在該三維形狀造型物的制造方法中，

在腔室內(nèi)進(jìn)行粉末層形成以及固化層形成，

在固化層形成中，使光束從設(shè)置在腔室的光透射窗向腔室內(nèi)入射，進(jìn)行光束的照射，

使用可動(dòng)式的氣體供給裝置，對被固化層形成時(shí)產(chǎn)生的煙氣污染的光透射窗噴射氣體。

發(fā)明效果

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，使用可動(dòng)式的氣體供給裝置，能夠?qū)η皇业墓馔干浯坝行У貙?shí)施清洗處理。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式為，在三維形狀造型物的制造方法中，能夠減少與被煙氣物質(zhì)污染的光透射窗相關(guān)的麻煩。

附圖說明

圖1a是示意性表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的概念(對光透射窗噴射氣體之前的情況)的剖面圖

圖1b是示意性表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的概念(使用可動(dòng)式的氣體供給裝置對光透射窗噴射氣體的情況)的剖面圖

圖2a是示意性表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式(對光透射窗噴射氣體之前的情況)的剖面圖

圖2b是示意性表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式(對光透射窗噴射氣體的情況)的剖面圖

圖3a是示意性表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式(對光透射窗噴射氣體之前的情況)的剖面圖

圖3b是示意性表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式(對光透射窗噴射氣體的情況)的剖面圖

圖4a是示意性表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式(對光透射窗噴射氣體之前的情況)的剖面圖

圖4b是示意性表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式(對光透射窗噴射氣體的情況)的剖面圖

圖5是示意性表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式(測定被照射部件的被照射了光束的部位的寬度尺寸，掌握光透射窗的污染度的情況)的剖面圖

圖6是示意性表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式(通過測定光束的光透射率掌握光透射窗的污染度的情況)的剖面圖

圖7是示意性表示實(shí)施粉末燒結(jié)層疊法的光造型復(fù)合加工的工序情況的剖面圖(圖7(a)：粉末層形成，圖7(b)：固化層形成，圖7(c)：固化層的層疊化)

圖8是示意性表示光造型復(fù)合加工機(jī)的構(gòu)成的立體圖

圖9是表示光造型復(fù)合加工機(jī)的一般的動(dòng)作的流程圖

圖10是示意性表示產(chǎn)生煙氣的情況的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。附圖中的各種要素的形態(tài)以及尺寸僅僅是例示，并不反映實(shí)際的形態(tài)以及尺寸。

本說明書中的“粉末層”意味著，例如“由金屬粉末形成的金屬粉末層”或者“由樹脂粉末形成的樹脂粉末層”。并且，“粉末層的規(guī)定部位”實(shí)質(zhì)上是指所制造的三維形狀造型物的區(qū)域。因此，通過對存在于該規(guī)定部位的粉末照射光束，該粉末燒結(jié)或熔融固化而構(gòu)成三維形狀造型物。并且，“固化層”在粉末層是金屬粉末層的情況下意味著“燒結(jié)層”，在粉末層是樹脂粉末層的情況下意味著“硬化層”。

本說明書中的“煙氣”是指，在進(jìn)行三維形狀造型物的制造方法時(shí)，從被照射了光束的粉末層及/或固化層產(chǎn)生的煙狀的物質(zhì)(例如“起因于金屬粉末的金屬蒸汽”或者“起因于樹脂粉末的樹脂蒸汽”)。

本說明書中直接或間接說明的“上下”的方向是，例如基于造型板與三維形狀造型物的位置關(guān)系的方向，以造型板為基準(zhǔn)，設(shè)制造三維形狀造型物的一側(cè)為“上方”，設(shè)其相側(cè)反為“下方”。

(粉末燒結(jié)層疊法)

首先，對以本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的制造方法為前提的粉末燒結(jié)層疊法進(jìn)行說明。特別是舉例說明在粉末燒結(jié)層疊法中附加性地進(jìn)行三維形狀造型物的切削加工的光造型復(fù)合加工。圖7是示意性表示光造型復(fù)合加工的工序情況，圖8及圖9是分別表示能夠?qū)嵤┓勰Y(jié)層疊法與切削加工的光造型復(fù)合加工機(jī)的主要構(gòu)成以及動(dòng)作的流程圖。

光造型復(fù)合加工機(jī)1如圖7及圖8所示那樣，具備：粉末層形成部件2、光束照射部件3、以及切削部件4。

粉末層形成部件2是用于通過以規(guī)定的厚鋪敷設(shè)金屬粉末及樹脂粉末等的粉末來形成粉末層的部件。光束照射部件3是用于對粉末層的規(guī)定部位照射光束l的部件。切削部件4是用于對層疊化的固化層的側(cè)面，即，三維形狀造型物的表面進(jìn)行切削的部件。

粉末層形成部件2如圖7所示那樣，主要具有：粉末臺25、刮刀23、造型臺20、以及造型板21。粉末臺25是能夠在外周被壁26包圍的粉末材料罐28內(nèi)上下升降的臺。刮刀23是將粉末臺25上的粉末19供給到造型臺20上并能夠水平方向上移動(dòng)以得到粉末層22的刮刀。造型臺20是能夠在外周被壁27包圍的造型罐29內(nèi)可上下升降的造型臺。而且，造型板21是配置在造型臺20上，成為三維形狀造型物的基座的造型板。

光束照射部件3如圖8所示那樣，主要具有：光束振蕩器30、以及掃描振鏡(galvanomirror)31。光束振蕩器30是發(fā)出光束l的設(shè)備。掃描振鏡31是將發(fā)出的光束l在粉末層上掃描的部件，即，光束l的掃描部件。

切削部件4如圖8所示那樣，主要具有：切削工具40、主軸臺41、以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42。切削工具40具有用于將層疊化的固化層的側(cè)面、即三維形狀造型物的表面切削的銑頭。主軸臺41是在切削部件4上安裝有切削工具40的部分，可沿水平方向及/或垂直方向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42是使主軸臺41可動(dòng)的部件。通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42，能夠使安裝在主軸臺41的切削工具40移動(dòng)至希望切削的部位。

對光造型復(fù)合加工機(jī)1的動(dòng)作進(jìn)行詳述。光造型復(fù)合加工機(jī)1的動(dòng)作如圖9的流程圖所示那樣，由粉末層形成步驟(s1)、固化層形成步驟(s2)、以及切削步驟(s3)構(gòu)成。粉末層形成步驟(s1)是用于形成粉末層22的步驟。在該粉末層形成步驟(s1)中，首先使造型臺20δt下降(s11)，以使造型板21的上表面與造型罐29的上端面的水平差成為δt。接著，將粉末臺25δt提升之后，如圖7(a)所示那樣，使刮刀23從粉末材料罐28向造型罐29水平方向地移動(dòng)。由此，能夠?qū)⑴渲迷诜勰┡_25的粉末19移送至造型板21上(s12)，進(jìn)行粉末層22的形成(s13)。作為用于形成粉末層的粉末材料，能夠舉出：例如“平均粒徑為5μm～100μm左右的金屬粉末”以及“平均粒徑為30μm～100μm左右的尼龍、聚丙烯、或者abs等樹脂粉末”。形成粉末層之后，轉(zhuǎn)移到固化層形成步驟(s2)。固化層形成步驟(s2)是通過光束照射形成固化層24的步驟。在該固化層形成步驟(s2)中，從光束振蕩器30發(fā)出光束l(s21)，通過掃描振鏡31對粉末層22上的規(guī)定部位進(jìn)行光束l的掃描(s22)。由此，使粉末層的規(guī)定部位的粉末燒結(jié)或熔融固化，如圖7(b)所示那樣，形成固化層24(s23)。作為光束l，可以使用碳酸氣體激光、nd：yag激光、光纖維激光或紫外線等。

粉末層形成步驟(s1)以及固化層形成步驟(s2)交替地重復(fù)實(shí)施。由此，如圖7(c)所示那樣，多個(gè)固化層24層疊化。

當(dāng)層疊化的固化層24到達(dá)規(guī)定厚度時(shí)(s24)，轉(zhuǎn)移到切削步驟(s3)。切削步驟(s3)是用于對層疊化的固化層24的側(cè)面，即，三維形狀造型物的表面進(jìn)行切削的步驟。通過驅(qū)動(dòng)主軸臺41，即，通過驅(qū)動(dòng)安裝在主軸臺41的切削工具40，開始進(jìn)行切削步驟(s31)。例如，在切削工具40具有3mm的有效刃長度的情況下，能夠沿三維形狀造型物的高度方向進(jìn)行3mm的切削加工，因此，如果δt為0.05mm，則在層疊了60層的固化層24的時(shí)刻驅(qū)動(dòng)切削工具40。具體來說，一邊通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42使切削工具40移動(dòng)，一邊對層疊化的固化層24的側(cè)面實(shí)施切削加工(s32)。在這樣的切削步驟(s3)的最后，判斷是否得到了希望的三維形狀造型物(s33)。在依然沒有得到希望的三維形狀造型物的情況下，返回到粉末層形成步驟(s1)。之后，通過重復(fù)實(shí)施粉末層形成步驟(s1)～切削步驟(s3)，進(jìn)一步實(shí)施固化層24的層疊化以及切削處理，最終得到希望的三維形狀造型物。

(本發(fā)明的制造方法)

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的制造方法在與固化層形成相關(guān)地附加性進(jìn)行的處理方式中具有特征。具體來說，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的制造方法中，對被固化層形成時(shí)產(chǎn)生的“煙氣”污染的光透射窗實(shí)施處理。該處理并不是避免光透射窗被煙氣污染的預(yù)防措施，而完全是相當(dāng)于對一旦被煙氣污染的光透射窗進(jìn)行處理的事后對應(yīng)。

在經(jīng)由腔室50的光透射窗52對粉末層22照射光束l來形成固化層24時(shí)，從光束l的照射部位產(chǎn)生煙氣8(參照圖8)。煙氣8具有煙狀的形狀，如圖10所示那樣，具有在腔室50內(nèi)上升的傾向。因此，當(dāng)構(gòu)成煙氣8的物質(zhì)(即“煙氣物質(zhì)”)附著在腔室50的光透射窗52時(shí)，光透射窗52被污染。具體來說，起因于煙氣物質(zhì)而造成在光透射窗52產(chǎn)生模糊不清的現(xiàn)象。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)腔室50的光透射窗52被污染時(shí)，擔(dān)心產(chǎn)生對固化層來說麻煩的問題。具體來說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光透射窗52被煙氣物質(zhì)污染時(shí)，起因于光束l的透射率或者折射率變化，光束l對粉末層22的規(guī)定部位的照射精度有可能降低。并且，還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光透射窗52被煙氣物質(zhì)污染時(shí)，起因于光透射窗52中的光束l的散亂及/或照射部位的光束l的聚光度降低等，不能夠?qū)Ψ勰?2的規(guī)定部位供給需要的照射能量。當(dāng)光束l的照射精度降低，或未對粉末層22的規(guī)定部位供給需要的照射能量時(shí)，擔(dān)心不能夠形成具有希望的固化密度的固化層24。即，有造成最終得到的三維形狀造型物的強(qiáng)度降低的可能性。

本發(fā)明人對能夠減少與該光透射窗相關(guān)的麻煩的三維形狀造型物的制造方法進(jìn)行了深刻的研究。結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)設(shè)計(jì)出以使用可動(dòng)式的氣體供給裝置為特征的發(fā)明。具體來說，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，使用可動(dòng)式的氣體供給裝置，對被固化層形成時(shí)產(chǎn)生的煙氣污染的光透射窗進(jìn)行氣體的噴射。

首先，一邊參照圖1a及圖1b，一邊對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的技術(shù)思想進(jìn)行說明。圖1a表示氣體噴射之前的狀態(tài)。具體來說，表示在固化層形成時(shí)產(chǎn)生煙氣8，光透射窗52被煙氣物質(zhì)70污染的狀態(tài)。另一方面，圖1b表示氣體噴射時(shí)的狀態(tài)。具體來說，表示使用可動(dòng)式的氣體供給裝置60，對被煙氣物質(zhì)70污染的光透射窗52噴射氣體62的狀態(tài)。

如圖1a所示那樣，在進(jìn)行粉末層22以及固化層24的形成的腔室50設(shè)置有光透射窗52。如圖示那樣，光透射窗52例如設(shè)置在腔室50的上壁部。該光透射窗52由透明的材質(zhì)構(gòu)成，因此，能夠使在腔室50的外部產(chǎn)生的光束l透射到腔室50的內(nèi)部。在經(jīng)由該光透射窗52對粉末層22照射光束l時(shí)，從光束l的照射部位產(chǎn)生煙氣8。產(chǎn)生的煙氣8腔室50內(nèi)上升。煙氣8含有由起因于粉末層及/或固化層的金屬成分或者樹脂成分構(gòu)成的煙氣物質(zhì)70。光透射窗52的污染是因該煙氣物質(zhì)70附著在腔室50的光透射窗52而引起的(參照圖1a的局部放大立體圖)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，將氣體供給裝置60定位于光透射窗52的附近，從該氣體供給裝置60向光透射窗52噴射氣體62。如圖1b所示那樣，例如將氣體供給裝置60定位于光透射窗52的下方，從該氣體供給裝置60向上方噴射氣體62。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中所使用的氣體供給裝置60是可動(dòng)式，因此，能夠向適合于氣體62對光透射窗52的噴射的位置移動(dòng)。由此，能夠?qū)怏w供給裝置60適當(dāng)?shù)囟ㄎ挥诠馔干浯?2的下方區(qū)域或者其周邊區(qū)域，能夠?qū)馔干浯?2有效地實(shí)施“清洗處理”。即，能夠從光透射窗52有效地去除煙氣物質(zhì)70。

這樣，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，能夠?qū)馔干浯?2有效地實(shí)施清洗處理，因此，在三維形狀造型物的制造時(shí)，能夠防止光束l的透射率或者折射率的降低。即，能夠防止光束l對粉末層22的規(guī)定部位的照射精度的降低。并且，通過這樣的有效的清洗處理，能夠防止光透射窗52的光束l的散亂及/或照射部位的光束l的聚光度降低等。即，能夠避免對粉末層22的規(guī)定部位不供給需要的照射能量這一麻煩。作為這樣的結(jié)果，能夠形成具有希望的固化密度的固化層，退一步來說，最終能夠在所得到的三維形狀造型物中得到希望的強(qiáng)度。

在本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式中，將氣體供給裝置60定位于光透射窗52的下方，從這樣定位的氣體供給裝置60向上方噴射氣體62(參照圖1a及圖1b)。這里所說的“向上方噴射氣體”實(shí)質(zhì)上意味著，氣體供給口61以朝向上方的狀態(tài)從氣體供給裝置60供給氣體62的情況。典型的是指，氣體供給口61以朝向垂直上方的狀態(tài)從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體。但是，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，氣體供給口61沒有必要一定朝向垂直上方，可以是在氣體供給口61從垂直上方偏離±45°范圍內(nèi)的狀態(tài)下，優(yōu)選在從垂直上方偏離±35°范圍內(nèi)的狀態(tài)下，更優(yōu)選在從垂直上方偏離±30°范圍內(nèi)的狀態(tài)的條件下，從氣體供給裝置60供給氣體。

例如在光透射窗52中的煙氣物質(zhì)70的附著量存在不均勻的情況下，能夠?qū)怏w供給裝置60移動(dòng)至附著量更多的部位附近。在這種情況下，能夠?qū)煔馕镔|(zhì)70的附著量更多的部位集中噴射氣體62，因此，能夠進(jìn)行更有效的清洗處理。換種說法，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，能夠?qū)?yīng)于煙氣物質(zhì)70的附著量來進(jìn)行光透射窗52的清洗處理。

本說明書中的“可動(dòng)式的氣體供給裝置”是用于對腔室的光透射窗噴射氣體裝置，是指作為整體能夠沿水平方向及/或垂直方向移動(dòng)的裝置。這樣的可動(dòng)式的氣體供給裝置，例如具備用于裝置自身進(jìn)行移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在其他的方法中，可動(dòng)式的氣體供給裝置不具備用于裝置自身進(jìn)行移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以具有設(shè)置于“具有用于移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置的其他的可動(dòng)部件”的部件。進(jìn)一步來說，本說明書中的“可動(dòng)式的氣體供給裝置”包括該氣體供給口成為“擺頭式地”旋轉(zhuǎn)自如的裝置。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選噴射氣體的時(shí)刻是光束的非照射時(shí)。即，優(yōu)選在光束l的非照射時(shí)，使用氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體62。更具體來說，優(yōu)選在沒有對粉末層22照射光束l時(shí)，從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體62。因?yàn)?，在光束l的照射時(shí)而產(chǎn)生煙氣8時(shí)，當(dāng)使用氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體62時(shí)，在該氣體62中伴有煙氣8，擔(dān)心煙氣8也被供給到光透射窗52。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過設(shè)置在腔室的換氣部件將煙氣排出到腔室外，在這樣的條件下，停止或休止光束的照射，實(shí)施氣體的噴射。在這種情況下，能夠在較大地抑制了所產(chǎn)生的煙氣的影響的狀態(tài)下，對光透射窗噴射氣體。

光束的非照射時(shí)的氣體噴射雖然在下述的本發(fā)明的實(shí)施方式中詳述，但可以與對固化層24的切削處理并行。即，可以在切削加工時(shí)對光透射窗52噴射氣體62(參照圖4b)。在這種情況下，能夠以整體減少三維形狀造型物的制造時(shí)間，可帶來更有效的制造。

如圖1b所示那樣，氣體供給裝置60優(yōu)選與氣體供給源63連接。例如，經(jīng)由連接線64，將氣體供給裝置60與氣體供給源63彼此連接。氣體供給源63可以由例如氣泵構(gòu)成，能夠通過氣泵供給用于氣體噴射的壓力。并且，優(yōu)選連接線64具有有助于氣體供給裝置60的“可動(dòng)式”的、例如波紋管結(jié)構(gòu)等的撓性結(jié)構(gòu)。并且，作為氣體供給裝置60的具體的種類，并不特別限定，但能夠舉出噴嘴式及狹縫式等。即，氣體供給裝置60可以使在該氣體供給口61具有噴嘴方式及狹縫方式。

從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射的氣體62可以是與腔室內(nèi)的保護(hù)氣體相同的種類。作為該氣體的種類，能夠舉出例如從由氮、氬、以及空氣構(gòu)成的組中選擇的至少一種的氣體。

作為氣體的噴射的具體方式，可以對光透射窗52連續(xù)地噴射氣體62，或者，也可以間歇地噴射氣體62。對間歇的氣體的噴射來說，優(yōu)選從氣體供給裝置60脈沖式地供給氣體62。即，優(yōu)選在噴射時(shí)，也從氣體供給裝置60向光透射窗52脈沖噴射氣體62。由此，伴隨氣體62的噴射，能夠?qū)馔干浯?2供給振動(dòng)力，能夠更有效地除去煙氣物質(zhì)70。即，即使在光透射窗52上，煙氣物質(zhì)70的附著量較多，附著力較強(qiáng)的情況下，也能夠從光透射窗52有效地去除煙氣物質(zhì)70。

本發(fā)明的制造方法能夠以各種方式進(jìn)行實(shí)施。以下，對其進(jìn)行說明。

(第1實(shí)施方式)

第1實(shí)施方式是使用設(shè)置在切削部件的氣體供給裝置60進(jìn)行氣體的噴射的形態(tài)(參照圖2a及圖2b)。

更具體來說，在使用具有安裝有切削工具40的主軸臺41構(gòu)成的切削部件4(參照圖2a及圖8)，對固化層24進(jìn)行至少一次的切削加工的三維形狀造型物的制造中，使用安裝在切削部件4的主軸臺41的氣體供給裝置作為可動(dòng)式的氣體供給裝置60。

如圖2a及圖2b所示那樣，氣體供給裝置60配置在設(shè)于腔室50內(nèi)的主軸臺41的上表面41a。主軸臺41具備用于切削固化層24的側(cè)面的切削工具40，在腔室50內(nèi)可沿水平方向及/或垂直方向移動(dòng)。由于氣體供給裝置60配置在可在腔室50內(nèi)移動(dòng)的主軸臺41的上表面41a，從而實(shí)現(xiàn)了氣體供給裝置60的“可動(dòng)式”。

通過使主軸臺41移動(dòng)至光透射窗52的下方，能夠?qū)怏w供給裝置60定位于光透射窗52的下方區(qū)域，因此，能夠從該氣體供給裝置60對光透射窗52向上方噴射氣體62。而且，主軸臺41原本就是為了進(jìn)行固化層的切削加工而設(shè)置在腔室50內(nèi)的部件，因此，當(dāng)將其利用于氣體供給裝置60的“可動(dòng)式”時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)制造裝置的有效利用。

對第1實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的說明。如圖2a所示那樣，在對粉末層22的規(guī)定部位照射光束l的期間，主軸臺41處于靜止?fàn)顟B(tài)。由于主軸臺41處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此，配置在主軸臺41的上表面41a的氣體供給裝置60也處于靜止?fàn)顟B(tài)。由此，如圖2b所示那樣，在實(shí)施固化層24的切削加工時(shí)，使軸臺41從靜止位置進(jìn)行移動(dòng)。即，一邊使主軸臺41沿水平方向及/或垂直方向移動(dòng)，一邊對固化層24的側(cè)面的規(guī)定部位進(jìn)行切削。這樣，主軸臺41是“可動(dòng)式”，因此，利用它同樣能夠移動(dòng)設(shè)置在主軸臺41的氣體供給裝置60。例如，如圖2b所示那樣，當(dāng)將主軸臺41定位于光透射窗52的下方區(qū)域時(shí)，能夠?qū)⒃O(shè)置在主軸臺41的氣體供給裝置60定位于光透射窗52的下方，因此，能夠從該氣體供給裝置60向上方噴射氣體62。

而且，也可以一邊移動(dòng)氣體供給裝置60一邊進(jìn)行氣體62的噴射。即，也可以一邊移動(dòng)主軸臺41一邊從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體62。更具體來說，可以通過始終移動(dòng)主軸臺41，以在水平方向及/或垂直方向上往復(fù)動(dòng)作的方式來移動(dòng)氣體供給裝置60，同時(shí)對光透射窗52噴射氣體62。由此，能夠更有效地去除煙氣物質(zhì)70。即，即使在光透射窗52中的煙氣物質(zhì)70的附著量多、附著力強(qiáng)的情況下，也能夠從光透射窗52有效地去除煙氣物質(zhì)70。

而且，在本實(shí)施方式中，可以并行實(shí)施氣體62的噴射與固化層24的切削加工。即，在固化層24的切削加工時(shí)，主軸臺41動(dòng)作，可以積極利用伴隨該主軸臺41的動(dòng)作的氣體供給裝置60的動(dòng)作。更具體來說，可以從通過切削加工時(shí)的主軸臺41的動(dòng)作而連續(xù)動(dòng)作的氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體62。

(第2實(shí)施方式)

第2實(shí)施方式也是使用設(shè)置在切削部件的氣體供給裝置進(jìn)行氣體的噴射的形態(tài)(參照圖3a及圖3b)。該第2實(shí)施方式相當(dāng)于第1實(shí)施方式的改變方式。如圖3a及圖3b所示那樣，本實(shí)施方式的氣體供給裝置60配置在設(shè)于腔室50內(nèi)的主軸臺41的側(cè)面41b。

在第2實(shí)施方式中，即使在主軸臺41的上表面41a與腔室50的上壁部之間的空間小的情況下，也能夠?qū)怏w供給裝置60設(shè)置于軸臺41。

氣體供給裝置60配置在腔室50內(nèi)的可沿水平方向及/或垂直方向移動(dòng)的主軸臺41的側(cè)面41b，由此，實(shí)現(xiàn)了氣體供給裝置60的“可動(dòng)式”。例如，如圖3b所示那樣，通過主軸臺41的移動(dòng)，能夠?qū)⒃O(shè)置在主軸臺41的氣體供給裝置60定位于光透射窗52的下方，因此，能夠從該氣體供給裝置60向上方噴射氣體62。并且，與第1實(shí)施方式相同，也可以通過移動(dòng)主軸臺41，以在水平方向及/或垂直方向上往復(fù)動(dòng)作的方式來移動(dòng)氣體供給裝置60，伴隨于此，對光透射窗52噴射氣體62。

而且，如圖2a、圖2b、圖3a、以及圖3b所示那樣，在本發(fā)明的第1實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式中，配置在主軸臺41的上表面41a或側(cè)面41b的氣體供給裝置60的氣體供給口61的朝向被固定。這樣，盡管氣體供給口61的朝向被固定，但通過主軸臺41的動(dòng)作，能夠沿水平方向及/或垂直方向移動(dòng)氣體供給裝置60，因此，氣體的噴射方向能夠設(shè)為各種方向。

(第3實(shí)施方式)

第3實(shí)施方式使用能夠改變氣體供給口的朝向的氣體供給裝置進(jìn)行氣體的噴射(參照圖4a及圖4b)。

在第3實(shí)施方式中，一邊連續(xù)地改變氣體供給裝置60的氣體供給口61的朝向，一邊對光透射窗52噴射氣體62。

如圖4a及圖4b所示那樣，在設(shè)置于腔室50內(nèi)的主軸臺41的上表面41a配置有“能夠自如地改變氣體供給口61的朝向的氣體供給裝置60”。如圖4a所示那樣，在對粉末層22的規(guī)定部位照射光束l的期間，主軸臺41處于靜止?fàn)顟B(tài)。由于主軸臺41處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此，配置在主軸臺41的上表面41a的氣體供給裝置60也處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖4b所示那樣，當(dāng)將主軸臺41定位于光透射窗52的下方區(qū)域時(shí)，能夠?qū)⒃O(shè)置在主軸臺41的氣體供給裝置60定位于光透射窗52的下方，因此，能夠從該氣體供給裝置60向上方噴射氣體62。

特別是在第3實(shí)施方式中，氣體供給裝置60的氣體供給口61的朝向成為改變自如。因此，如圖4b所示那樣，能夠一邊連續(xù)地改變氣體供給口61的朝向，一邊對光透射窗52噴射氣體62。換種說法，在第3實(shí)施方式中，一邊使氣體供給口61“擺頭式地”往復(fù)動(dòng)作，一邊從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體62。

在第3實(shí)施方式中，由于連續(xù)地改變氣體供給口61的朝向，因此，無需使主軸臺41成為移動(dòng)狀態(tài)，便能夠?qū)馔干浯?2大范圍地噴射氣體。即，能夠?qū)馔干浯?2有效地實(shí)施“清洗處理”。

(第4實(shí)施方式)

第4實(shí)施方式通過測定被照射部件91中被照射了光束l的部位的尺寸，來掌握光透射窗52的污染度(參照圖5)。

在第4實(shí)施方式中，在腔室50內(nèi)配置被照射部件91，經(jīng)由光透射窗52對該被照射部件91照射光束l。通過隨時(shí)間經(jīng)過而測定該被照射的部位的寬度尺寸，掌握光透射窗52的污染度。

進(jìn)行更具體的說明。如圖5所示那樣，在腔室50內(nèi)配置被照射部件91，經(jīng)由光透射窗52對該被照射部件91照射光束l。這里所說的“被照射部件91”是指，用于掌握光透射窗52的污染度的部件，是通過照射光束l而變色的部件。被照射部件91中被照射了光束l的部位如圖5所示那樣，帶有與未照射的部位不同的顏色。在煙氣物質(zhì)70附著在光透射窗52的情況下，經(jīng)由光透射窗52入射到腔室50內(nèi)的光束l起因于該煙氣物質(zhì)70而產(chǎn)生光散射。因此，當(dāng)在煙氣物質(zhì)70附著在光透射窗52的條件下對被照射部件91照射光束l時(shí)，與未產(chǎn)生光束l的光散射的情況相比，被照射了光束l的部位的寬度尺寸變大。這是因?yàn)椋鹨蛴诠馐鴏的光散射而照射的范圍蔓延。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，使用ccd照相機(jī)90等攝影設(shè)備隨時(shí)間經(jīng)過而測定該寬度尺寸，基于該尺寸來掌握光透射窗52被污染到什么程度，即，掌握光透射窗52的污染度。而且，優(yōu)選預(yù)先測定好在煙氣物質(zhì)70沒有附著在光透射窗52的條件下的被照射部件91的光束l的照射部位的寬度尺寸。通過與預(yù)先測定的寬度尺寸相比較，能夠更適當(dāng)?shù)卣莆瘴廴径?。而且，ccd照相機(jī)90等攝影設(shè)備如圖5所示那樣，設(shè)置在主軸臺41的下部或側(cè)部。

在基于光透射窗52的污染度而判斷出需要清洗的情況下，從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體，去除附著在光透射窗52的煙氣物質(zhì)70。

(第5實(shí)施方式)

第5實(shí)施方式根據(jù)光束的光透射率掌握光透射窗52的污染度(參照圖6)。

在第5實(shí)施方式中，通過接收透射了光透射窗52的光，并對光透射窗52隨時(shí)間經(jīng)過而測定光的透射率，掌握光透射窗52的污染度。

進(jìn)行更具體的說明。如圖6所示那樣，通過使用隔著光透射窗52對置配置的發(fā)光器92與受光器93，隨時(shí)間經(jīng)過而測定光透射窗52的光透射率，掌握光透射窗52的污染度。即，使用發(fā)光器92與受光器93，隨時(shí)間經(jīng)過而測定光透射窗52的光的透射率，由此，掌握光透射窗52的污染度。發(fā)光器92是配置在腔室50的外側(cè)，用于向光透射窗52發(fā)出光的裝置。受光器93是配置在腔室50的內(nèi)側(cè)，用于接收從發(fā)光器92發(fā)出并透射了光透射窗52的光的裝置。具體的對發(fā)光器92及受光器93不作特別限定，可以使用常規(guī)設(shè)備來分別作為發(fā)光部件及受光部件。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選預(yù)先測定好在光透射窗52沒有附著煙氣物質(zhì)70的條件下的光透射率，通過與該預(yù)先測定的透射率進(jìn)行比較來掌握污染度。比預(yù)先測定的透射率更低值的透射率表明了光透射窗52附著有煙氣物質(zhì)70、因此光透射窗52已被污染的情況。即，這樣能夠根據(jù)降低的透射率值來掌握光透射窗52的污染度。

在基于光透射窗52的污染度而判斷出需要清洗的情況下，從氣體供給裝置60對光透射窗52噴射氣體，去除附著在光透射窗52的煙氣物質(zhì)70。

以上，對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的制造方法進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，本技術(shù)發(fā)明人可理解在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的發(fā)明范圍內(nèi)所做出的各種變更。

例如，雖然第4實(shí)施方式及第5實(shí)施方式掌握光透射窗的污染度，進(jìn)行對光透射窗的氣體噴射，但本發(fā)明并不限定于此。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以定期地實(shí)施氣體的噴射。即，可以在每次規(guī)定的時(shí)間的經(jīng)過時(shí)，使用可動(dòng)式的氣體供給裝置對光透射窗實(shí)施氣體的噴射。

并且，上述的本發(fā)明包括以下優(yōu)選的實(shí)施方式。

第1方式：一種三維形狀造型物的制造方法，

通過(i)對粉末層的規(guī)定部位照射光束，使該規(guī)定部位的粉末燒結(jié)或熔融固化，形成固化層的工序，以及

(ii)在所得到的固化層上形成新的粉末層，對該新的粉末層的規(guī)定部位照射光束，進(jìn)一步形成固化層的工序，

由此交替地重復(fù)進(jìn)行粉末層形成以及固化層形成，其特征在于，

在該三維形狀造型物的制造方法中，

在腔室內(nèi)進(jìn)行上述粉末層形成以及上述固化層形成，

在上述固化層形成中，使上述光束從設(shè)置在上述腔室的光透射窗向該腔室內(nèi)入射，進(jìn)行上述光束的上述照射，

使用可動(dòng)式的氣體供給裝置，對被上述固化層形成時(shí)產(chǎn)生的煙氣污染的上述光透射窗噴射氣體。

第2方式：在上述第1方式中，其特征在于，將上述氣體供給裝置定位于上述光透射窗的下方，從該氣體供給裝置向上方噴射上述氣體。

第3方式：在上述第1方式及第2方式中，其特征在于，使用具有安裝有切削工具的主軸臺而構(gòu)成的切削部件，對上述固化層進(jìn)行至少一次的切削加工，

使用安裝在上述切削部件的上述主軸臺的氣體供給裝置作為上述可動(dòng)式的氣體供給裝置。

第4方式：在上述第3方式中，其特征在于，一邊使上述主軸臺移動(dòng)，一邊從上述氣體供給裝置向上述光透射窗噴射上述氣體。

第5方式：在上述第3方式或第4方式中，其特征在于，與上述切削加工一并執(zhí)行地對上述光透射窗噴射上述氣體。

第6方式：在上述第1方式～第5方式中的任一項(xiàng)中，其特征在于，一邊連續(xù)地改變上述氣體供給裝置的氣體供給口的朝向，一邊對上述光透射窗噴射上述氣體。

第7方式：在上述第1方式～第6方式中的任一項(xiàng)中，其特征在于，在上述光束的非照射時(shí)，使用上述氣體供給裝置對上述光透射窗噴射上述氣體。

第8方式：在上述第1方式～第7方式中的任一項(xiàng)中，其特征在于，在上述腔室內(nèi)配置被照射部件，

經(jīng)由上述光透射窗對上述被照射部件照射上述光束，通過隨時(shí)間經(jīng)過而測定該被照射的部位的寬度尺寸，由此掌握上述光透射窗的污染度。

第9方式：在上述第1方式～第7方式中的任一項(xiàng)中，其特征在于，通過使用隔著上述光透射窗對置配置的發(fā)光器與受光器，隨時(shí)間經(jīng)過而測定該光透射窗的光透射率，由此掌握上述光透射窗的污染度。

第10方式：在上述第1方式～第9方式中的任一項(xiàng)中，其特征在于，在進(jìn)行上述噴射時(shí)，從上述氣體供給裝置向上述光透射窗脈沖噴射上述氣體。

工業(yè)上的可利用性

通過實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的三維形狀造型物的制造方法，能夠制造各種產(chǎn)品。例如，“在粉末層是無機(jī)物金屬粉末層，固化層是燒結(jié)層的情況下”，能夠?qū)⑺玫降娜S形狀造型物用作塑料注射成形用模具、沖壓模具、壓鑄模具、鑄造模具、鍛造模具等模具。另一方面，“在粉末層是有機(jī)物的樹脂粉末層，固化層是硬化層的情況下”，能夠?qū)⑺玫降娜S形狀造型物用作樹脂成形品。

相關(guān)申請的相互參照

本申請主張基于日本國專利申請第2014-264798號(申請日：2014年12月26日，發(fā)明名稱：三維形狀造型物的制造方法)的巴黎條約上的優(yōu)先權(quán)。說明書通過引用而包含該申請中所公開的全部內(nèi)容。

附圖標(biāo)記說明

4、切削部件

8、煙氣

22、粉末層

24、固化層

40、切削工具

41、主軸臺

50、腔室

52、光透射窗

60、氣體供給裝置

61、氣體供給口

62、氣體

91、被照射部件

l、光束

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種三維形狀造型物的制造方法，

通過(i)對粉末層的規(guī)定部位照射光束，使該規(guī)定部位的粉末燒結(jié)或熔融固化，形成固化層的工序，以及

(ii)在所得到的固化層上形成新的粉末層，對該新的粉末層的規(guī)定部位照射光束，進(jìn)一步形成固化層的工序，

由此交替地重復(fù)進(jìn)行粉末層形成以及固化層形成，其特征在于，

在腔室內(nèi)進(jìn)行上述粉末層形成以及上述固化層形成，

在上述固化層形成中，使上述光束從設(shè)置在上述腔室的光透射窗向該腔室內(nèi)入射，進(jìn)行上述光束的上述照射，

使用可動(dòng)式的氣體供給裝置，對被上述固化層形成時(shí)產(chǎn)生的煙氣污染的上述光透射窗噴射氣體，并且

使用具有安裝有切削工具的主軸臺而構(gòu)成的切削部件，對上述固化層進(jìn)行至少一次的切削加工，使用安裝在上述切削部件的上述主軸臺的氣體供給裝置作為上述可動(dòng)式的氣體供給裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

將上述氣體供給裝置定位于上述光透射窗的下方，從該氣體供給裝置向上方噴射上述氣體。

3.(刪除)

4.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

一邊使上述主軸臺移動(dòng)，一邊從上述氣體供給裝置向上述光透射窗噴射上述氣體。

5.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

與上述切削加工一并執(zhí)行地對上述光透射窗噴射上述氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

一邊連續(xù)地改變上述氣體供給裝置的氣體供給口的朝向，一邊對上述光透射窗噴射上述氣體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

在上述光束的非照射時(shí)，使用上述氣體供給裝置對上述光透射窗噴射上述氣體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

在上述腔室內(nèi)配置被照射部件，

經(jīng)由上述光透射窗對上述被照射部件照射上述光束，通過隨時(shí)間經(jīng)過而測定該被照射的部位的寬度尺寸，由此掌握上述光透射窗的污染度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

通過使用隔著上述光透射窗對置配置的發(fā)光器與受光器，隨時(shí)間經(jīng)過而測定該光透射窗的光透射率，由此掌握上述光透射窗的污染度。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，

在進(jìn)行上述噴射時(shí)，從上述氣體供給裝置向上述光透射窗脈沖噴射上述氣體。