JP3555489B2 - 3D shape manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末材料が硬化される硬化層を順次に積層形成して三次元形状の造形物を得る三次元形状物製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図40に示す如く、粉末材料1が硬化される硬化層2を順次に積層形成して三次元形状の造形物を得る三次元形状物製造法は知られている。これは「選択的焼結によって部品を製造する方法」として特許第2620353号公報に開示されたもので、ここでは、金属等の無機質材或いは樹脂等の有機質材でなる粉末材料1が堆積され、そこにレーザや指向性エネルギービーム等の光ビーム(レーザビーム12)が照射され硬化されて硬化層2が形成され、該硬化層2が順次に積層形成されて三次元形状の造形物が得られる。
【0003】
この場合、図40(a)に示す如く、粉末材料1はホッパー29から包囲構造30内に供給され、その上から、図40(b)に示す如く、レーザビーム12が所定部位に選択的に照射され、これが繰り返されて硬化層2が積層形成される。又、レーザビーム12はレーザヘッド31から照出され、その走路がプリズム32を含む走査系33で方向変換されるように操作されて、包囲構造30内で最上層となる粉末材料1の所定部位に選択的に照射される。したがって、この場合には、複雑な形状の造形物を比較的容易に製造することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術においては、粉末材料1の充填密度が低くて照射、硬化後の密度は100%とならず、そのため、製造される造形物の強度が材料本来の機械的強度に比して弱くなるという問題があった。又、硬化層2を形成するためにレーザビーム12を走査する工程が必要となり、しかも、造形物の輪郭線内の走査データ量が多いため造形時間が長くなるという問題があった。又、粉末材料1が硬化する際に収縮するため、硬化層2が変形して精度良く造形物を製造することができないという問題もあった。
【0005】
本発明は、上記従来の技術における問題を悉く解決するために発明されたもので、その課題は、複雑な形状でありながら高強度で高精度な造形物を容易に製造することができる三次元形状物製造法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の三次元形状物製造法は、粉末材料が硬化される硬化層を順次に積層形成して三次元形状の造形物を得る製造法であって、埋設用部材を設置しておき、該埋設用部材の周辺に粉末材料を充填し、該粉末材料を同埋設用部材の近傍でこれと一体化されるように硬化させて、硬化層を順次に積層形成する製造法である。
【0007】
したがって、この場合、埋設用部材を高密度で強固に形成しておくことで、全体としては高強度な造形物を製造することができる。しかも、埋設用部材の周辺付近のみの粉末材料を層構成として順次に硬化させるだけで良く、その際、硬化させるためのビームを走査する走査データ量も造形物の輪郭線内で少なくなって走査時間は短くなり、複雑な形状であってもその造形時間の短縮化を図ることができる。又、硬化される粉末材料の量が少なくなることで、その硬化時の収縮による変形も防止されて、高精度な造形物を製造することができる。
【0008】
また、この場合において、埋設用部材を周壁体で囲まれたプレート上に設置し、該プレートを同周壁体の上端部から硬化層の厚みに相当する寸法分づつ順次に降下させて、同周壁体で囲まれたスペース内に粉末材料を同プレートの降下ごとに充填して硬化させてもよい。
【0009】
このようにすることで、埋設用部材が硬化層の厚みに相当する寸法分づつ降下されながら、その周辺に同硬化層が順次に積層形成されるので、硬化後ごとに粉末材料を容易に充填することができ、これに照射するビームの距離設定等も容易になって、最適な製造設備となすことができる。
【0010】
また、本発明の請求項1記載の三次元形状物製造法は、上記の三次元形状物製造法において、シート材料を積層一体化して埋設用部材を形成することを特徴とするものである。
【0011】
したがって、この場合は特に、複雑な形状の造形物であっても、これに埋設される埋設用部材をシート材料の積層一体化により形成することによって、簡単に製造することができる。
【0012】
しかも、本発明の請求項1記載の三次元形状物製造法は、上記の三次元形状物製造法において、各硬化層を形成するごとにその前に各シート材料を順次に積層設置して、埋設用部材を形成することを特徴とするものである。
【0013】
したがって、この場合は特に、シート材料を予め積層一体化して形成しておく必要がなく、各硬化層を形成するごとにその前に各シート材料を順次に積層設置して、埋設用部材を簡単に形成することができ、同埋設用部材は粉末材料の充填の際に邪魔になることもない。
【0014】
本発明の請求項2記載の三次元形状物製造法は、上記請求項1記載の三次元形状物製造法において、積層される各シート材料に穿設された貫通孔に粉末材料を充填し、該粉末材料を硬化させることによって同各シート材料を結合させることを特徴とするものである。
【0015】
したがって、この場合は特に、貫通孔に充填される粉末材料の硬化によって各シート材料は結合されるので、シート材料間の結合強度が向上されると共に粉末材料硬化時の熱影響によるシート材料の変形も防止され、造形物の高強度化、高精度化を図ることができる。
【0016】
本発明の請求項3記載の三次元形状物製造法は、上記請求項2記載の三次元形状物製造法において、各シート材料の間で貫通孔を連通させることを特徴とするものである。
【0017】
したがって、この場合は特に、シート材料間で連通した貫通孔に充填される粉末材料の硬化によって各シート材料が結合されるので、各シート材料は相互に位置決めされて横ズレなく結合され、造形物の更なる高強度化、高精度化を図ることができる。
【0018】
本発明の請求項4記載の三次元形状物製造法は、上記請求項1記載の三次元形状物製造法において、各シート材料の厚みを埋設用部材の外側面の傾斜がきつくなる部位では厚く、同傾斜が緩くなる部位では薄くなるように変化設定することを特徴とするものである。
【0019】
したがって、この場合は特に、埋設用部材の外側面の傾斜がきつくなる部位では、シート材料の厚みが厚くなるように変化設定されて該シート材料の積層枚数は削減され、造形時間の更なる短縮化を図ることができる。逆に、埋設用部材の外側面の傾斜が緩くなる部位では、シート材料の厚みが薄くなるように変化設定されて該シート材料の端部で発生する段差は小さくなり、造形物の水平に近い表面を滑らかに仕上げることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一参考例を示し、該参考例の三次元形状物製造法は、粉末材料1が硬化される硬化層2を順次に積層形成して三次元形状の造形物を得る製造法であって、埋設用部材3を設置しておき、該埋設用部材3の周辺に粉末材料1を充填し、該粉末材料1を同埋設用部材3の近傍でこれと一体化されるように硬化させて、硬化層2を順次に積層形成する製造法である。
【0025】
該参考例の三次元形状物製造法においては、埋設用部材3を周壁体4で囲まれたプレート5上に設置し、該プレート5を同周壁体4の上端部6から硬化層2の厚みに相当する寸法L分づつ順次に降下させて、同周壁体4で囲まれたスペース7内に粉末材料1を同プレート5の降下ごとに充填して硬化させる。
【0026】
この場合、図1(a)に示す如く、プレート5上に埋設用部材3を予め設置しておき、図1(b)に示す如く、プレート5を硬化層2の厚みに相当する寸法Lだけ降下させ、これにより形成される周壁体4で囲まれたスペース7内に、図1(c)に示す如く、粉末材料1を充填する。ここで、プレート5の周囲には周壁体4の内面に密接状態で摺動するスライダ11が設けられており、粉末材料1の漏れ出ないスペース7が、同周壁体4の上端部6から所定の深さ(寸法L)となって確実に形成される。
【0027】
次に、図1(d)に示す如く、埋設用部材3の周辺付近の粉末材料1にのみビーム12を照射して硬化させ、その際、該粉末材料1が硬化する硬化層2を同埋設用部材3の外側面にも結合一体化させる。ここで、ビーム12としてはレーザや指向性エネルギービーム等の光ビームが照射され、粉末材料1は焼結により硬化する。粉末材料1は金属等の無機質材或いは樹脂等の有機質材でなり、前記ビーム12によって必要部分のみが選択的に焼結され効率良く確実に硬化される。又、埋設用部材3の材質は、これに粉末材料1が硬化され結合一体化されることから該粉末材料1と同質材料であることが好ましく、同埋設用部材3は高密度で高強度に形成されるが、安価で高強度に形成される別材料が採用されても良い。
【0028】
上記図1(b)〜(d)の工程が繰り返され、最終的に図1(e)に至って造形物が完成する。この場合、金属でなる粉末材料1を硬化積層させて金属部品や金型等を製造することができ、樹脂でなる粉末材料1によって樹脂部品を製造することができ、有機質材と無機質材とが混在する造形物や部品等を製造することもできる。
【0029】
したがって、該参考例の三次元形状物製造法においては、埋設用部材3を高密度で強固に形成しておくことで、全体としては高強度な造形物を製造することができる。しかも、埋設用部材3の周辺付近のみの粉末材料1を層構成として順次に硬化させるだけで良く、その際、硬化させるためのビーム12を走査する走査データ量も造形物の輪郭線内で少なくなって走査時間は短くなり、複雑な形状であってもその造形時間の短縮化を図ることができる。又、硬化される粉末材料1の量が少なくなることで、その硬化時の収縮による変形も防止されて、高精度な造形物を製造することができる。
【0030】
又、該参考例の三次元形状物製造法においては、埋設用部材3が硬化層2の厚みに相当する寸法L分づつ降下されながら、その周辺に同硬化層2が順次に積層形成されるので、硬化後ごとに粉末材料1を容易に充填することができ、これに照射するビーム12の距離設定等も容易になって、最適な製造設備となすことができる。しかも、この場合に、プレート5は周壁体4の上端部6から硬化層2の厚みに相当する寸法L分づつ降下されるので、該寸法L分の厚さ寸法となる程度に粉末材料1が正確に適量だけ充填される。
【0031】
図2は、本発明の別の参考例を示し、該参考例の三次元形状物製造法においては、シート材料8を積層一体化して埋設用部材3が形成されている。この場合、シート材料8は無機質材或いは有機質材で、予め積層一体化されてプレート5上に設置される。
【0032】
したがって、この場合は特に、複雑な形状の造形物であっても、これに埋設される埋設用部材3をシート材料8の積層一体化により形成することによって、簡単に製造することができる。なお、それ以外は、上記図1に示した参考例と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記参考例におけると同様の作用効果が奏される。
【0033】
図3は、本発明の請求項1に対応する一実施形態を示し、該実施形態の三次元形状物製造法においては、各硬化層2を形成するごとにその前に各シート材料1を順次に積層設置して、埋設用部材3を形成するものである。この場合、シート材料8は所定の大きさ形状に切断され、その厚み寸法は硬化層2の厚みに相当する寸法Lに略等しく形成されており、該寸法Lだけプレート5を降下させる前に予め該プレート5上に同シート材料8は設置されているが、プレート5を降下させた後に該プレート5上に同シート材料8を設置しても良く、すなわち、図3(a)(b)の工程が入れ替わっても良い。
【0034】
したがって、この場合は特に、シート材料8を予め積層一体化して埋設用部材3を形成しておく必要がなく、各硬化層2を形成するごとにその前に各シート材料8を順次に積層設置して、埋設用部材3を簡単に形成することができ、同埋設用部材3は粉末材料1の充填の際に邪魔になることもない。又、充填された粉末材料1から埋設用部材3が上方へ突出しないので、ビーム12を照射する同粉末材料1の硬化作業の際にも支障を来すことがない。なお、それ以外は、上記図2に示した参考例と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記参考例におけると同様の作用効果が奏される。
【0035】
又、上記各参考例、実施形態においては、図4に示す如く、下層から上層領域を除いた領域部分に粉末材料1を充填している。すなわち、シート材料8の輪郭線周辺に粉末材料1は充填されて、該粉末材料1が同シート材料8の間には介設されていない。この場合、各シート材料8の端面間の隙間が粉末材料1の硬化層2によって閉塞されると共に、強固に接着されて同端面からのシート材料8のめくれ上がり変形が防止され、しかも、接着部分が少ないため熱歪み等の影響も少なく、高精度の造形物を得ることができる。
【0036】
又、上記各参考例、実施形態において、図5に示す如く、各シート材料8の間に粉末材料1を塗布介設し、該シート材料8間の粉末材料1を溶融或いは焼結することによって、各シート材料8を相互に接合させることも可能である。この場合、図5(a)(b)に示す如く、下層のシート材料8の表面に粉末材料1を塗布して粉末接着層13を形成し、図5(c)に示す如く、同粉末接着層13上に上層のシート材料8を設置し、図5(d)に示す如く、同上層のシート材料8の上から該シート材料8を通してレーザ等のビーム12を照射し、これにより、前記粉末接着層13を溶融或いは焼結させて該粉末接着層13により上下層のシート材料8を相互に接着結合する。
【0037】
したがって、この場合は、シート材料8の相互間の接着強度が向上して、造形物の機械的強度を増強させることができる。又、この場合には、シート材料8よりも低融点の粉末材料1が用いられ、これによって、該シート材料8にはビーム12の熱影響によるダメージを与えることなく造形することができ、同シート材料8に変形を生じることなく高精度の造形物が得られる。
【0038】
図6は、本発明の請求項1、2に対応する別の実施形態を示し、該実施形態の三次元形状物製造法においては、積層される各シート材料8に穿設された貫通孔9に粉末材料1を充填し、該粉末材料1を硬化させることによって同各シート材料8を結合させるものである。この場合、図6(a)(b)に示す如く、複数の貫通孔9が穿設されたシート材料8の上から、該シート材料8の周辺と各貫通孔9内とに粉末材料1を充填し、図6(c)に示す如く、同シート材料8の上からレーザ等のビーム12を照射して、前記シート材料8の周辺及び各貫通孔9内に充填された粉末材料1を硬化させる。この図6(a)〜(c)の工程が繰り返され、最終的に図6(d)に至って造形物が完成する。
【0039】
したがって、この場合は特に、貫通孔9に充填される粉末材料1の硬化によって各シート材料8は結合されるので、各シート材料8間の結合強度が向上されると共に、粉末材料1硬化時の熱影響による各シート材料8の変形も防止され、造形物の高強度化、高精度化を図ることができる。なお、それ以外は、上記図3に示した実施形態と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記実施形態におけると同様の作用効果が奏される。
【0040】
図7は、本発明の請求項1〜3に対応する更に別の実施形態を示し、該実施形態の三次元形状物製造法においては、各シート材料8の間で貫通孔9を連通させている。この場合、全シート材料8に貫通孔9は連通しており、該連通した貫通孔9が複数個所に配設されている。
【0041】
したがって、この場合は特に、シート材料8間で連通した貫通孔9に充填される粉末材料1の硬化によって各シート材料8が結合されるので、各シート材料8は相互に位置決めされて横ズレなく結合され、造形物の更なる高強度化、高精度化を図ることができる。なお、それ以外は、上記図6に示した実施形態と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記実施形態におけると同様の作用効果が奏される。
【0042】
又、該実施形態において、図8に示す如く、貫通孔9を傾斜して連通するように穿設することもできる。この場合、図8(a)に示す如く、シート材料8の各層ごとで貫通孔9を交互に異なる方向へ傾斜させても良く、或いは、図8(b)に示す如く、複数層のシート材料8ごとで貫通孔9を交互に異なる方向へ傾斜させても良いものである。この場合には、シート材料8の重ね合わせ方向で、各シート材料8が相互に剥がれ難くなり、造形物の更なる高強度化を図ることができる。
【0043】
又、該実施形態において、図9に示す如く、上下層のシート材料8間で連通する両貫通孔9の上側の貫通孔9bを、下側の貫通孔9aで充填硬化される粉末材料1の逃がし孔としても良い。この場合には、下側の貫通孔9aに充填された粉末材料1が硬化する際に、該粉末材料1の凝縮による盛り上がり変形は、上側の貫通孔9bで逃がされ吸収されるので、各シート材料8間での密着性を向上させることができる。
【0044】
又、該実施形態において、図10に示す如く、上下層の両シート材料8間で連通する貫通孔9b,9aと連通しない貫通孔9cとを共に配設しても良い。この場合には、連通する両貫通孔9b,9aでシート材料8間の位置決めを行うことができ、連通しない貫通孔9cでシート材料8間の接着強度を高めることができる。
【0045】
又、該実施形態において、図11に示す如く、シート材料8間で連通する貫通孔9の孔径を、各シート材料8の層間で相違させても良い。この場合、上下の貫通孔9c,9aが大径に形成され、中程の貫通孔9bが小径に形成されている。又、図12に示す如く、上下層の両シート材料8間で連通する貫通孔9b,9aの各開口端縁に各々面取り加工を施しても良い。これ等の場合には、シート材料8の重ね合わせ方向で、各シート材料8が相互により剥がれ難くなって、各シート材料8間での接着強度を向上させることができる。
【0046】
又、該実施形態において、図13に示す如く、シート材料8間で連通する各貫通孔9をテーパ孔状に形成しても良い。この場合、図13(a)に示す如く、粉末材料1が充填硬化される下側の貫通孔9aと、逃がし孔とされる上側の貫通孔9bとを、共に同じ傾斜で同じ大きさののテーパ孔状に形成しても良く、又、図13(b)に示す如く、多数層にわたって連通する各貫通孔9を、全て同じ傾斜で同じ大きさのテーパ孔状に形成しても良く、又、図13(c)に示す如く、多数層にわたって連通する各貫通孔9を、相互に傾斜が連続するよう順次その大きさを変化させてテーパ孔状に形成し、このように連通形成された複数の貫通孔9を複数組み相互に相反するテーパにして配設しても良い。これ等の場合には、シート材料8の重ね合わせ方向で、各シート材料8が相互により剥がれ難くなって、各シート材料8間での接着強度を向上させることができると共に、位置決め作業も容易となる。
【0047】
図14は、本発明の請求項1、4に対応する更に別の実施形態を示し、該実施形態の三次元形状物製造法においては、各シート材料8の厚みを埋設用部材3の外側面の傾斜Kがきつくなる部位(傾斜Kが鉛直方向に近くなる部位)では厚く、同傾斜Kが緩くなる部位(傾斜Kが水平方向に近くなる部位)では薄くなるように変化設定するものである。この場合、図15(a)に示す如く、傾斜Kが鉛直方向に近くなる部位でシート材料8を厚くすることにより、その積層数は少なくなり、又、図15(b)に示す如く、傾斜Kが水平方向に近くなる部位でシート材料8を薄くすることにより、その端部で発生する段差は小さくなる。
【0048】
したがって、この場合は特に、埋設用部材3の外側面の傾斜Kがきつくなる部位では、シート材料8の厚みが厚くなるように変化設定されて、該シート材料8の積層枚数は削減されるので、造形時間の更なる短縮化を図ることができる。逆に、埋設用部材3の外側面の傾斜Kが緩くなる部位では、シート材料8の厚みが薄くなるように変化設定されて、該シート材料8の端部で発生する段差は小さくなるので、造形物の水平に近い表面を滑らかに仕上げることができる。
【0049】
又、該実施形態の三次元形状物製造法において、図16(a)に示す如く、シート材料8を各層ごとで一体に形成しその厚みを均一としても良く、又、図16(b)に示す如く、シート材料8を特定の部位でその複数層を一体に形成しその厚みを相違させても良い。なお、それ以外は、上記図3に示した実施形態と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記実施形態におけると同様の作用効果が奏される。
【0050】
図17は、本発明の請求項1に対応する更に別の実施形態を示し、該実施形態の三次元形状物製造法においては、シート材料8の間に粉末材料1が固化される粉末固化層10を介設形成するものである。この場合、粉末固化層10はシート材料8の代わりに配設されるもので、その上下両側のシート材料8を強固に接合させる。
【0051】
したがって、この場合は特に、シート材料8による積層面が微細で複雑な形状となる場合、例えば、切り抜き形状が複雑であったり、独立した輪郭線の島が多く発生する場合に、同シート材料8に代えてその部位に粉末材料1が固化される粉末固化層10を介設形成することにより、該粉末固化層10を簡単に正確な位置に形成して、複雑な形状となる造形物の製造にも容易に対応することができる。
【0052】
又、該実施形態の三次元形状物製造法において、図18に示す如く、複数の粉末固化層10を介設してこれ等の厚みを相違させることができる。この場合、厚い粉末固化層10を得るためには、粉末材料1の塗布及び硬化を複数回繰り返して行えば良く簡単で、シート材料8の厚みを変えるに比して容易であり、特別な機構や装置も不要となる。なお、それ以外は、上記図3に示した実施形態と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記実施形態におけると同様の作用効果が奏される。
【0053】
図19は、本発明の請求項1に対応する更に別の実施形態を示し、該実施形態の三次元形状物製造法においては、埋設用部材3の外側面が各シート材料8の間で階段状となり、該階段状の凹部に粉末材料1をその上面が同階段傾斜に略沿ったテーパー状となるように充填して硬化させるものである。この場合には、図20に示す如く、段差が大きくなっていたものが、図21に示す如く、階段傾斜Kに沿って段差が小さくなる。ここで、図20、21の各(a)は全体形状を示し、各(b)はビーム12を照射して粉末材料1を硬化させる状態の要部を示し、各(c)は同粉末材料1が硬化された硬化層2を示している。
【0054】
したがって、この場合は特に、階段状となる埋設用部材3の外側面が、該階段状の凹部に充填して硬化される粉末材料1により同階段傾斜Kに略沿ったテーパー状となるので、造形物の表面を滑らかに仕上げることができる。しかも、ここで、磨き仕上げされるときには、削り取り量が削減されて仕上げ時間の短縮化を図ることができる。
【0055】
又、該実施形態の三次元形状物製造法においては、加振装置を採用することによって、階段状の凹部に粉末材料1をその上面がテーパー状となるように充填することができる。例えば、図22に示す如く、粉末材料1を充填後にプレート5を上昇させてこれに振動を付与し、不要な粉末材料1を振り落としてその上面をテーパー状となすことができる。この場合、図22(a)に示す如く、プレート5を所定位置に降下させた状態で、周壁体4で囲まれたスペース7内に粉末材料1を充填し、次に、図22(b)に示す如く、同プレート5を最上位にまで上昇させてこれを振動させ、不要な粉末材料1を振り落としてその上面をテーパー状となし、続いて、図22(c)に示す如く、同プレート5を所定位置に降下させこの状態で、最上層のシート材料8の周辺付近の粉末材料1にのみビーム12を照射して硬化層2を形成する。なお、それ以外は、上記図3に示した実施形態と同様に構成されて同様の工程となっており、同上記実施形態におけると同様の作用効果が奏される。
【0056】
又、本発明の三次元形状物製造法においては、レーザや指向性エネルギービーム等の光ビームを照射することで、粉末材料1が焼結により硬化されると共にシート材料8は所定形状に切断されるのであるが、このように、光ビームを採用することで、ピンポイント的に局部加熱を行うことができ、シート材料8に熱による悪影響を与えることなくこれを切断することができ、その際、輪郭線形状に合わせて自由に且つ正確に同光ビームを走査することができる。
【0057】
又、本発明の三次元形状物製造法において、シート材料8の切断形状は、図23に示す如く、箱形状の造形物を製作する場合、同シート材料8の端縁部分に粉末材料1が充填されるスペースが形成されるように形成する。すなわち、最下層のシート材料8は造形物に合致する形状(必要寸法A)で良いが、その上の他のシート材料8はその端縁部分に粉末材料1の充填量を考慮したスペース(充填部寸法B)が確保されるよう若干小さく切断する。この場合には、各シート材料8の端縁部分が確実に接着されて、必要寸法Aを有する所定の箱形状となる造形物を高精度で得ることができる。
【0058】
又、図24に示す如く、シート材料8による積層面に独立した輪郭線の島部14が発生する場合、該島部14とその他の部分とを結合する連結部15が備わった形状に同シート材料8を切断形成する。この場合、シート材料8の積層接合後、或いは、造形物の製作完了後に、図24(a)(d)に示す如く、前記連結部15を切断除去するものである。それ故、この場合には、切断形成したシート材料8を搬送する際、図24(b)に示す如く、島部14が連結部15でその他の部分と一体化されていて、容易に搬送することができ、又、図24(c)に示す如く、同シート材料8を積層接合する際にも、島部14が連結部15でその他の部分と一体化されていて、その位置決め作業を容易に行うことができる。
【0059】
又、本発明の三次元形状物製造法において、シート材料8の位置決めは、例えば、図25に示す如く、シート材料8をその周辺に位置決め辺部16が備わった形状に切断形成し、該位置決め辺部16を位置決めピン17に当接させることによって行うことができる。この場合、図25(b)に示す如く、シート材料8は二辺の直角に配置される位置決め辺部16が島部14と共にその他の部分と連結部15を介して結合された形状に切断形成され、図25(c)に示す如く、両位置決め辺部16を少なくとも三つの位置決めピン17に当接させることにより同シート材料8は位置決め設置されて積層接合され、最終的には、図25(a)に示す如く、全ての連結部15及び位置決め辺部16が切断除去される。なお、位置決めピン17は、例えば、プレート5上に突設される。
【0060】
又、本発明の三次元形状物製造法においては、図26に示す如く、シート材料8の位置決めを行うこともできる。すなわち、この場合には、シート材料8をその全周に位置決め辺部16が備わった形状に切断形成し、該位置決め辺部16を周壁体4の内壁面に当接させることによって、同シート材料8の位置決めを行うものである。ここでは、図26(a)に示す如く、シート材料8はその全周を包囲するように配される位置決め辺部16が島部14と共にその他の部分と連結部15を介して結合された形状に切断形成され、図26(b)に示す如く、位置決め辺部16の外側縁を周壁体4の内壁面に当接させることにより同シート材料8は位置決め設置されて積層接合される。なお、最終的には、全ての連結部15及び位置決め辺部16が切断除去される。
【0061】
上記図25、26に示した如く、シート材料8の位置決めを行うと、該位置決め作業が容易となり、粉末材料1を充填する領域が小さくなって該粉末材料1の量も少なくて済み、その結果として、高精度の造形物を得ることができる。
【0062】
又、本発明の三次元形状物製造法においては、図27に示す如く、プッシャ可動装置18から進退自在に突出されるプッシャ19を、シート材料8の外縁部分に当接させることで、同シート材料8の位置決めを行うこともできる。ここで、図27(a)は位置決め時の状態を示し、図27(b)は位置決め解除状態を示している。又、図28に示す如く、ピン可動装置装置20から進退自在に突出される可動ピン21を、各シート材料8に穿設される位置決め用孔22に挿通係合させることで、同各シート材料8の位置決めを行うこともできる。ここで、図28(a)は位置決め時の状態を示し、図28(b)は位置決め解除状態を示している。このように、シート材料8の位置決めを行うと、光ビーム照射がシート材料8の輪郭線部に沿って正確に走査され、各シート材料8間の接着が良好に行われて接着強度が向上され、造形精度の向上を期待できるようになる。
【0063】
又、本発明の三次元形状物製造法において、シート材料8の位置決めが、各シート材料8に穿設される位置決め用孔22に可動ピン21を挿通係合させることで行われる場合には、図29に示す如く、可動ピン21をプレート5上に立設してこれと共に可動されるようになしても良い。この場合、シート材料8の位置決めが容易に行われながら、図29(a)(b)に示す工程及びビーム12を粉末材料1に照射して硬化層2を形成する工程が繰り返され、最終的に図29(c)に至って造形物が完成し、その際、前記可動ピン21は埋設用部材3の一部として造形物内に埋設形成される。
【0064】
又、本発明の三次元形状物製造法において、シート材料8の位置決めが、各シート材料8に穿設される位置決め用孔22に可動ピン21を挿通係合させることで行われる場合、図30に示す如く、可動ピン21の先端部分をかしめたり(かしめ膨大部23)、図31(a)に示す如く、上層のシート材料8の位置決め用孔22に粉末材料1を充填し、これを硬化させて可動ピン21の先端部分と結合させたり(結合硬化部24)、その際、図31(b)に示す如く、同上層のシート材料8の位置決め用孔22を面取り形状に形成したり(面取り部25)することができる。この場合には、シート材料8が可動ピン21から抜け外れ難くなって、各シート材料8の積層方向における強度アップが図られる。
【0065】
又、このように、シート材料8の位置決めが、各シート材料8に穿設される位置決め用孔22に可動ピン21を挿通係合させることで行われるような場合には、図32(a)に示す如く、可動ピン21が全シート材料8に連通挿入されるようになしても、或いは、図32(b)に示す如く、複数の可動ピン21が上下の両シート材料8間ごとで挿通されるようになしても良いものである。
【0066】
又、本発明の三次元形状物製造法において、シート材料8の位置決めが、各シート材料8に穿設される位置決め用孔22に可動ピン21を挿通係合させることで行われる場合に、図33に示す如く、可動ピン21を下層のシート材料8の上面に突出形成し、同可動ピン21が上層のシート材料8の位置決め用孔22に挿入係合されるようになすこともできる。
【0067】
この場合、図33(a)に示す如く、下層のシート材料8の上面に粉末材料1を塗布し、図33(b)に示す如く、該粉末材料1の一部にビーム12をスポット状に照射し硬化させて可動ピン21を形成し、図33(c)に示す如く、未硬化で残存する粉末材料1を除去して同可動ピン21を下層のシート材料8の上面から突出させ、図33(d)に示す如く、前記下層のシート材料8の上に上層のシート材料8を積層して、その際、該上層のシート材料8の位置決め用孔22に前記可動ピン21を挿入係合させて両シート材料8を相互に位置決めし、その後は、図33(e)(f)に示す如く、別途の粉末材料1を充填し、上層のシート材料8の周辺付近の同粉末材料1にビーム12を照射して硬化層2を形成し、これ等の工程を繰り返して造形物が完成される。
【0068】
したがって、この場合には、可動ピン21を予め別途に設置形成する手間が省かれ、該可動ピン21の形状や大きさを位置決め用孔22に対応させて自由に設定することができ、シート材料8を積層する工程の中で簡単に各シート材料8の積層方向における強度アップを図ることができる。
【0069】
又、本発明の三次元形状物製造法においては、図34、35に示す如く、位置決め用リブ26を下層のシート材料8の上面に突出形成して、同位置決め用リブ26に上層のシート材料8の外辺部分を当接させることで、両シート材料8を相互に位置決めすることもできる。
【0070】
この場合、図34(a)に示す如く、下層のシート材料8の上面に粉末材料1を塗布し、図34(b)に示す如く、該粉末材料1の一部にビーム12を線状に照射し硬化させて位置決め用リブ26を形成し、図34(c)、図35(a)に示す如く、未硬化で残存する粉末材料1を除去して同位置決め用リブ26を下層のシート材料8の上面から突出させ、図34(d)、図35(b)に示す如く、前記下層のシート材料8の上に上層のシート材料8を積層して、その際、該上層のシート材料8の対向する外辺部分の一辺を前記位置決め用リブ26に当接させて両シート材料8を相互に位置決めし、その後は、図34(e)(f)、図35(c)に示す如く、別途の粉末材料1を充填し、上層のシート材料8の前記外辺部分の他辺付近の同粉末材料1にビーム12を照射して硬化層2を形成し、これ等の工程を繰り返して造形物が完成される。
【0071】
したがって、この場合にも、位置決め用リブ26を予め別途に設置形成する手間が省かれ、該位置決め用リブ26の形状や大きさを自由に設定することができ、シート材料8を積層する工程の中で簡単に各シート材料8の積層方向における強度アップを図ることができる。
【0072】
なお、本発明の三次元形状物製造法においては、図36(a)(b)に示す如く、上層のシート材料8の下面に突起27を突出形成し、該突起27を下層のシート材料8の上面に食い込み状に係合させることで、両シート材料8を相互に位置決めすることもできる。この場合、図37に示す如く、ポンチを上下昇降させる加工機28を具備し、該加工機28のポンチを上層のシート材料8上に下降押圧させることで、該上層のシート材料8の下面に突出形成される突起27が下層のシート材料8の上面に食い込み係止されるようになしても良い。
【0073】
又、本発明の三次元形状物製造法においては、図38、39に示す如く、所定の粉末材料1が全て焼結により硬化された後の最終工程として、造形物の上面に機械加工を施しても良い。この場合における全工程について、図38、図39の(a)〜(e)の工程順に説明する。
まず、図38(a)、図39(a)に示す如く、ロール状に巻き取られた金属製のシート材料8を繰り出してこれにビーム12を照射し、貫通孔9(スルーホールのような接着用の共通孔)を形成すると共に輪郭線で所定形状に切断する。次に、所定形状に切断されたシート材料8を周壁体4で囲まれたプレート5上に設置し、図38(b)〜(d)、図39(b)〜(d)に示す如く、図7に示した実施形態におけると同様に、複数の貫通孔9が穿設された前記シート材料8の上から、該シート材料8の周辺と各貫通孔9内とに粉末材料1を充填し、同シート材料8の上からビーム12を照射して、該シート材料8の周辺及び各貫通孔9内に充填された前記粉末材料1を硬化させる。これ等の工程が二回繰り返されて、二層構造の造形物が完成される。
【0074】
なお、この場合、ビーム12はレーザ照射装置Aより照射され、粉末材料1は材料供給装置Bによって供給充填され、該粉末材料1は同ビーム12が照射されることにより焼結硬化して、シート材料8の貫通孔9及び輪郭線部分を接着するものである。又、図38(e)、図39(e)に示す如く、最終工程として、造形物の上面に機械加工が施されるものであり、この場合、粉末材料1の硬化部分(貫通孔9内及び周辺の硬化層2)が造形物の上面から突出しており、該突出部分が加工装置Cによって切削除去される。
【0075】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の請求項1記載の三次元形状物製造法によると、高強度な造形物を製造することができ、埋設用部材の周辺付近のみの粉末材料を層構成として順次に硬化させるだけで良いので、複雑な形状であってもその造形時間の短縮化を図ることができ、粉末材料の硬化時の収縮による変形も防止されて、高精度な造形物を製造することができる。
【0077】
又、本発明の請求項1記載の三次元形状物製造法によると、複雑な形状の造形物であっても、埋設用部材をシート材料の積層一体化により形成することで、簡単に製造することができる。
【0078】
しかも、本発明の請求項1記載の三次元形状物製造法によると、シート材料を予め積層一体化して形成しておく必要がなく、埋設用部材を簡単に形成することができ、同埋設用部材は粉末材料の充填の際に邪魔になることもない。
【0079】
又、本発明の請求項2記載の三次元形状物製造法によると、特に、貫通孔に充填される粉末材料の硬化によって、シート材料間の結合強度が向上されると共に粉末材料硬化時の熱影響による各シート材料の変形も防止され、造形物の高強度化、高精度化を図ることができる。
【0080】
又、本発明の請求項3記載の三次元形状物製造法によると、特に、シート材料間で連通した貫通孔に充填される粉末材料の硬化によって、各シート材料は相互に位置決めされて横ズレなく結合され、造形物の更なる高強度化、高精度化を図ることができる。
【0081】
又、本発明の請求項4記載の三次元形状物製造法によると、特に、埋設用部材の外側面の傾斜がきつくなる部位では、シート材料は厚くなりその積層枚数が削減されて、造形時間の更なる短縮化を図ることができ、同傾斜が緩くなる部位では、シート材料は薄くなりその端部で発生する段差が小さくなって、造形物の水平に近い表面を滑らかに仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一参考例である三次元形状物製造法を示し(a)〜(e)各々その製造過程における概略断面図。
【図2】別の参考例である三次元形状物製造法を示し(a)〜(e)各々その製造過程における概略断面図。
【図3】本発明の一実施形態である三次元形状物製造法を示し(a)〜(e)各々その製造過程における概略断面図。
【図4】同実施形態である三次元形状物製造法におけるシート材料の積層方法を例示する概略断面図。
【図5】同実施形態である三次元形状物製造法におけるシート材料の別の積層方法を例示し(a)〜(d)各々その積層過程における概略断面図。
【図6】別の実施形態である三次元形状物製造法を示し(a)〜(d)各々その製造過程における概略断面図。
【図7】更に別の実施形態である三次元形状物製造法を示す概略断面図。
【図8】同実施形態である三次元形状物製造法におけるシート材料の積層態様を例示する(a)(b)各々異なる積層態様の概略断面図。
【図9】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の積層態様を例示する概略断面図。
【図10】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の別の積層態様を例示する概略断面図。
【図11】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の積層態様を例示する概略断面図。
【図12】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の積層態様を例示する概略断面図。
【図13】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の積層態様を例示する図面で、(a)〜(c)各々異なる積層態様の概略断面図。
【図14】更に別の実施形態である三次元形状物製造法を示す概略断面図。
【図15】同実施形態である三次元形状物製造法を説明するための(a)(b)各々概略断面図。
【図16】同実施形態である三次元形状物製造法におけるシート材料の積層態様を例示する(a)(b)各々異なる積層態様の概略断面図。
【図17】更に別の実施形態である三次元形状物製造法を示す概略断面図。
【図18】同実施形態である三次元形状物製造法におけるシート材料の別の積層態様を示す概略断面図。
【図19】更に別の実施形態である三次元形状物製造法を示す概略断面図。
【図20】同実施形態である三次元形状物製造法を説明するための比較形態を示し(a)はその概略断面図、(b)(c)はその製造過程を示す要部拡大断面図。
【図21】同実施形態である三次元形状物製造法を示し(a)はその概略断面図、(b)(c)はその製造過程を示す要部拡大断面図。
【図22】同実施形態である三次元形状物製造法における粉末材料の充填硬化方法を示し(a)〜(c)各々その充填硬化過程における概略断面図。
【図23】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の切断形状を例示する概略断面図。
【図24】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の別の切断形状を例示する図面で、(a)(b)はその各々異なる状態での概略平面図、(c)(d)はその各々異なる状態での概略断面図。
【図25】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の位置決め方法を例示する図面で、(a)〜(c)各々その異なる状態での概略平面図。
【図26】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の別の位置決め方法を例示する図面で、(a)はその概略平面図、(b)はその概略断面図。
【図27】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)(b)各々その異なる状態での概略側面図。
【図28】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)(b)各々その異なる状態での概略断面図。
【図29】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)〜(c)各々その位置決め過程における概略断面図。
【図30】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する概略断面図。
【図31】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)(b)各々異なる方法態様の概略断面図。
【図32】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)(b)各々異なる方法態様の概略断面図。
【図33】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)〜(f)各々その位置決め過程における概略断面図。
【図34】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)〜(f)各々その位置決め過程における概略断面図。
【図35】同シート材料の位置決め方法を示す(a)〜(c)各々その位置決め過程における概略平面図。
【図36】本発明の三次元形状物製造法におけるシート材料の更に別の位置決め方法を例示する図面で、(a)(b)各々異なる形状態様の概略断面図。
【図37】同シート材料の位置決め方法における設備を例示する概略側面図。
【図38】本発明の三次元形状物製造法における最終の機械加工をも含めた全工程を例示する図面で、(a)〜(e)各々その各工程における概略断面図。
【図39】同全工程を示す(a)〜(e)各々その各工程における概略斜視図。
【図40】従来例である三次元形状物製造法を示し(a)はその全体斜視図、(b)は要部斜視図。
【符号の説明】
1 粉末材料
2 硬化層
3 埋設用部材
4 周壁体
5 プレート
6 上端部
7 スペース
8 シート材料
9 貫通孔
10 粉末固化層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional object by obtaining a three-dimensional object by sequentially forming a cured layer in which a powder material is cured.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 40, there has been known a method for manufacturing a three-dimensional object in which a cured
[0003]
In this case, as shown in FIG. 40 (a), the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional technology, the packing density of the
[0005]
The present invention has been invented in order to solve all the problems in the above-described conventional technology, and the problem is that a three-dimensional object capable of easily manufacturing a high-strength, high-precision molded object having a complicated shape. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a shaped article.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a three-dimensional object according to
[0007]
Therefore, in this case, by forming the embedding member firmly at high density, it is possible to manufacture a molded article having high strength as a whole. Moreover, it is only necessary to sequentially cure the powder material in the vicinity of the buried member only in the form of a layer, and in this case, the amount of scanning data for scanning with the beam for curing is reduced within the contour line of the modeled object, and the scanning is performed. The time is shortened, and the molding time can be shortened even for a complicated shape. In addition, since the amount of the powder material to be hardened is reduced, deformation due to shrinkage during hardening is also prevented, and a high-precision molded article can be manufactured.
[0008]
Also in this case In the above, the embedding member is placed on a plate surrounded by the peripheral wall, and the plate is sequentially lowered from the upper end of the peripheral wall by a dimension corresponding to the thickness of the hardened layer, and is surrounded by the peripheral wall. The powdered material is filled into the space at each drop of the plate and cured. May .
[0009]
By doing this As the embedded member is lowered by the dimension corresponding to the thickness of the hardened layer and the hardened layer is sequentially formed around the lower portion, the powder material can be easily filled every time after the hardening. The setting of the distance of the beam for irradiating the wafer becomes easy, and the optimum manufacturing equipment can be obtained.
[0010]
Also, Claims of the
[0011]
Therefore, in this case, in particular, even a shaped object having a complicated shape can be easily manufactured by forming the embedding member embedded therein by lamination and integration of the sheet material.
[0012]
Moreover, Claims of the
[0013]
Therefore, in this case, in particular, it is not necessary to laminate and integrate the sheet materials in advance, and each time each cured layer is formed, each sheet material is sequentially laminated and installed, thereby simplifying the embedding member. The embedding member does not hinder the filling of the powder material.
[0014]
Claims of the
[0015]
Accordingly, in this case, particularly, the sheet materials are bonded by the hardening of the powder material filled in the through holes, so that the bonding strength between the sheet materials is improved, and the sheet material is deformed due to the heat effect during the hardening of the powder material. Is also prevented, and it is possible to achieve higher strength and higher accuracy of the modeled object.
[0016]
Claims of the
[0017]
Therefore, in this case, in particular, since the sheet materials are combined by the curing of the powder material filled in the through-holes communicating between the sheet materials, the sheet materials are positioned with respect to each other and combined without lateral displacement, and the modeled object is formed. Can be further enhanced in strength and accuracy.
[0018]
Claims of the
[0019]
Accordingly, in this case, particularly, in a portion where the inclination of the outer surface of the embedding member is steep, the thickness of the sheet material is changed and set so as to be thicker, the number of stacked sheet materials is reduced, and the molding time is further reduced. Can be achieved. Conversely, at a portion where the inclination of the outer surface of the embedding member becomes gentle, the thickness of the sheet material is changed and set so as to be thin, and the step generated at the end of the sheet material becomes small, and the shape of the molded object is almost horizontal. The surface can be finished smoothly.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. Reference example Indicates that Reference example Is a manufacturing method of obtaining a three-dimensional shaped object by sequentially forming a cured
[0025]
The Reference example In the method for producing a three-dimensionally shaped object, the embedding
[0026]
In this case, as shown in FIG. 1 (a), the embedding
[0027]
Next, as shown in FIG. 1D, only the
[0028]
The steps of FIG. 1B to FIG. 1D are repeated, and finally a model is completed as shown in FIG. In this case, a metal part, a mold, and the like can be manufactured by curing and laminating the
[0029]
Therefore, Reference example In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object described above, by forming the burying
[0030]
Also, Reference example In the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article described above, the embedded
[0031]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. Reference example Indicates that Reference example In the method for producing a three-dimensionally shaped object, the
[0032]
Therefore, in this case, in particular, even a shaped object having a complicated shape can be easily manufactured by forming the embedding
[0033]
FIG. 3 shows the claims of the present invention. 1 Corresponding to one An embodiment is shown, and in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the embodiment, each of the
[0034]
Therefore, in this case, in particular, it is not necessary to laminate and integrate the
[0035]
Also, each of the above Reference example, In the embodiment, as shown in FIG. 4, the
[0036]
Also, each of the above Reference example, In the embodiment, as shown in FIG. 5, the
[0037]
Therefore, in this case, the adhesive strength between the
[0038]
FIG. 6 shows a first embodiment of the present invention. , 2 Corresponding to Another In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the embodiment, the
[0039]
Therefore, in this case, in particular, since the
[0040]
FIG. 7 shows claims 1 to 5 of the present invention. 3 Is shown, and in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to this embodiment, the through
[0041]
Therefore, in this case, in particular, the
[0042]
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the through
[0043]
In this embodiment, as shown in FIG. 9, the upper through-
[0044]
In this embodiment, as shown in FIG. 10, through-
[0045]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the hole diameter of the through
[0046]
In this embodiment, as shown in FIG. 13, each through-
[0047]
FIG. 14 shows a first embodiment of the present invention. , 4 In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to this embodiment, the thickness of each
[0048]
Therefore, in this case, particularly, at a portion where the inclination K of the outer surface of the embedding
[0049]
In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present embodiment, as shown in FIG. 16A, the
[0050]
FIG. 17 shows the claims of the present invention. 1 In the three-dimensional shape manufacturing method according to this embodiment, a powder solidified
[0051]
Therefore, in this case, particularly, when the lamination surface of the
[0052]
Further, in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present embodiment, as shown in FIG. 18, a plurality of solidified
[0053]
FIG. 19 shows the claims of the present invention. 1 In the method of manufacturing a three-dimensional object according to this embodiment, the outer surface of the embedding
[0054]
Therefore, in this case, in particular, the outer surface of the embedding
[0055]
Further, in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the present embodiment, the stepped concave portion can be filled with the
[0056]
Further, in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object of the present invention, by irradiating a light beam such as a laser or a directional energy beam, the
[0057]
In the method for producing a three-dimensionally shaped object according to the present invention, the cut shape of the
[0058]
Further, as shown in FIG. 24, when an
[0059]
In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, the positioning of the
[0060]
In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the present invention, the
[0061]
As shown in FIGS. 25 and 26, when the positioning of the
[0062]
In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, as shown in FIG. 27, a
[0063]
Further, in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object of the present invention, when the positioning of the
[0064]
In the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, when the positioning of the
[0065]
When the positioning of the
[0066]
Further, in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, the positioning of the
[0067]
In this case, as shown in FIG. 33 (a), the
[0068]
Therefore, in this case, the work of separately setting and forming the
[0069]
In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, as shown in FIGS. 34 and 35, positioning
[0070]
In this case, as shown in FIG. 34 (a), the
[0071]
Therefore, also in this case, the trouble of separately installing and forming the
[0072]
In the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, as shown in FIGS. 36 (a) and (b), a
[0073]
In the method of manufacturing a three-dimensional object according to the present invention, as shown in FIGS. 38 and 39, as a final step after all of the
First, as shown in FIGS. 38 (a) and 39 (a), a
[0074]
In this case, the
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of manufacturing a three-dimensional object according to
[0077]
Claims of the
[0078]
Moreover Claims of the
[0079]
Claims of the
[0080]
Claims of the
[0081]
Claims of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention. Reference example FIGS. 3A to 3E are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a three-dimensionally shaped object.
FIG. 2 shows another Reference example FIGS. 3A to 3E are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a three-dimensionally shaped object.
FIG. 3 One of the present invention 3A to 3E are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a three-dimensionally shaped object according to an embodiment, respectively.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for laminating sheet materials in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the embodiment.
FIGS. 5A to 5D are schematic cross-sectional views showing another example of a method of laminating sheet materials in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the embodiment, in which FIGS.
FIG. 6 Another FIGS. 3A to 3D are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the embodiment.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a three-dimensionally shaped object according to still another embodiment.
FIGS. 8A and 8B are schematic cross-sectional views illustrating different lamination modes of a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the embodiment.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a lamination mode of a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating another laminating mode of a sheet material in the method for producing a three-dimensionally shaped article of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating still another laminating aspect of a sheet material in the method for producing a three-dimensionally shaped article of the present invention.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating still another lamination mode of a sheet material in the method for producing a three-dimensionally shaped article of the present invention.
FIGS. 13A to 13C are diagrams illustrating still another laminating aspect of the sheet material in the method for producing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, wherein FIGS.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a three-dimensionally shaped object according to still another embodiment.
FIGS. 15A and 15B are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the same embodiment.
16A and 16B are schematic cross-sectional views illustrating different lamination modes of the sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the same embodiment.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to still another embodiment.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing another laminating mode of the sheet material in the three-dimensionally shaped article manufacturing method according to the embodiment.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to still another embodiment.
20A and 20B are comparative cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a three-dimensionally shaped object according to the same embodiment, in which FIG. 20A is a schematic cross-sectional view, and FIGS. .
21 (a) is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the same embodiment, and FIGS. 21 (b) and (c) are enlarged cross-sectional views of essential parts showing the manufacturing process.
FIGS. 22A to 22C are schematic cross-sectional views showing a method of filling and curing a powder material in a method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the same embodiment, respectively, in the filling and curing process.
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view illustrating a cut shape of a sheet material in the method for producing a three-dimensionally shaped article of the present invention.
FIG. 24 is a view illustrating another cut shape of the sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article of the present invention, wherein (a) and (b) are schematic plan views in different states, respectively, and Is a schematic cross-sectional view in a different state.
FIGS. 25A to 25C are views illustrating a method of positioning a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, and are schematic plan views in different states of FIGS.
26A and 26B are diagrams illustrating another method of positioning a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article of the present invention, wherein FIG. 26A is a schematic plan view, and FIG.
FIGS. 27A and 27B are diagrams illustrating still another method of positioning a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, wherein FIGS.
FIGS. 28A and 28B are diagrams illustrating still another method of positioning a sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, wherein FIGS.
FIGS. 29A to 29C are diagrams illustrating still another method of positioning a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, and are schematic cross-sectional views in the respective positioning processes.
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view illustrating still another method for positioning a sheet material in the method for producing a three-dimensionally shaped article of the present invention.
FIGS. 31A and 31B are diagrams illustrating still another method of positioning a sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article of the present invention, wherein FIGS.
FIGS. 32A and 32B are diagrams illustrating still another method of positioning a sheet material in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, wherein FIGS.
FIG. 33 is a view illustrating still another method of positioning a sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, and is a schematic cross-sectional view in the respective positioning steps (a) to (f).
FIG. 34 is a view illustrating still another method of positioning a sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, and is a schematic cross-sectional view in each of (a) to (f) of the positioning process.
35 (a) to (c) are schematic plan views showing a positioning process of the sheet material in each positioning process.
FIG. 36 is a view illustrating still another method of positioning a sheet material in the method of manufacturing a three-dimensionally shaped article according to the present invention, wherein (a) and (b) are schematic cross-sectional views showing different shapes.
FIG. 37 is a schematic side view illustrating equipment in the sheet material positioning method.
FIGS. 38A to 38E are schematic cross-sectional views illustrating all steps including final machining in the method for manufacturing a three-dimensionally shaped article of the present invention; FIGS.
FIGS. 39A to 39E are schematic perspective views showing all the steps, in each of the steps.
FIGS. 40A and 40B show a conventional example of a method for manufacturing a three-dimensionally shaped article, wherein FIG. 40A is an overall perspective view, and FIG.
[Explanation of symbols]
1 powder materials
2 Hardened layer
3 Buried members
4 Perimeter wall
5 plates
6 Upper end
7 spaces
8 Sheet material
9 Through hole
10 Solidified powder layer
Claims (4)
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