本發(fā)明涉及制造三維結(jié)構(gòu)物的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法及其制造裝置。
背景技術(shù):
下述的專利文獻(xiàn)1公開了三維結(jié)構(gòu)物的制造方法及其制造裝置的一個(gè)例子。
該專利文獻(xiàn)1公開了利用了使粘合劑附著在金屬粒子的表面的材料,由加熱裝置加熱該粘合劑而使其熔融、玻璃化,從而形成固體粉體層。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2015-81380號(hào)公報(bào)
在上述專利文獻(xiàn)1中,有關(guān)制造出的三維結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部存在包含有機(jī)物的揮發(fā)成分的粘合劑殘留的問題,即、因該粘合劑的殘留而作為雜質(zhì)進(jìn)入三維結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部導(dǎo)致三維結(jié)構(gòu)物的特性或物性降低的問題還未記載或給出啟示。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于抑制在三維結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部因殘留有機(jī)物導(dǎo)致純度降低,從而三維結(jié)構(gòu)物的特性或物性降低。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的第一方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,具有:層形成工序,供給包含粉末和有機(jī)物的流動(dòng)性組合物來形成單位層;有機(jī)物除去工序,對(duì)所述單位層進(jìn)行除去所述有機(jī)物的處理;以及能量施加工序,對(duì)經(jīng)過所述有機(jī)物除去工序后的所述單位層施加能量而形成熔融層或燒結(jié)層,在所述三維結(jié)構(gòu)物的制造方法中,針對(duì)所述熔融層或所述燒結(jié)層,根據(jù)所需在層疊方向上重復(fù)所述層形成工序、所述有機(jī)物除去工序及所述能量施加工序。
在此,“粉末”即可以是金屬粉末、陶瓷粉末中的任一個(gè),還可以為這些的混合物。另外,還包含粒徑大的粒狀物與粒徑小的粉狀物的混合物。
另外,所謂“三維結(jié)構(gòu)物”不限于在層疊方向?qū)盈B有多個(gè)具有預(yù)定的厚度的單位層的立體的結(jié)構(gòu)物,還包括僅設(shè)有一個(gè)具有預(yù)定的厚度的單位層的平面的結(jié)構(gòu)物。因此,“根據(jù)所需,在層疊方向上重復(fù)…”是指在制作上述立體的結(jié)構(gòu)物的情況下重復(fù),在制造上述平面的結(jié)構(gòu)物的情況下不重復(fù)。
另外,所謂“除去有機(jī)物的處理”是指能夠從單位層除去單位層中的有機(jī)物的處理即可,并不限定于特定的處理。即,從表面?zhèn)然驈谋趁鎮(zhèn)戎械闹辽僖环较騿挝粚蛹訜岫サ奶幚碇?,還包括如下處理:施加氣流,成為減壓環(huán)境,或者組合這兩種以上的處理來除去有機(jī)物。
根據(jù)本方面,由于具有:有機(jī)物除去工序,對(duì)所述單位層進(jìn)行除去所述有機(jī)物的處理、以及能量施加工序,對(duì)經(jīng)過所述有機(jī)物除去工序后的所述單位層施加能量形成熔融層或燒結(jié)層,因此能夠抑制在三維結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部或表面因殘留有機(jī)物而導(dǎo)致三維結(jié)構(gòu)物的特性的降低。
本發(fā)明的第二方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,在第一方面中,所述流動(dòng)性組合物中的有機(jī)物為溶劑,所述有機(jī)物除去工序具有使所述溶劑氣化而除去的工序。
在此,“氣化溶劑”中的“氣化”并不限于施加熱量的氣化,還包括通過減壓的氣化、在減壓環(huán)境下施加熱量的氣化。
另外,作為溶劑的種類,優(yōu)選由沸點(diǎn)從70℃到300℃左右的溶劑中選擇。在70℃以下的溶劑中,流動(dòng)性組合物因過于易干燥而難以進(jìn)行層形成,另外,在高于300℃的高溫溶劑中,氣化需要的能量過大。
根據(jù)本方面,所述有機(jī)物除去工序使所述溶劑氣化而除去。因此,能夠比較容易地除去流動(dòng)性組合物中所包含的有機(jī)物。本方面對(duì)揮發(fā)性高的有機(jī)物尤其有效。
本發(fā)明的第三方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,在第一方面中,所述流動(dòng)性組合物中的有機(jī)物包括溶劑和粘合劑,所述有機(jī)物除去工序具有施加能夠除去所述粘合劑的能量而進(jìn)行除去的工序。
在此,施加于粘合劑的“能量”除了通過激光或紅外線而熱量之外還包括包含紫外線的電磁波能量。作為紅外線的施加單元,列舉出了鹵素加熱器或石墨加熱器等。
另外,“能夠除去粘合劑的能量”是指根據(jù)粘合劑的種類而確定,但從避免施加過大的能量的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選使用在500℃以下的溫度分解的粘合劑。另外,由此一來,“能夠除去粘合劑的能量”還易于具體地確定。
根據(jù)本方面,所述有機(jī)物除去工序施加能夠除去所述粘合劑的能量而進(jìn)行除去。因此,即使在流動(dòng)性組合物中包含溶劑之外的比溶劑沸點(diǎn)高的粘合劑,也能夠有效地除去該粘合劑。
此外,本方面可以是作為前一工序進(jìn)行單位層中的溶劑的除去之后,作為后一工序進(jìn)行粘合劑的除去的方法,也可以是同時(shí)進(jìn)行溶劑的除去和粘合劑的除去的方法。
本發(fā)明的第四方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,在第三方面中,分多個(gè)階段施加能夠除去所述粘合劑的能量,并且,先施加的能量的級(jí)別低于之后施加的能量的級(jí)別。
根據(jù)本方面,多個(gè)階段施加能夠除去所述粘合劑的能量,先施加的能量低于之后施加的能量級(jí)別,因此,能夠逐漸且階段性地除去粘合劑,降低粘合劑殘留的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的第五方面的三維結(jié)構(gòu)物的構(gòu)造方法,其特征在于,在第三方面中,對(duì)所述單位層的同一區(qū)域照射至少兩次激光,通過從所述有機(jī)物的除去處理階段性地轉(zhuǎn)移至所述熔融層或所述燒結(jié)層的形成處理來執(zhí)行所述有機(jī)物除去工序和所述能量施加工序。
根據(jù)本方面,對(duì)所述單位層的同一區(qū)域照射至少兩次激光,通過從所述有機(jī)物的除去處理階段性地轉(zhuǎn)移至所述熔融層或燒結(jié)層的形成處理,因此能夠通過先施加的低級(jí)別至中級(jí)別的能量而進(jìn)行流動(dòng)性組合物中所包含的溶劑和粘合劑(有機(jī)物)的除去,通過之后施加的高級(jí)別的能量,進(jìn)行流動(dòng)性組合物中所包含的粉末的燒成或熔融。因此,通過改變激光的輸出,能夠連續(xù)性進(jìn)行有機(jī)物除去工序和能量施加工序。
另外,所謂“照射至少兩次激光”是指施加中級(jí)別的能量之后為施加高級(jí)別的能量的處理即可,并不限定特定的能量施加條件。即,還包括中級(jí)別的能量施加后,不關(guān)閉激光而瞬間地變更為高級(jí)別的能量,或者階段性地向高級(jí)別增高等的處理。
本發(fā)明的第六方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,從第一方面到第五方面中的任一方面中,所述有機(jī)物除去工序與所述能量施加工序中的至少一方在加壓環(huán)境下進(jìn)行。
根據(jù)本方面,由于所述有機(jī)物除去工序和能量施加工序中的至少一方在減壓環(huán)境下進(jìn)行,因此,能夠以更低的加熱溫度對(duì)有機(jī)物進(jìn)行干燥、氣化而除去,從而使有機(jī)物的除去更加容易。
本發(fā)明的第七方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,從第一方面到第六方面中的任一方面中,所述有機(jī)物除去工序與所述能量施加工序中的至少一方在不活潑氣體環(huán)境下進(jìn)行。
根據(jù)本方面,由于所述有機(jī)物除去工序與能量施加工序中的至少一方在不活潑氣體環(huán)境下進(jìn)行,因此,能夠降低粉體氧化而氧等成分進(jìn)入三維結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的第八方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,從第一方面到第七方面中的任一方面中,吸引由所述能量施加工序所產(chǎn)生的煙塵。
根據(jù)本方面,由于能夠吸引而除去在所述能量施加工序所產(chǎn)生的煙塵,因此,能夠降低煙塵中所包含的碳等的有機(jī)物附著于三維結(jié)構(gòu)物的表面,或者降低進(jìn)入三維結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的第九方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,從第一方面到第八方面中的任一方面中,所述層形成工序在減壓環(huán)境下進(jìn)行。
根據(jù)本方面,由于所述層形成工序在減壓氣氛下進(jìn)行,因此,在所述單位層的形成中還能夠以更低的溫度使有機(jī)物干燥、氣化而除去。
本發(fā)明的第十方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,從第一方面到第九方面中的任一方面中,所述層形成工序與有機(jī)物除去工序在不同區(qū)域進(jìn)行。
根據(jù)本方面,由于在不同區(qū)域進(jìn)行所述單位層的形成和有機(jī)物的除去,因此,能夠降低曾除去的有機(jī)物再次附著于單位層的表面的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的第十一方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,從第一方面的到第十方面中的任一方面中,所述層形成工序具有:第一材料層形成工序,形成對(duì)應(yīng)于三維結(jié)構(gòu)物的第一材料層,以及支撐層形成工序,形成支撐所述第一材料層的支撐層。
根據(jù)本方面,所述層形成工序由于具有形成對(duì)應(yīng)于三維結(jié)構(gòu)物的第一材料層的第一材料層形成工序、以及支撐所述第一材料層的支撐層的支撐層形成工序,因此,通過由所述支撐層保持所述第一材料層而能夠?qū)?yīng)于三維結(jié)構(gòu)物的各種形狀。
本發(fā)明的第十二方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,第十一方面中,所述第一材料層包含鎂、鐵、銅、鈷、鈦、鉻、鎳、馬氏體時(shí)效鋼、不銹鋼、鈷鉻鉬、鈦合金、鎳合金、鋁合金、鈷合金、鈷鉻合金中的至少一種作為所述粉末。
根據(jù)本方面,能夠減少所制造的三維結(jié)構(gòu)物中殘留的有機(jī)物的量,提高上述金屬粉末的三維結(jié)構(gòu)物的純度。
本發(fā)明的第十三方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,其特征在于,第十一方面或第十二方面中,所述支撐層包含氧化鋁、陶瓷中的至少一種作為所述粉末。
根據(jù)本方面,向第一材料層施加能量形成熔融層或燒結(jié)層后,分解而除去支撐層的工作變得容易,能夠有效地制造有機(jī)物殘留量少而純度高的三維結(jié)構(gòu)物。
本發(fā)明的第十四方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置,其特征在于,具備:層形成部,使用包含粉末和有機(jī)物的流動(dòng)性組合物形成單位層;有機(jī)物除去部,對(duì)所述單位層進(jìn)行除去所述有機(jī)物的處理;以及能量施加部,對(duì)進(jìn)行了除去所述有機(jī)物的處理后的所述單位層施加能量,形成熔融層或燒結(jié)層。
根據(jù)本方面,能夠得到與第一方面相同的效果。
本發(fā)明的第十五方面的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置,其特征在于,第十四方面中,還具備容納所述層形成部的第一室,以及容納所述有機(jī)物除去部的第二室。
根據(jù)本方面,能夠得到與第十方面同樣的效果。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的整體構(gòu)成的概要的主視圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的第一室內(nèi)的主視圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的第一室內(nèi)的主要部分的主視圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的第二室內(nèi)的主視圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的第二室內(nèi)的主要部分的主視圖。
圖6是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖7是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的層形成工序的其它方式的說明圖。
圖8是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式三的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖9是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式四的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖10是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式五的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖11是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式六的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖12是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式七的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖13是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式八的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖14是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式九的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法的說明圖。
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式十的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的第一室內(nèi)的主視圖。
圖16是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的整體構(gòu)成的概要的主視圖。
符號(hào)說明
1三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置、3工作臺(tái)、5噴吐頭、7加熱部、
8紫外線照射部、9光束照射部、10驅(qū)動(dòng)部、11控制部、
13底板(層形成區(qū)域)、15升降驅(qū)動(dòng)部、17原料供給單元、
19供給管、21第一驅(qū)動(dòng)裝置、23支撐架、
25第二導(dǎo)軌、27移動(dòng)架、29第一導(dǎo)軌、
31第一滑動(dòng)塊、32滑架、33第一致動(dòng)器、
35第二驅(qū)動(dòng)裝置、37第二滑動(dòng)塊、39第二致動(dòng)器、
41有機(jī)物、43激光振蕩器、45熔融層、47燒結(jié)層、49層形成部、
50有機(jī)物除去部、51能量施加部、53安裝基底、
55工業(yè)用機(jī)械裝置、57機(jī)械臂、59機(jī)械臂、
61第一室、61a開口、62第二室、62a開口、
63第三室、65往復(fù)移動(dòng)部、67閘門、
70空隙部、71往復(fù)移動(dòng)基板、
72設(shè)置面、73導(dǎo)軌、74第三致動(dòng)器、
75第四致動(dòng)器、77第一材料層、79支撐層、81減壓裝置、
83不活潑氣體填充裝置、85吸引裝置、87熔融爐、89燒結(jié)爐、
p1層形成工序、p11第一材料層形成工序、p12支撐層形成工序、
p2有機(jī)物除去工序、p3能量施加工序、
l流動(dòng)性組合物、a粉末(金屬等)、b粉末(陶瓷等)、u溶劑、
v粘合劑、d單位層、e激光(能量)、m三維結(jié)構(gòu)物、
x寬度方向、y縱深方向、z層疊方向、h煙塵
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法及其制造裝置。
此外,在以下的說明中,首先以實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置為例,說明本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的整體構(gòu)成的概要。然后,說明實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的具體構(gòu)成,接著,將通過使用實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置來執(zhí)行本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法來作為實(shí)施方式二進(jìn)行具體地說明。
接下來,以與實(shí)施方式二之間的差異為中心,依次說明從與實(shí)施方式二局部構(gòu)成不同的實(shí)施方式三到實(shí)施方式九的七個(gè)實(shí)施方式,。
而且,在此之后,以與實(shí)施方式一之間的差異為中心對(duì)與實(shí)施方式一局部構(gòu)成不同的實(shí)施方式十的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
并且,最后對(duì)與從實(shí)施方式一到實(shí)施方式九的各實(shí)施方式局部構(gòu)成不同的本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法及其制造裝置的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。
實(shí)施方式一(參照?qǐng)D1~圖5、圖6)
(1)三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的整體構(gòu)成的概要(參照?qǐng)D1)
如圖所示本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a是如下裝置,通過噴吐到工作臺(tái)3上的流動(dòng)性組合物l而形成單位層d,將該單位層d中所包含的有機(jī)物41(圖6)除去之后,通過對(duì)該單位層d施加能量e來形成熔融層45或燒結(jié)層47(圖6),從而制造三維結(jié)構(gòu)物m。此外,在通常情況下根據(jù)所需通過在層疊方向z上以預(yù)定次數(shù)重復(fù)所述操作,從而制造層疊多個(gè)層d的層疊構(gòu)造的三維結(jié)構(gòu)物m。
如圖1所示,基本上通過具備:層形成部49,使用包含粉末a和有機(jī)物41(圖6)的流動(dòng)性組合物l來形成單位層d;有機(jī)物除去部50,對(duì)形成的單位層d進(jìn)行除去有機(jī)物41的處理;以及能量施加部51,對(duì)在進(jìn)行了除去有機(jī)物41的處理后的單位層d施加能量e,形成熔融層45或燒結(jié)層47,從而構(gòu)成本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a。
并且,在本實(shí)施方式中,設(shè)置有容納層形成部49的第一室61、以及容納有機(jī)物除去部50的第二室62。并且,設(shè)置有往復(fù)移動(dòng)部65和閘門67,往復(fù)移動(dòng)部65以使所述工作臺(tái)3與支撐該工作臺(tái)3的各個(gè)支撐架23在第一室61和第二室62之間能夠往復(fù),閘門67設(shè)置在所述第一室61和第二室62之間。
(2)三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置的具體構(gòu)成(參照?qǐng)D1~圖5)
工作臺(tái)3作為一個(gè)例子是噴吐流動(dòng)性組合物l而形成單位層d的部件,在其上表面設(shè)置作為層形成區(qū)域的一個(gè)例子的平板狀的底板13。另外,工作臺(tái)3構(gòu)成為如上所述由支撐架23支撐,通過設(shè)置在該支撐架23的下部的往復(fù)移動(dòng)基板71而能夠以可來回于在第一室61和第二室62之間的預(yù)定沖程來往復(fù)移動(dòng)。
往復(fù)移動(dòng)基板71由敷設(shè)于第一室61和第二室62的設(shè)置面72的導(dǎo)軌73引導(dǎo),接受由第三致動(dòng)器74產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力,從而沿所述導(dǎo)軌73往復(fù)移動(dòng)所述預(yù)定沖程(stroke)。然后,由往復(fù)移動(dòng)基板71、導(dǎo)軌73、以及第三致動(dòng)器74構(gòu)成上述的往復(fù)移動(dòng)部65。
另外,閘門67構(gòu)成為通過第四致動(dòng)器75,使與工作臺(tái)3為一體的支撐架23和往復(fù)移動(dòng)基板71在第一室61和第二室62之間能夠移動(dòng)的預(yù)定沖程,在層疊方向z的上下方向上移動(dòng),從而能夠開閉兩室61、62間的開口61a、62a。
而且,工作臺(tái)3構(gòu)成為通過作為驅(qū)動(dòng)部10的構(gòu)成部件之一的升降驅(qū)動(dòng)部15,能夠在層疊方向z的上下方向上移動(dòng)三維結(jié)構(gòu)物m的形成所需的預(yù)定沖程。
層形成部49作為一個(gè)例子具備向底板13上噴吐流動(dòng)性組合物l的噴吐頭5。然后,從原料供給單元17經(jīng)由供給管19,向該噴吐頭5供給流動(dòng)性組合物l,從噴吐頭5所具備的噴嘴向底板13上的預(yù)定的位置噴吐流動(dòng)性組合物l。
另外,在本實(shí)施方式中,作為驅(qū)動(dòng)部10的其它構(gòu)成部件,作為一個(gè)例子采用了具備兩根機(jī)械臂57、59的雙腕多關(guān)節(jié)式的機(jī)械裝置55,噴吐頭5支撐后述的光束照射部9(9a、9b)并被機(jī)械臂57、59的前端部所支撐,構(gòu)成為能夠在由附圖中作為左右方向的寬度方向x、附圖中作為紙面表里方向的縱深方向y和附圖中作為上下方向的層疊方向z構(gòu)成的三維方向x、y、z上移動(dòng)。
有機(jī)物除去部50作為一個(gè)例子構(gòu)成為在第二室62內(nèi)具備作為一個(gè)例子而設(shè)置為固定狀態(tài)的加熱部7、以及構(gòu)成為固定狀態(tài)或作為一個(gè)例子而能夠向縱深方向y移動(dòng)的紫外線照射部8。
此外,作為加熱部7,構(gòu)成為作為一個(gè)例子,能夠采用照射紅外線而加熱作為加熱對(duì)象的單位層d的鹵素加熱器或碳素加熱器等,從紫外線照射部8能夠照射包含紫外線的各種波長(zhǎng)的電磁波中的一個(gè)或多個(gè)。
另外,作為能夠通過有機(jī)物除去部50除去的有機(jī)物41是流動(dòng)性組合物l中所包含的溶劑u或粘合劑v。
在此,作為本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a中能夠使用的作為原料的、包含粉末a和有機(jī)物41的流動(dòng)性組合物l,作為一個(gè)例子能夠應(yīng)用金屬粉末a、溶劑u和粘合劑v的組合物。
作為金屬粉末,能夠使用各種金屬或金屬化合物等的粒狀或粉末狀的粒子。具體而言。能夠使用鋁、鈦、鐵、銅、鎂、不銹鋼、馬氏體時(shí)效鋼等各種金屬,硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅、氧化錫、氧化鎂、鈦酸鉀等各種金屬氧化物,氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣等的各種金屬氫氧化物,氮化硅、氮化鈦、氮化鋁等各種金屬氮化物,碳化硅、碳化鈦、氮化鋁等各種金屬氮化物、碳化硅、碳化鈦等各種金屬碳化物、硫化鋅等各種金屬硫化物、碳酸鈣、碳酸鎂等各種金屬碳酸鹽,硫酸鈣、硫酸鎂等各種金屬硫酸鹽,硅酸鈣、硅酸鎂等各種金屬硅酸鹽,磷酸鈣等各種金屬磷酸鹽,硼酸鋁、硼酸鎂等各種金屬硼酸鹽、或它們的復(fù)合化合物等、石膏(硫酸鈣的各水合物、硫酸鈣的無水物)等粉末。
作為有機(jī)物的溶劑或分散劑,可以舉出例如:甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、辛醇、乙二醇、二甘醇、甘油等酒精類、乙二醇單甲基醚(甲基纖維素)等醚類(溶纖劑類)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲酸乙酯等酯類、丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基異丁基酮、甲基異丙基酮、環(huán)己酮等酮類、戊烷、己烷、辛烷等脂肪族碳化氫類、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷等環(huán)式碳化氫類、苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、庚苯、辛基苯、壬基苯、癸苯、十一苯、十二烷基苯、十三烷基苯、十四烷基苯等具有長(zhǎng)鏈烷基和苯環(huán)的芳香族碳化氫類、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等鹵化碳化氫類、包含吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻吩、甲基吡咯烷酮中的任一個(gè)的芳香族雜環(huán)類、乙腈、丙腈、丙烯腈等腈類、n,n-二甲基酰胺,n,n-二甲基乙酰胺等酰胺類、羧酸鹽或者其它各種油類等。
作為粘合劑,可溶于上述溶劑或分散劑即可,但并未限定于此。例如,能夠使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、纖維素系樹脂、合成樹脂等。另外,例如也能夠使用pla(聚乳酸)、pa(聚酰胺)、pps(聚苯硫醚)等熱可塑性樹脂。
另外,也可以不是以可溶狀態(tài)而以上述丙烯酸樹脂等樹脂的微小的粒子的狀態(tài)分散到上述溶劑或分散介質(zhì)中。
作為能量施加部51,能夠作為一個(gè)例子應(yīng)用對(duì)于除去有機(jī)物41的單位層d照射能量e的一個(gè)例子的激光的光束照射部9,根據(jù)由后述的控制部11發(fā)送的控制信號(hào),接受由激光振蕩器43振蕩的預(yù)定輸出的激光的供給,照射作為能量束的激光e。
此外,作為本實(shí)施方式中使用的激光,并未特別的限定,光纖激光、或二氧化碳激光由于具有波長(zhǎng)較長(zhǎng)、金屬的吸收效率高的優(yōu)點(diǎn)而能夠作為優(yōu)選的激光使用。
并且,在圖示的實(shí)施方式中,該光束照射部9與噴吐頭5設(shè)置為兩組,其中一組光束照射部9a與噴吐頭5a用于使用包含金屬等的粉末a的流動(dòng)性組合物l1形成第一材料層77,作為一個(gè)例子,附圖中由設(shè)置于朝向左側(cè)的機(jī)械臂57的可反轉(zhuǎn)的安裝基底53l而保持。
另外,另一組光束照射部9b與噴吐頭5b用于使用包含陶瓷等的粉末b的流動(dòng)性組合物l2形成支撐層79,作為一個(gè)例子,附圖中由設(shè)置于朝向右側(cè)的機(jī)械臂59的可反轉(zhuǎn)的安裝基底53r而保持。
另外,作為一個(gè)例子,第一室61和第二室62通過兼?zhèn)涿芊庑院湍蛪盒缘臍んw而構(gòu)成,使得還能夠?qū)?yīng)于減壓環(huán)境中的使用,構(gòu)成為能夠經(jīng)由閘門67切換將各個(gè)室61、62內(nèi)的空間連通或劃分的狀態(tài)。
此外,本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a具備:驅(qū)動(dòng)部10,作為一個(gè)例子而由使所述兩組的噴吐頭5a及光束照射部9a、噴吐頭5b及光束照射部9b、工作臺(tái)3的相對(duì)位置沿三維方向x、y、z上移動(dòng)的升降驅(qū)動(dòng)部15和機(jī)械裝置55構(gòu)成;控制部11,控制所述兩組的噴吐頭5a及光束照射部9a、噴吐頭5b及光束照射部9b、驅(qū)動(dòng)部10、往復(fù)移動(dòng)部65、以及閘門67的各種動(dòng)作。
實(shí)施方式二(參照?qǐng)D6及圖7)
實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是通過使用上述實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a而執(zhí)行的制造方法。
具體而言,通過具有層形成工序p1、有機(jī)物除去工序p2、能量施加工序p3,基本上構(gòu)成本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法。而且,在本實(shí)施方式中,通過根據(jù)所需在層疊方向z上重復(fù)層形成工序p1、有機(jī)物除去工序p2及能量施加工序p3,構(gòu)成為能夠制造僅通過一塊單位層d而構(gòu)成的平面三維結(jié)構(gòu)物m與層疊多塊單位層d構(gòu)成的立體三維結(jié)構(gòu)物m兩種。以下,與三維結(jié)構(gòu)物m的制造過程同時(shí),具體說明這些工序的內(nèi)容。
(1)層形成工序
層形成工序p1是供給包含粉末a和有機(jī)物41的流動(dòng)性組合物l來形成單位層d的工序。
即,根據(jù)所需驅(qū)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)部65的第三致動(dòng)器74,使往復(fù)移動(dòng)基板71移動(dòng)來使工作臺(tái)3位于第一室61內(nèi),驅(qū)動(dòng)第四致動(dòng)器75來使閘門67轉(zhuǎn)移至下方來使第一室61的開口61a為閉塞狀態(tài)。
接著,驅(qū)動(dòng)升降驅(qū)動(dòng)部15,使工作臺(tái)3在層疊方向z移動(dòng),以使工作臺(tái)3的高度為最初形成的單位層d的形成高度。接下來,驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂57,使噴吐頭5a轉(zhuǎn)移至開始三維結(jié)構(gòu)物m的制造的原點(diǎn)位置。
接著,根據(jù)所需使安裝基底53l反轉(zhuǎn),配置為噴吐頭5a位于安裝基底53l從所述原點(diǎn)位置移動(dòng)的方向的前方,從噴吐頭5a以預(yù)定的噴吐量和噴吐定時(shí)噴吐流動(dòng)性組合物l,例如沿寬度方向x形成第一條噴吐物線。
另外,優(yōu)選在該噴吐物線的形成之前,預(yù)先使底板13升溫。順便說一下,在預(yù)先使底板13升溫的情況下,能夠降低從噴吐頭5a噴吐的流動(dòng)性組合物l因接觸于低溫度的底板13而產(chǎn)生流動(dòng)性的降低或成為半固化狀態(tài)等特性的變化。
順便說一下,為了實(shí)現(xiàn)流動(dòng)性組合物l的良好地噴吐,優(yōu)選作為有機(jī)物41的溶劑u和粘合劑v含有15wt%以上,為了實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的流動(dòng)性組合物l的噴吐,優(yōu)選含有20wt%以上。
然后,在這樣形成第一條噴吐物線后,使噴吐頭5a以預(yù)定間距,例如向縱深方向y移動(dòng)。另外,根據(jù)所需,使安裝基底53l反轉(zhuǎn)后,驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂57,邊使該安裝基底53l向形成第一條噴吐物線l時(shí)的相同方向或相反方向移動(dòng),邊從噴吐頭5a噴吐流動(dòng)性組合物l,從而形成第二條噴吐物線。
然后,根據(jù)所需,以預(yù)定次數(shù)重復(fù)同樣的操作,在層疊方向z依次形成單位層d。
另外,層形成工序p1能夠構(gòu)成為具有第一材料層形成工序p11以及支撐層形成工序p12兩個(gè)工序,第一材料層形成工序p11形成圖7所示的最終成為三維結(jié)構(gòu)物m的一部分的第一材料層77,支撐層形成工序p12形成支撐所述第一材料層77的支撐層79。
在這種情況下,例如,驅(qū)動(dòng)最初朝向右側(cè)的機(jī)械臂59,從安裝在其前端的安裝基底53r的噴吐頭5b噴吐包含粉末b的流動(dòng)性組合物l2,在底板13上形成支撐層79。接著,驅(qū)動(dòng)最初朝向左側(cè)的機(jī)械臂57,從安裝在其前端的安裝基底53l的噴吐頭5a噴吐包含粉末a的流動(dòng)性組合物l1,填充所述形成的支撐層79的空隙部70,在底板13上形成第一材料層77。
此外,作為形成第一材料層77的流動(dòng)性組合物l1中所包含的粉末a,作為一個(gè)例子能夠應(yīng)用金屬粉末,能夠應(yīng)用包含鎂、鐵、銅、鈷、鈦、鉻、鎳、馬氏體時(shí)效鋼、不銹鋼、鈷鉻鉬、鈦合金、鎳合金、鋁合金、鈷合金、鈷鉻合金中的至少一種的金屬粉末。
另外,作為形成支撐層79的流動(dòng)性組合物l2中所包含的粉末b,作為一個(gè)例子能夠應(yīng)用包含氧化鋁或陶瓷中的至少一種的粉末。
(2)有機(jī)物除去工序
有機(jī)物除去工序p2是對(duì)所述形成的單位層d進(jìn)行除去該單位層d中所包含的有機(jī)物41的處理的工序。
在這種情況下,驅(qū)動(dòng)第四致動(dòng)器75,使閘門67向上方移動(dòng),使第一室61的開口61a和第二室62的開口62a為開放的狀態(tài)。接著,驅(qū)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)部65的第三致動(dòng)器74,使往復(fù)移動(dòng)基板71移動(dòng)來使工作臺(tái)3位于第二室62內(nèi)。而且,再次驅(qū)動(dòng)第四致動(dòng)器75,使閘門67向下方移動(dòng),閉塞第一室61的開口61a和第二室62的開口62a,從而第二室62為密閉狀態(tài)。
在該狀態(tài)下,啟動(dòng)加熱部7和紫外線照射部8,將底板13上具有的單位層d加熱到預(yù)定的溫度。然后,在此加熱的加熱對(duì)象是流動(dòng)性組合物l中所包含的有機(jī)物41的溶劑u的情況下,以根據(jù)溶劑的種類確定的70℃以上、300℃以下的溫度加熱,使其氣化。
作為溶劑u的種類,優(yōu)選從沸點(diǎn)從70℃到300℃左右的溶劑中選擇。沸點(diǎn)為70℃以下的溶劑,流動(dòng)性組合物l過于容易干燥而難以形成層,因在噴吐頭5a的噴嘴附近產(chǎn)生流動(dòng)性組合物l的固化,從而引起噴嘴阻塞,因此并不優(yōu)選。并且,沸點(diǎn)高于300℃的高溫溶劑,氣化所需的能量過大。
而且,加熱的對(duì)象是流動(dòng)性組合物l中所包含的有機(jī)物41的粘合劑v的情況下,以根據(jù)粘合劑v的種類確定的500℃以下的溫度加熱,使粘合劑v分解。
能夠除去粘合劑v的能量如上所述通過粘合劑v的種類而確定,但從避免施加過大的能量的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選使用在500℃以下的溫度分解的粘合劑。并且,由此,能夠除去粘合劑的能量也能具體地確定。
(3)能量施加工序
能量施加工序p3是對(duì)經(jīng)過有機(jī)物除去工序p2的單位層d施加能量e來形成熔融層45或燒結(jié)層47的工序。
順便一提,在本實(shí)施方式中,對(duì)除去了有機(jī)物41的粉體a,從光束照射部9a照射高輸出的激光e,熔融或燒結(jié)該粉體a,形成熔融層45或燒結(jié)層47。然后,根據(jù)所需在作為熔融層45或燒結(jié)層47的第一層的該單位層d上通過所述三個(gè)工序p1、p2、p3形成同樣的單位層d,進(jìn)行層疊,從而制造三維結(jié)構(gòu)物m。
然后,這樣構(gòu)成的實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a和通過使用該三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a執(zhí)行的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,能夠防止因所制造的三維結(jié)構(gòu)物m的內(nèi)部或表面殘留有機(jī)物41而導(dǎo)致的三維結(jié)構(gòu)物m的純度降低導(dǎo)致機(jī)械性、物理性、化學(xué)性的特性或物性的降低,有效地發(fā)現(xiàn)所制造的三維結(jié)構(gòu)物m本來具有的特性和物性。
實(shí)施方式三(參照?qǐng)D8)
實(shí)施方式三的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是在流動(dòng)性組合物l中所包含的有機(jī)物41中,作為除去粘合劑v的有機(jī)物除去部50,是兼用在能量施加工序p3中使用的光束照射部9的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于層形成工序p1和能量施加工序p3的內(nèi)容,與實(shí)施方式2相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與實(shí)施方式2不同的有機(jī)物除去工序p2的內(nèi)容進(jìn)行說明。
即,在本實(shí)施方式中,有機(jī)物除去工序p2中,與實(shí)施方式二同樣地使用加熱部7和紫外線照射部8進(jìn)行流動(dòng)性組合物l中所包含的有機(jī)物41中溶劑u的除去,通過調(diào)整在下一工序的能量施加工序p3使用的光束照射部9a的輸出,兼作流動(dòng)性組合物l中所包含的有機(jī)物41中粘合劑v的除去而使用。
而且,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和上述的實(shí)施方式2的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。并且,本實(shí)施方式能夠有效地除去沸點(diǎn)低的溶劑u和沸點(diǎn)高的粘合劑v兩者。
實(shí)施方式四(參照?qǐng)D9)
實(shí)施方式四的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是在實(shí)施方式三的有機(jī)物除去工序p2中將除去有機(jī)物41的粘合劑v的工序而且劃分為兩個(gè)工序的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于層形成工序p1和能量施加工序p3的內(nèi)容,與實(shí)施方式2相同,有機(jī)物除去工序p2的基本內(nèi)容與實(shí)施方式三相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與所述實(shí)施方式3不同的有機(jī)物除去工序p2的內(nèi)容進(jìn)行說明。
即,在本實(shí)施方式中,分多個(gè)階段施加改變用于除去作為有機(jī)物41的粘合劑v的激光e輸出,先施加的激光e1的輸出設(shè)定為輸出的級(jí)別低于之后施加激光e2的輸出的較小的輸出。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和實(shí)施方式二、實(shí)施方式三的各個(gè)三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。并且,根據(jù)本實(shí)施方式,先供給的能量e比之后供給的能量e級(jí)別低,因此,能夠逐漸地且階段性地除去粘合劑v,降低粘合劑v殘留的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)施方式五(參照?qǐng)D10)
實(shí)施方式五的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是在實(shí)施方式三的有機(jī)物除去工序p2中,與粘合劑v相同使用光束照射部9a進(jìn)行使用加熱部7和紫外線照射部8的、除去作為有機(jī)物41的溶劑u的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于層形成工序p1和能量施加工序p3的內(nèi)容,與實(shí)施方式二相同,有機(jī)物除去工序p2的基本內(nèi)容與實(shí)施方式三相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與所述實(shí)施方式三不同的有機(jī)物除去工序p2的內(nèi)容進(jìn)行說明。
即,在本實(shí)施方式中,構(gòu)成為對(duì)在層形成工序p1中形成的單位層d的相同區(qū)域照射至少兩次激光e,通過由有機(jī)物41的除去處理階段性地轉(zhuǎn)移到熔融層45或燒結(jié)層47的形成處理,執(zhí)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3。
具體而言,將激光e的輸出級(jí)別劃分為低級(jí)別、中級(jí)別、高級(jí)別三個(gè)階段,通過向單位層d的預(yù)定區(qū)域照射低級(jí)別的激光e1,用于該預(yù)定區(qū)域具有的溶劑u的除去,通過向單位層d的同一區(qū)域照射中級(jí)別的激光e2,用于除去該同一區(qū)域具有的粘合劑v。并且,通過向單位層d的同一區(qū)域照射高級(jí)別的激光e3,能夠用于熔融或燒結(jié)該同一區(qū)域具有的粉體a而形成熔融層45或燒結(jié)層47。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和實(shí)施方式二、實(shí)施方式三的各個(gè)三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。另外,本實(shí)施方式中,通過使用相同的光束照射部9改變激光e的輸出而能夠連續(xù)地進(jìn)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3,能夠更有效地制造三維結(jié)構(gòu)物m。
實(shí)施方式六(參照?qǐng)D11)
實(shí)施方式六的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是在減壓環(huán)境下進(jìn)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3中的至少一方的工序的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于層形成工序p1的內(nèi)容、有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3的基本內(nèi)容,與實(shí)施方式二相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與實(shí)施方式二不同的有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中,在減壓環(huán)境下進(jìn)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3兩者。具體而言,在本實(shí)施方式中,對(duì)第二室62連接減壓裝置81,驅(qū)動(dòng)該減壓裝置81,在第二室62內(nèi)的環(huán)境為減壓環(huán)境的狀態(tài)下執(zhí)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。并且,在本實(shí)施方式中,能夠以更低的加熱溫度使有機(jī)物41干燥、氣化而除去,更加容易地除去單位層d中的有機(jī)物41。
實(shí)施方式七(參照?qǐng)D12)
實(shí)施方式七的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是在不活潑氣體環(huán)境下進(jìn)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3中的至少一方的工序的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于層形成工序p1的內(nèi)容、有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3的基本內(nèi)容,與實(shí)施方式2相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與實(shí)施方式二不同的有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中,在不活潑氣體環(huán)境下進(jìn)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3兩者。具體而言,在本實(shí)施方式中,對(duì)第二室62連接不活潑氣體填充裝置83,驅(qū)動(dòng)該不活潑氣體填充裝置83,在第二室62內(nèi)填充不活潑氣體,使第二室62內(nèi)的環(huán)境為不活潑氣體環(huán)境的狀態(tài)下執(zhí)行有機(jī)物除去工序p2和能量施加工序p3。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。并且,本實(shí)施方式能夠降低粉體a氧化而氧等的有機(jī)物成分進(jìn)入三維結(jié)構(gòu)物m的內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)施方式八(參照?qǐng)D13)
實(shí)施方式八的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是吸引而除去能量施加工序p3中產(chǎn)生的煙塵h的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于層形成工序p1和有機(jī)物除去工序p2的內(nèi)容、以及能量施加工序p3的基本內(nèi)容與實(shí)施方式2相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與實(shí)施方式二不同的能量施加工序p3的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中,因?qū)Τビ袡C(jī)物41的單位層d照射高級(jí)別的輸出的激光e而產(chǎn)生的煙塵h隨著通過相對(duì)于第二室62設(shè)置的吸引裝置85產(chǎn)生的吸引風(fēng)排出至外部的狀態(tài)下,執(zhí)行能量施加工序p3。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。并且,本實(shí)施方式能夠降低煙塵h中所包含的碳等有機(jī)物41附著在三維結(jié)構(gòu)物m的表面、或進(jìn)入三維結(jié)構(gòu)物m的內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)施方式九(參照?qǐng)D14)
實(shí)施方式九的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法是在減壓環(huán)境下進(jìn)行層形成工序p1的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于有機(jī)物除去工序p2的內(nèi)容、能量施加工序p3的內(nèi)容以及層形成工序p1的基本內(nèi)容,與實(shí)施方式二相同,因此省略此處的說明,關(guān)于與實(shí)施方式二不同的層形成工序p1的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中,在減壓環(huán)境下進(jìn)行層形成工序p1。因此,本實(shí)施方式中使用的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1的第一室61要求兼具能承受在減壓環(huán)境下使用的密封性和耐壓性。另外,對(duì)第一室61連接減壓裝置81,驅(qū)動(dòng)該減壓裝置81,在第一室61內(nèi)的環(huán)境為減壓氣氛的狀態(tài)下執(zhí)行層形成工序p1。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法,也發(fā)揮和實(shí)施方式二的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法相同的作用、效果。并且,本實(shí)施方式中,在單位層d的形成中也能夠以更低的溫度使有機(jī)物41干燥、氣化并去除。
實(shí)施方式十(參照?qǐng)D15)
實(shí)施方式十的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1j是代替實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a的驅(qū)動(dòng)部10的構(gòu)成部件的機(jī)械臂55,設(shè)置承擔(dān)在寬度方向x移動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置21和承擔(dān)在縱深方向y移動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)裝置35的實(shí)施方式。
因此,關(guān)于第一驅(qū)動(dòng)裝置21和第二驅(qū)動(dòng)裝置35之外的構(gòu)成,與第一實(shí)施方式同樣,因此省略此處的說明,關(guān)于與實(shí)施方式一不同的第一驅(qū)動(dòng)裝置21和第二驅(qū)動(dòng)裝置35的構(gòu)成和其動(dòng)作方式的概要進(jìn)行說明。
即,在本實(shí)施方式中,兩組噴吐頭5a、5b和一組光束照射部9安裝在旋轉(zhuǎn)角度能夠變更的滑架32,該滑架32構(gòu)成為通過第一驅(qū)動(dòng)裝置21,在寬度方向x能夠移動(dòng)三維結(jié)構(gòu)物m的形成需要的預(yù)定沖程。
此外,在圖示的實(shí)施方式中,作為第一驅(qū)動(dòng)裝置21,采用了具備:移動(dòng)架27,在配置在支撐架23上的向縱深方向y延伸的兩根第二導(dǎo)軌25上移動(dòng);第一導(dǎo)軌29,設(shè)置為對(duì)該移動(dòng)架27,在寬度方向x上延伸;第一滑動(dòng)塊31,沿該第一導(dǎo)軌29,在寬度方向x往復(fù)移動(dòng);以及第一致動(dòng)器33,供給該第一滑動(dòng)塊31驅(qū)動(dòng)力的構(gòu)成作為一個(gè)例子。
并且,移動(dòng)架27構(gòu)成為通過作為驅(qū)動(dòng)部10的構(gòu)成部件的第二驅(qū)動(dòng)裝置35,作為一個(gè)例子在作為前后方向的縱深方向y能夠移動(dòng)三維結(jié)構(gòu)物m的形成需要的預(yù)定沖程。
此外,在圖示的實(shí)施方式中,作為第二驅(qū)動(dòng)裝置35,采用了具備:兩條第二導(dǎo)軌25,配置在上述的支撐架23上;第二滑動(dòng)塊37,對(duì)于沿該第二導(dǎo)軌25在縱深方向y往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)架27設(shè)置;第二致動(dòng)器39,供給該第二滑動(dòng)塊37驅(qū)動(dòng)力的構(gòu)成作為一個(gè)例子。
然后,通過這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1j,也發(fā)揮和實(shí)施方式一的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1a相同的作用、效果。并且,本實(shí)施方式相比于實(shí)施方式一的使用機(jī)械臂57、59的構(gòu)成,滑架32能夠在通常更廣的范圍移動(dòng),能夠制造形狀較大的三維結(jié)構(gòu)物m。
其它實(shí)施方式
本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)物的制造方法及其制造裝置1以具有上述那種構(gòu)成為基礎(chǔ),但在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)當(dāng)然能夠進(jìn)行部分的構(gòu)成的變更或省略等。
例如,也可以為除去如圖16所示進(jìn)行單位層d的形成的第一室61,以及進(jìn)行有機(jī)物41的除去的第二室62之外,具備將除去有機(jī)物41的單位層d中的粉體a熔融或燒結(jié)的第三室63的構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)物的制造裝置1k。
然后,在這種情況下,也能夠構(gòu)成為將第三室63自身作為熔融爐87或燒結(jié)爐89發(fā)揮功能。另外,在圖示的實(shí)施方式中,也可以構(gòu)成為在第二室62和第三室63之間設(shè)置閘門67,第二室62和第三室63之間的移動(dòng)僅設(shè)置在工作臺(tái)上的底板13和三維結(jié)構(gòu)物m能夠移動(dòng)。
并且,包含粉末a或粉末b和有機(jī)物41的流動(dòng)性組合物l1、l2不限于使用上述各實(shí)施方式中敘述的一種或兩種,能夠使用三種以上。并且,也能夠采用這種構(gòu)成的三維制造物的制造方法,組合實(shí)施方式六及實(shí)施方式七中分別所設(shè)置的構(gòu)成,在減壓氣氛下向第二室62內(nèi)填充不活潑氣體的狀態(tài)下執(zhí)行有機(jī)物除去工序p2。