CN103561891B

CN103561891B - 三维形状造型物的制造方法

Info

Publication number: CN103561891B
Application number: CN201280025082.4A
Authority: CN
Inventors: 阿部谕; 松本武; 武南正孝; 不破勲; 东喜万; 内野野良幸; 吉田德雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: DE112012002221T5; US9592554B2; US20140147328A1; JP5877471B2; WO2012160811A1; JPWO2012160811A1; CN103561891A

Abstract

三维造型物的制造方法的特征在于，反复进行下述工序：（i）通过挤压刮板的滑动移动而在造型板上形成粉末层，接着，对该粉末层的规定部位照射光束，从而使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及（ii）在所得到的固化层上形成新的粉末层，对该新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序，其中，对在制造中途的造型物前体的外表面至少实施1次切削加工，而且，该切削加工后，在形成了至少1层量的固化层之后，实施用于将在固体层的周边部（轮廓部）产生的隆起固化部除去的上面切削。

Description

三维形状造型物的制造方法

技术领域

本发明涉及三维形状造型物的制造方法。更详细地，本发明涉及通过反复实施对粉末层的规定部位照射光束而形成固化层，从而制造由多个固化层层叠一体化而成的三维形状造型物的方法。

背景技术

一直以来，已知对粉末材料照射光束而制造三维形状造型物的方法（一般称为“粉末烧结层叠法”）。在所述方法中，反复进行下述工序：“（i）对粉末层的规定部位照射光束，由此使所述规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层，（ii）在所得到的固化层上铺设新的粉末层并同样照射光束而进一步形成固化层”，从而制造三维形状造型物（参照专利文献1或专利文献2）。在作为粉末材料而使用了金属粉末、陶瓷粉末等无机质的粉末材料的情况下，能够将所得到的三维形状造型物作为模具使用，在使用了树脂粉末、塑料粉末等有机质的粉末材料的情况下，能够将所得到的三维形状造型物作为模型使用。根据这种制造技术，能够在短时间内制造复杂的三维形状造型物。

当以使用金属粉末作为粉末材料、将所得到的三维形状造型物用作模具的情况为例时，如图1所示那样，首先，在造型板21上形成了规定厚度t1的粉末层22之后（参照图1（a）），对粉末层22的规定部位照射光束，从而在造型板21上形成固化层24。然后，在所形成的固化层24上铺设新的粉末层22，再次照射光束而形成新的固化层。当如此反复形成固化层时，能够得到由多个固化层24层叠一体化而成的三维形状造型物（参照图1（b））。相当于最下层的固化层能够以与造型板面粘接的状态形成，因此三维形状造型物和造型板成为相互一体化的状态。一体化的三维形状造型物和造型板能够直接用作为模具。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平1-502890号公报

专利文献2：日本特开2000-73108号公报

专利文献3：日本特开2004-277881号公报

发明内容

发明要解决的课题

在粉末烧结层叠法中，本申请发明者等发现了如下现象：如图13所示那样，当对没有母材的部分直接照射激光时，周边的粉末较大地熔融，结果由于表面张力而凸起。也就是说，发现了如下情况：当对不存在成为母材的固化部分的区域直接照射激光时，周边的粉末较大地熔融，作为其结果，在固体层的周边部、轮廓部产生隆起固化部（即“端部隆起”）。而且可知，当产生所述隆起固化部时，担心在下一层的粉末供给时挤压刮板会碰撞，而不能够形成所希望的粉末层。

本发明是鉴于所述情况而进行的。即，本发明的课题在于提供特别适于通过挤压刮板形成粉末层的“三维形状造型物的制造方法”。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，在本发明中，提供一种三维形状造型物的制造方法，其特征在于，反复进行下述工序：

（i）通过挤压刮板（squeezingblade）的滑动移动而在造型板上形成粉末层，接着，对粉末层的规定部位照射光束，从而使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及

（ii）在所得到的固化层上形成新的粉末层，对该新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序，

其中，对在该三维形状造型物的制造中途得到的造型物前体的外表面（特别是前体的侧面），至少实施1次切削加工，

侧面的切削加工后，在形成了至少1层量的固化层之后，实施用于将在该形成的固体层的周边部（即，轮廓部）产生的隆起固化部（即，“端部隆起”）除去的上面切削（即，顶面切削）。

在某个优选方式中，仅对固体层的周边部实施上面切削。也就是说，仅对“在侧面的切削加工后形成的固化层”的上表面（即，“顶面”）的轮廓区域实施上面切削（“顶面切削”）。

在其它某个优选方式中，对“在侧面的切削加工后形成的固化层”的顶面整体地实施上面切削。也就是说，对包含固化层的周边部在内的“切削加工后的固化层上表面”整体地实施“将隆起固化部除去的上面切削”。

在对“在侧面的切削加工后形成的固化层”的上表面整体地实施上面切削的情况下，也可以使“上面切削所使用的切削工具”不仅移动到成为该上面切削的对象的固化区域、还移动到其周围的粉末区域所达到的区域，由此，进行将隆起固化部除去的上面切削。

此外，在成为上面切削的对象的固化层由多个子固化区域构成的情况下，也可以通过使切削工具不仅移动到多个子固化区域、还移动到该多个子固化区域周围的粉末区域所达到的区域，由此进行上面切削。此外，在所述情况下，也可以将成为上面切削的对象的区域视为“由至少2个子固化区域构成的多个组”，以所述组单位进行上面切削。例如，也可以通过将切削工具不仅移动到成为组的各个子固化区域、还移动到该各个固化区域的周围的粉末区域所达到的区域，由此以组单位进行上面切削。

在成为上面切削的对象的固化区域由多个子固化区域构成的情况下，优选为：根据成为对象的各子固化区域的形态以及针对该形态的切削工具的控制方法、操作方式等，选择最佳的上面切削。当进行例示时，求出“仅对各子固化区域的周边部局部地实施上面切削时的切削时间A”、“使切削工具不仅在各子固化区域的周边部移动还在其以外的上表面区域（即，固化区域的上表面整体和/或粉末区域）移动，从而整体地进行上面切削时的切削时间B”，选择性地实施与其中切削时间短的一方相当的上面切削。

在其它某个方式中，“在侧面的切削加工后形成的固化层”的周边部产生的隆起固化部的厚度尺寸（即，隆起固化部的垂直方向尺寸）变大到阻碍挤压刮板的滑动移动的程度。因此，在本发明中，特别优选为了将阻碍挤压刮板的滑动移动的隆起固化部除去而实施上面切削。在所述情况下，也可以对隆起固化部的厚度尺寸进行测定，在该所测定的厚度尺寸为隆起到阻碍挤压刮板的滑动移动的程度的厚度尺寸的情况下，实施上面切削。

在另外的其它某个优选方式中，在对于造型物前体的外表面（侧面）的切削加工后，每形成1层固化层，对隆起固化部实施上面切削。

发明的效果

在本发明的制造方法中，即使如图13所示那样在固体层周边部产生在垂直方向上隆起的固化部，也能够通过上面切削来减少该隆起固化部的高度尺寸（即，厚度尺寸、垂直方向尺寸），因此不会阻碍挤压刮板的滑动移动。

在本发明中，隆起固化部的尺寸一旦变大到阻碍挤压刮板的滑动移动的程度，则也可以在该时刻实施上面切削，但如果预先确定在切削加工后例如每形成1层固化层实施“上面切削”，则能够不依赖于隆起固化部的尺寸（隆起的进行程度）而良好地进行造型物的制造。也就是说，在该情况下，不对隆起固化部的尺寸进行特别监视，就能够良好地制造造型物。

附图说明

图1是示意地表示光造型复合加工机的动作的截面图。

图2是示意地表示进行粉末烧结层叠法的方式的立体图（图2（a）：具备切削机构的复合装置，图2（b）：不具备切削机构的装置）。

图3是示意地表示实施粉末烧结层叠法的光造型复合加工机的构成的立体图。

图4是示意地表示进行粉末烧结层叠法的方式的立体图。

图5是光造型复合加工机的动作的流程图。

图6是经时地表示光造型复合加工工艺的示意图。

图7是将本发明的制造工艺的特征与以往的工艺进行对比来表示的示意图。

图8是表示上面切削的方式的示意图（图8（a）：仅对固化层的周边部实施上面切削的方式，图8（b）：对成为对象的固化层的上侧表面的整面整体地实施上面切削的方式）。

图9是表示通过使切削工具不仅移动到子固化区域、还移动到该子固化区域周围的粉末区域所达到的区域，从而进行上面切削的方式的示意图。

图10是表示视为“由多个子固化区域构成的组”而以组单位进行上面切削的方式的示意图。

图11是表示成为上面切削的对象的固化层由多个子固化区域构成的情况下的“将隆起固化部除去的上面切削”的各方式的示意图（图11（a）：仅对各子固化区域的周边部进行上面切削，图11（b）：对各子固化区域的上表面整体进行上面切削，图11（c）：不仅对各子固化区域的上表面整体、还包含其周围的粉末区域所达到的区域在内进行上面切削，图11（d）：对各个组区域进行上面切削）。

图12是对“上面切削”的切削高度进行说明的图。

图13是经时地表示产生“隆起固化部”的现象的示意图。

图14是表示在轮廓线周围具有宽度而实施上面切削的方式的示意图。

图15是表示切削加工部以及非切削加工部的方式的造型物的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图更详细地说明本发明。

在本说明书中，“粉末层”例如是指“由金属粉末形成的金属粉末层”或“由树脂粉末形成的树脂粉末层”等。此外，“粉末层的规定部位”实质意味着所制造的三维形状造型物的区域。因此，通过对所述规定部位上存在的粉末照射光束，由此该粉末烧结或熔融固化而构成三维形状造型物的形状。并且，对于“固化层”，在粉末层为金属粉末层的情况下，其实质意味着“烧结层”，在粉末层为树脂粉末层的情况下，其实质意味着“硬化层”。

虽然仅为例示，但可以用于本发明的金属粉末是以铁系粉末为主成分的粉末，根据情况可以是进一步含有从由镍粉末、镍系合金粉末、铜粉末、铜系合金粉末以及石墨粉末等构成的组中选择的至少1种而成的粉末。作为一个例子，能够列举平均粒径为20μm左右的铁系粉末的配合量为60～90重量％、镍粉末以及镍系合金粉末这两者或任一者的配合量为5～35重量％、铜粉末和/或铜系合金粉末这两者或任一者的配合量为5～15重量％、以及石墨粉末的配合量为0.2～0.8重量％的金属粉末。

［粉末烧结层叠法］

首先，对成为本发明的制造方法的前提的粉末烧结层叠法进行说明。为了说明的方便，以从材料粉末箱供给材料粉末、使用挤压刮板将材料粉末整平而形成粉末层的方式为前提，对粉末烧结层叠法进行说明。此外，以在进行粉末烧结层叠法时还一并进行造型物的切削加工的复合加工的方式为例进行说明（也就是说，不以图2（b）而以图2（a）所示的方式为前提）。图1、3以及4中，表示能够实施粉末烧结层叠法和切削加工的光造型复合加工机的功能以及构成。光造型复合加工机1主要具备：“通过将金属粉末以及树脂粉末等粉末铺设规定的厚度来形成粉末层的粉末层形成机构2”；“在外周被壁27围起的造型箱29内上下升降的造型台20”；“配置在造型台20上、成为造型物的基础的造型板21”；“将光束L向任意的位置照射的光束照射机构3”；以及“对造型物的周围进行切削的切削机构4”。如图1所示那样，粉末层形成机构2主要具有“在外周被壁26围起的材料粉末箱28内上下升降的粉末台25”和“用于在造型板上形成粉末层22的挤压刮板23”。如图3以及图4所示那样，光束照射机构3主要具有“产生光束L的光束振荡器30”和“使光束L在粉末层22上扫描（scanning）的电流计镜31（扫描光学系统）”。根据需要，光束照射机构3具备：对光束斑点的形状进行修正的光束形状修正机构（例如具有一对柱面透镜和使所述透镜沿着光束的轴线旋转的旋转驱动机构而成的机构）、以及fθ透镜等。切削机构4主要具有“对造型物的周围进行切削的铣头40”和“使铣头40向切削部位移动的XY驱动机构41（41a、41b）”（参照图3以及图4）。

参照图1、图5以及图6详细说明光造型复合加工机1的动作。图5表示光造型复合加工机的一般的动作流程，图6示意性地简单表示光造型复合加工工艺。

光造型复合加工机的动作主要包括下述步骤：形成粉末层22的粉末层形成步骤（S1）；对粉末层22照射光束L而形成固化层24的固化层形成步骤（S2）；以及对造型物的表面进行切削的切削步骤（S3）。在粉末层形成步骤（S1）中，最先使造型台20下降Δt1（S11）。接着，在使粉末台25上升Δt1之后，如图1（a）所示那样，使挤压刮板23向箭头A方向移动，使粉末台25上配置的粉末（例如“平均粒径5μm～100μm左右的铁粉”或“平均粒径30μm～100μm左右的尼龙、聚丙烯、ABS等的粉末”）向造型板21上移送（S12），并且整平为规定厚度Δt1而形成粉末层22（S13）。接下来，转移至固化层形成步骤（S2），从光束振荡器30发出光束L（例如二氧化碳激光（500W左右），Nd：YAG激光（500W左右），光纤激光（500W左右）或紫外线等）（S21），通过电流计镜31使光束L在粉末层22上的任意位置进行扫描（S22），使粉末熔融，使其固化而形成与造型板21一体化的固化层24（S23）。光束不限于在空气中传递，也可以使其通过光纤等传送。

到固化层24的厚度成为根据铣头40的工具长度等而求出的规定厚度为止，反复进行粉末层形成步骤（S1）和固化层形成步骤（S2），对固化层24进行层叠（参照图1（b））。另外，新层叠的固化层在烧结或熔融固化时，与已经形成的作为下层的固化层一体化。

当层叠的固化层24的厚度成为规定厚度时，转移到切削步骤（S3）。在图1以及图6所示那样的情况下，通过驱动铣头40来开始切削步骤（特别是固化层的侧面部分的切削加工）的实施（S31）。例如，在铣头40的工具（圆头槽铣刀）的直径为1mm、有效刀刃长度为3mm的情况下，能够进行深度为3mm的切削加工，因此如果Δt1为0.05mm，则在形成了60层的固化层的时刻使铣头40驱动。通过XY驱动机构41（41a、41b）使铣头40向箭头X以及箭头Y方向移动，对由层叠的固化层24形成的造型物的表面进行切削加工（S32）。然后，在三维形状造型物的制造依然未结束的情况下，返回粉末层形成步骤（S1）。以后，反复进行S1至S3而进一步层叠固化层24，由此进行三维形状造型物的制造（参照图6）。

预先根据三维CAD数据来制作固化层形成步骤（S2）中的光束L的照射路径、切削步骤（S3）中的切削加工路径。此时，应用等高线加工来确定加工路径。例如，在固化层形成步骤（S2）中，使用将根据三维CAD模型生成的STL数据以等间距（例如在使Δt1为0.05mm的情况下以0.05mm间距）进行了切片的各剖面的轮廓形状数据。

［本发明的制造方法］

本发明在上述的粉末烧结层叠法中，也是在伴随切削加工的固化层形成的方式上具有特征。具体地说，在本发明中，进行将在侧面切削加工后的第一层的烧结（或底切）中产生的“端部隆起”除去的加工。更具体地说，如图7所示那样，在对造型物前体的侧面切削后，对于在至少1层烧结之后得到的固化层，进行切削其上表面（特别是其周边上部）的处理。

换言之，在本发明中，对制造中途的造型物前体的外侧面至少实施1次切削加工，在其外侧面的切削加工后形成至少1层量的固化层，并实施用于将在由此得到的固体层的周边部（即，轮廓部）产生的端部隆起（即，隆起固化部）的至少一部分除去的上面切削（参照图7）。

“端部隆起”是在实施了“对于造型物外表面的切削加工”之后形成的固化层的周边部产生的隆起。换言之，本发明中的“隆起固化部”实质意味着由于侧面切削加工后的固化层形成而产生的局部固化部，特别是在该固化层的轮廓区域在垂直方向上具有厚度地产生的局部固化部（参照图13）。

所述隆起固化部的厚度尺寸（垂直方向尺寸）有时变大到阻碍挤压刮板的滑动移动。特别是，随着切削加工后的固化层形成的层叠数增加（也就是说，随着在侧面的切削加工后进一步进行固化层形成）而逐渐变大。因此，在本发明中，适当地实施“上面切削”，以使挤压刮板的滑动移动不被阻碍。

在此，本发明中的“上面切削”意味着，对在制造中途得到的造型物前体的顶面进行的切削加工，因此，与对造型物前体的侧面进行的“侧面切削加工”是不同的切削处理。

优选的是：在本发明中，仅对固体层的周边部实施上面切削。也就是说，仅对在侧面切削加工后形成的固化层的轮廓区域局部地实施顶面切削（参照图8（a））。由此，能够高效地将隆起固化部除去。另外，本发明中所谓的“周边部”是指，产生“隆起固化部”（即“端部隆起”）的固化层（即，在对造型物前体的侧面切削后、至少烧结1层之后所得到的固化层）的上表面的轮廓部分（仅为例示，但对于从该固化层的最外侧的侧面到内侧方向的局部区域，是指从最外侧的侧面为大约9mm以内的范围，例如大约5mm以内至2mm以内的范围的局部区域）。

在本发明中，为了隆起固化部的除去、即将端部隆起除去，至少实施上面切削，但不限于仅对固体层的周边部实施上面切削，也可以对成为对象的固化层的上侧表面（顶面）的整面整体地实施“上面切削”。也就是说，也可以对包含固化层的周边部的“切削加工后的固化层上表面”的整体实施“将隆起固化部除去的上面切削”（参照图8（b））。具体地说，也可以使切削工具不仅移动到“形成有隆起固化部的固化层周边部的区域”、还移动到比该区域更靠内侧的固化层区域所达到的区域而进行“将隆起固化部除去的上面切削”。由此，由于容易控制进行上面切削的切削工具、或切削工具的移动控制变得比较简单等，总体的上面切削时间能够变短。

上面切削所使用的切削工具没有特别限制，只要对于“隆起固化部”的除去有利，则可以使用任意的切削工具。例如，在“上面切削”中，也可以使用立铣刀（例如方形端铣刀）。在使用立铣刀的情况下，优选其直径大于光束的斑点直径。此外，在对于成为对象的固化层的上侧表面（顶面）整体地实施“上面切削”的情况下，例如也可以使用旋转刀具，或也可以使用具备刃部的挤压刮板。

在对“切削加工后的固化层上表面”整体地实施上面切削的情况下，也可以使上面切削工具不仅移动到成为其上面切削的对象的固化区域，还移动到其周围的粉末区域所达到的区域，由此，可以进行除去隆起固化部的上面切削。由此，由于容易控制进行上面切削的切削工具、或切削工具的移动控制变得比较简单等，而总体的上面切削时间能够变短。另外，在成为上面切削的对象的固化层由多个子固化区域构成的情况（例如在将三维形状造型物用作为模具的情况，有时依赖于模具型腔面的形状而成为上面切削的对象的固化层存在多个）下，也可以是切削工具不仅移动到多个子固化区域，还移动到该子固化区域的周围的粉末区域所达到的区域而进行上面切削（参照图9）。即，如图9所示那样，也可以不仅是“形成有隆起固化部的各个子固化区域的周边部”，还包含比其周边部更靠内侧的子固化区域以及外侧的粉末区域在内而将整体视为一个区域，相对于作为该整体而视为一个的区域，使切削工具移动而进行“将隆起固化部除去的上面切削”。

另外，在成为上面切削的对象的固化层由多个子固化区域构成的情况下，也可以将成为上面切削的对象的固化区域视为“分别至少含有2个子固化区域的组”，以所述组单位进行上面切削（参照图10）。例如，也可以使切削工具不仅移动到构成组的各个子固化区域，还移动到其各个固化区域的周围的粉末区域所到达的区域，由此，以组单位进行上面切削。关于这一点，当对图10所示的方式进行例示时，可以以分别至少含有2个子固化区域的组A、组B以及组C的各单位，分别独立地进行上面切削。更具体地说，对于组A，不仅相对于构成该组A的子固化区域A₁、A₂、A₃、A₄以及A₅的各周边部，还相对于总括地包含比其各个的周边部更靠内侧的子固化区域以及外侧的粉末区域在内的一个区域，使切削工具整体地移动，从而进行“将隆起固化部除去的上面切削”，关于组B，不仅相对于构成该组B的子固化区域B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆、B₇以及B₈的各周边部，还相对于总括地包含比该各个的周边部更靠内侧的子固化区域以及外侧的粉末区域在内的一个区域，使切削工具整体地移动，从而进行“将隆起固化部除去的上面切削”，然后，关于组C，不仅相对于构成该组C的子固化区域C₁、C₂、C₃、C₄以及C₅的各周边部，还相对于总括地包含比其各个的周边部更靠内侧的子固化区域以及外侧的粉末区域在内的一个区域，使切削工具整体地移动，从而进行“将隆起固化部除去的上面切削”。

在此，在成为上面切削的对象的固化层由多个子固化区域构成的情况下，“将隆起固化部除去的上面切削”如图11（a）～（d）所示那样，一般能够考虑到4个方式：

（i）仅对多个子固化区域的各个的周边部分别实施上面切削（参照图11（a）），

（ii）对多个子固化区域的各上表面整体分别实施上面切削（参照图11（b）），

（iii）使切削工具不仅移动到多个子固化区域的各上表面整体，还移动到该各子固化区域的周围的粉末区域所达到的区域，从而整体地实施上面切削（参照图11（c）），

（iv）视为由分别至少含有2个子固化区域的多个组构成的区域，以该各组单位分别整体地实施上面切削（参照图11（d））。

如上述那样，用于将多个子固化区域中的隆起固化部除去的总体的上面切削时间起因于切削工具的控制操作的方式等。本申请发明者等发现如下情况：子固化区域越多则加工速度越不提高，因此上面切削时间作为总体具有变长的倾向。因此，在本发明中，优选为：对于上述（i）～（iv）分别求出切削时间，选择性地实施其中切削时间最短的上面切削。要是说的话，则可以说“求出仅对各子固化区域的周边部局部地实施上面切削的情况下的切削时间A；以及使上面切削工具在各子固化区域的周边部移动还在其以外的上表面区域（即，固化区域的上表面整体和/或粉末区域）移动，从而整体地进行上面切削的情况下的切削时间B，选择性地实施其中切削时间变短的上面切削”的方式。无论如何，优选根据成为对象的各子固化区域的方式以及对于其的切削工具的控制方法、操作方式等，进行最佳的上面切削。

如上述那样，在固体层的周边部产生的“隆起固化部”是在实施了“对造型物侧面的切削加工”之后、在至少形成了1层量的固化层之后产生的，但“上面切削”也可以在形成了1层这种固化层之后实施。或者也可以在实施了“对造型物侧面的切削加工”之后、在形成了多个层固化层之后，实施“上面切削”。此外，也可以每形成上述固化层而遍及多层来进行上面切削。当进行一个例示时，也可以为：切削工序→1层烧结→上面切削→第二层烧结→上面切削→…→第n层烧结（无上面切削）→第n+1层烧结（无上面切削）→第n+2层烧结（无上面切削）→切削工序（根据情况，也可以遍及整层进行上面切削）。此外，在多个层形成后进行“上面切削”的情况下，也可以对端部隆起进行监视（测定），在端部隆起超过挤压刮板的高度的时刻实施“上面切削”。也就是说，也可以为：对隆起固化部的厚度尺寸进行测定，在判断为所测定的厚度尺寸为隆起到阻碍挤压刮板的滑动移动的程度的厚度尺寸的情况下，实施上面切削。“隆起固化部”的监视也可以通过对挤压刮板负荷、面高度等进行测定来间接地进行（即，可以使用接触式或非接触式的检测机构来对隆起固化部的厚度尺寸进行测定）。

在本发明中，在“上面切削”时也可以实施振动。例如，也可以在使上面切削所使用的加工具振动的状态下使用。

此外，在本发明中，也可以在进行了“上面切削”之后，使实施了其上面切削的部分的面变粗糙。也就是说，当由于“上面切削”而使面成为平滑面时，有时对于粉末层形成来说并不优选，因此也可以附加地实施使上面切削面成为“粗糙面”的处理。

关于“上面切削”的切削高度，例如可以为以下的（1）～（4）的高度（参照图12）。

（1）下次的挤压高度；

（2）烧结后的层的挤压高度；

（3）沉入后的高度（在固化层形成时，粉末层高度以沉入的方式降低）；

（4）比上述（1）的粒径量（最大粒径量或平均粒径量）更低的高度。

在本发明中，“上面切削”的加工路径能够通过将光束L的照射路径的程序转换为NC代码来得到。

如图14所示那样，对于周边部的上面切削的范围也可以在轮廓线的周围具有宽度。这是因为：当与“隆起固化部”的宽度尺寸相比加工工具较细时，不能够期待切削除去效果（也就是说，是因为，在与“端部隆起”的宽度相比加工工具较细的情况下，上面切削加工的重要性会降低）。另外，也可以使用较大直径的立铣刀对轮廓部上表面加工一次，或者也可以通过较小的立铣刀围绕多次。

“对造型物前体的外表面进行的切削加工”有时不对造型物整体实施。这意味着在造型物上能够存在非切削部。例如，如国际公开第2010-150805号所公开的那样，在三维形状造型物的使用时，有时仅对施加力的区域实施切削加工，对其它区域不实施切削加工（参照图15）。在所述情况下，非切削部的轮廓不能够产生“隆起固化部”，因此也可以不实施上面切削。换言之，在本发明中，可以仅对通过切削工序进行了除去加工的部分的轮廓部分进行上面切削。由此，发挥能够以短时间结束加工的效果。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但仅例示了本发明的应用范围中的典型例。因此，本发明并不局限于此，本领域技术人员容易理解能够进行各种变更。

例如，在上述中，以“使用切削工具来进行上面切削的方式”为主进行了说明，但本发明不一定限于所述方式。但进行一个例示时，也可以通过用激光使端部隆起熔融或飞散来进行“上面切削”。

此外，在“上面切削”时，也可以对底切部的整体或轮廓部分实施切削。

另外，虽然与本发明的技术思想本质地不同，但关于日本特开2004-277881号公报在最后进行附加说明。在日本特开2004-277881号公报中公开有本申请的发明者等发明的“三维形状造型物的制造方法”。在所公开的制造方法中，对有无异常烧结部进行检测。所述异常烧结部是由于“在光束烧结时飞散的‘火花’”或“切削加工时的‘加工屑’”而产生的，并且，在异常烧结部的检测时其被除去。因此，在日本特开2004-277881号公报的发明中，只不过将由于“火花”或“加工屑”而产生的异常烧结部作为对象，并且，必须有异常烧结部的检测机构。与此相对，在本申请发明中，本质的特征为：“鉴于当对没有母材的部分直接照射激光时，周边的粉末较大地熔融，结果由于表面张力而凸起这种现象，对于在对造型物前体的侧面切削后、在至少烧结了1层之后得到的固化层，将其周边上部切削”，因此，不仅将成为本申请发明的着眼点的对象与日本特开2004-277881号公报的发明本质地区分，以不必须有检测机构（不必须有检测机构在三维形状造型物的制造时间等方面是有利的）。如此，本申请发明与日本特开2004-277881号公报的发明的技术思想在本质上不同。

工业上的可利用性

通过实施本发明的三维形状造型物的制造方法，能够制造各种物品。例如，在“粉末层为无机质的金属粉末层、固化层为烧结层的情况下”，能够将得到的三维形状造型物用作塑料注塑成型用模具、冲压模具、压铸模具、铸造模具、锻造模具等模具。此外，在“粉末层为有机质的树脂粉末层、固化层为硬化层的情况下”，能够将得到的三维形状造型物用作树脂制成型品。

Claims

1.一种三维造型物的制造方法，其特征在于，反复进行下述工序：

(i)通过挤压刮板的滑动移动而在造型板上形成粉末层，接着，对该粉末层的规定部位照射光束，从而使所述规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及

(ii)在所得到的固化层上形成新的粉末层，对所述新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序，

其中，对在所述三维形状造型物的制造中途得到的造型物前体的侧面，至少实施1次切削加工，

并实施用于将形成于固体层周边部的隆起固化部除去的上面切削，所述隆起固化部是由于在所述侧面的所述切削加工后进行的第一层的所述烧结或所述熔融固化而形成的，

将所述隆起固化部除去的所述上面切削仅对所述固化层周边部实施，

所述三维造型物的制造方法不包含所述隆起固化部的检测工序。

2.如权利要求1记载的三维造型物的制造方法，其特征在于，为了将阻碍所述挤压刮板的所述滑动移动的所述隆起固化部除去，实施所述上面切削。

3.如权利要求1或2记载的三维造型物的制造方法，其特征在于，在所述侧面的所述切削加工后，每形成1层所述固化层，实施将所述隆起固化部除去的所述上面切削。