CN106513673B - 金属构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属构件的制造方法。在根据实施方式的金属构件的制造方法中，借助于反复地形成通过向散布在基座上的金属粉末层的预定区域施加光束而选择性地熔融并凝固的成型层，将具有悬垂部的金属构件与支承悬垂部的中空的支承构件一起成型。该制造方法包括：在基座上设置移除构件；在移除构件上一体地形成支承构件；在支承构件上一体地形成金属构件；以及通过扭转移除构件而将移除构件和支承构件从彼此形成为一体的移除构件、支承构件和金属构件上移除。

Description

金属构件的制造方法

技术领域

本发明涉及金属构件的制造方法，并且涉及通过使用诸如称为三维(3D)打印机的三维成型装置等制造金属构件的方法。

背景技术

三维成型装置——即，所谓的3D打印机——成为人们关注的中心。三维成型装置通过向诸如金属粉末或可光固化的树脂之类的材料施加光束来成型具有三维形状的构件。更具体地，借助于反复地形成通过向材料层的预定区域施加光束而选择性地熔融并凝固或固化的成型层，可以制造层叠并结合有许多成型层的三维形状的构件。

在通过使用这种三维成型装置来制造具有悬垂部的构件的情况下，有必要在将作为产品的构件与支承悬垂部的支承构件成型在一起之后分离并移除所述支承构件。支承构件具有中空的蜂窝状结构，这便于移除操作。然而，支承构件的移除操作通常手动地执行，这会花费时间。鉴于此，已探索出进一步便于支承构件的移除操作并缩短时间的技术。

日本专利申请公报No.8-025487(JP 8-025487 A)描述了一种支承件形成方法，在该方法中，在支承构件与树脂构件之间设置有间隙以便于该支承构件在由三维成型装置成型的树脂构件中的移除操作。

在JP 8-025487 A中所描述的方法应用于成型金属构件的情况下，因为金属构件比树脂构件重，所以可能引起金属构件在成型期间由于支承构件与金属构件之间的间隙而倾斜的问题。

因此，在JP 8-025487 A中所描述的方法不能应用于金属构件的制造方法。对便于金属构件的制造方法中的支承构件的移除操作以缩短时间的技术的探索仍在继续。

发明内容

本发明提供了一种金属构件的制造方法。在该制造方法中，移除构件、支承构件和金属构件被成型为一体，并且通过扭转移除构件可以容易地将移除构件和支承构件从如此成型为一体的移除构件、支承构件和金属构件上分离并移除。

根据本发明的一方面的金属构件的制造方法为这样一种制造方法，该制造方法用于制造金属构件，使得借助于反复地形成成型层而将具有悬垂部的所述金属构件与支承所述悬垂部的中空的支承构件一起成型，其中所述成型层通过向散布在基座上的金属粉末层的预定区域施加光束而选择性地熔融并凝固而成。所述制造方法包括以下步骤：在所述基座上设置移除构件，所述移除构件用于移除所述支承构件；在设置于所述基座上的所述移除构件上一体地形成所述支承构件；在与所述移除构件一体形成的所述支承构件上一体地形成所述金属构件；以及通过扭转所述移除构件而将所述移除构件和所述支承构件从彼此形成为一体的所述移除构件、所述支承构件和所述金属构件上移除。所述移除构件各自包括本体部、不平坦结构和翼部，所述本体部为柱状的实心构件，所述不平坦结构形成在所述本体部的底面或侧面上，所述翼部形成为从所述本体部的顶面朝向竖向上侧突出，并且，在移除所述支承构件的步骤中，从外部通过所述不平坦结构施加至所述移除构件的扭转力从所述翼部的侧面传递至所述支承构件的侧面。在这种构型的情况下，通过使移除构件扭转，可以容易地分离并移除该移除构件和支承构件。

在一体地形成所述支承构件的步骤中，可以将所述支承构件形成为朝向所述竖向上侧延伸的中空矩形柱，并且，可以将多个支承构件形成为一体且布置为形成方形的蜂窝状结构。这种构型允许支承构件具有刚度从而保持金属构件。同时，可以容易地移除支承构件。

此外，在于所述基座上设置所述移除构件的步骤中，可以设置多个移除构件；并且，在移除所述支承构件的步骤中，当从竖向下侧观察所述多个移除构件时，安置在外周中的所述移除构件可以沿着所述外周顺序地被扭转。通过这种构型，可以减小扭转力。

该制造方法还可以包括以下步骤：在于所述基座上设置所述移除构件的步骤之前，在所述基座上形成所述支承构件，并且，在于所述基座上设置所述移除构件的步骤中，可以在形成于所述基座上的所述支承构件上形成所述移除构件。这种构型便于彼此形成为一体的移除构件、支承构件和金属构件与基座的分离。

此外，所述移除构件可以呈圆柱形形状，所述翼部可以由多个具有与所述顶面的半径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成，并且所述板状本体的一个端部可以安置在所述顶面的中心上从而使得从所述竖向上侧观察时所述板状本体呈放射状布置。通过这种构型，可以增大支承构件与翼部之间的结合力，由此使得可以将扭转力从不平坦结构传递至支承构件。

此外，所述不平坦结构可以是形成在所述本体部的底面上的突出部。

此外，在于所述基座上设置所述移除构件的步骤中，可以将预先形成的所述移除构件的所述本体部嵌入并固定在形成于所述基座中的槽内；并且，在一体地形成所述支承构件的步骤中，可以将所述支承构件与所述翼部一体地形成。通过这种构型，可以省略通过使用带锯从基座移除移除构件的操作。

所述移除构件的所述本体部可以呈圆柱形形状，所述翼部可以由一个具有与所述顶面的直径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成，并且所述板状本体可以沿着穿过所述顶面的中心的一个方向安置。

所述不平坦结构可以是形成在所述本体部的侧面上的凹部。

所述移除构件的所述本体部可以呈方形柱的形状，所述翼部可以由多个具有与所述本体部的方形顶面的一个侧边的一半长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成，所述板状本体的一个端部可以安置在所述顶面的中心上从而使得从所述竖向上侧观察时所述板状本体呈放射状布置，所述板状本体可以安置成使得相邻板状本体之间形成的角度为90°，可以以矩阵的形式布置多个移除构件，并且当从竖向下侧观察时，所述移除构件可以相对于所述金属构件的边缘斜对地布置。

所述移除构件的所述本体部可以呈方形柱的形状；所述翼部可以由四个具有与所述本体部的方形顶面的一个侧边长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成，并且所述四个板状本体可以沿着所述本体部的所述顶面的边缘连接成盒状。

所述移除构件的所述本体部可以呈六边形柱的形状，在所述六边形柱中，形成在所述本体部的相邻侧面之间的拐角部可以形成为圆角形状，并且所述移除构件可以布置成使得所述本体部的六个侧面中的每个侧面各自和与该本体部相邻的本体部中对应的一个本体部的一侧面相对。

在移除构件的本体部的底面上可以形成有凹部。

根据本发明，可以提供一种金属构件的制造方法，该制造方法通过扭转移除构件而实现了移除构件和支承构件的容易分离和移除。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图2是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法的流程图；

图3A是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件的立体图；

图3B是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件的俯视图；

图3C是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件的正视图；

图3D是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件的侧视图；

图4A是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的支承构件的水平截面图；

图4B是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的支承构件的立体图；

图5A是根据实施方式的金属构件的制造方法中的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图5B是根据实施方式的金属构件的制造方法中的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图6是例示了根据比较示例的金属构件的制造方法中的支承构件20和金属构件10的立体图；

图7A是例示了根据实施方式的第一改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图7B是例示了根据实施方式的第一改型的移除构件的立体图；

图7C是根据实施方式的第一改型的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图8A是例示了根据实施方式的第二改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图8B是例示了根据实施方式的第二改型的移除构件的立体图；

图8C是根据实施方式的第二改型的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图9A是例示了根据实施方式的第三改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图9B是例示了根据实施方式的第三改型的移除构件的立体图；

图9C是根据实施方式的第三改型的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图10A是例示了根据实施方式的第四改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图10B是例示了根据实施方式的第四改型的移除构件的立体图；

图10C是例示了根据实施方式的第四改型的金属构件与支承构件之间的边界表面的放大图；

图11A是例示了根据实施方式的第五改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图11B是例示了根据实施方式的第五改型的移除构件的立体图；

图11C是例示了根据实施方式的第五改型的移除构件和金属构件的立体图；

图11D是根据实施方式的第五改型的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图12是例示了根据实施方式的第六改型的移除构件的立体图；

图13A是例示了根据实施方式的第七改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图13B是例示了根据实施方式的第七改型的移除构件的立体图；

图13C是例示了根据实施方式的第七改型的移除构件和金属构件的立体图；

图13D是根据实施方式的第七改型的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；

图14A是例示了根据实施方式的第八改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；

图14B是例示了根据实施方式的第八改型的移除构件的立体图；

图14C是例示了根据实施方式的第八改型的移除构件和金属构件的立体图；

图14D是根据实施方式的第八改型的从竖向下侧观察到的与基座分离的移除构件的视图；以及

图15是在移除构件与基座分离之后从竖向下侧观察时的根据实施方式的第九改型的移除构件的视图。

具体实施方式

以下参照附图对用于实施本发明的最佳方式进行描述。然而，本发明不限于以下实施方式。此外，为了描述清楚起见，以下描述和附图被适当地简化。

对根据实施方式的金属构件的制造方法进行描述。本实施方式的金属构件的制造方法是一种用于在三维成型装置(3D打印机)中制造呈具有悬垂部的形状的金属构件的制造方法。

图1是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件、支承构件和金属构件的立体图。图2是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法的流程图。

如图1中所示，在本实施方式中，在金属构件10的制造过程中，形成有支承构件20以支承金属构件10中的悬垂部11。应当指出的是，在图1中，仅示出了金属构件10中的悬垂部11，并且省略了金属构件10的其他部分。此外，形成了用于在取出已完成的金属构件10时移除支承构件20的移除构件30。将分别就金属构件10、支承构件20和移除构件30的形成方法(图2中的步骤S1至步骤S3)以及支承构件20和移除构件30的移除方法(图2中的步骤S4)对根据实施方式的金属构件10的制造方法进行描述。首先将对金属构件10、支承构件20和移除构件30的形成方法进行描述。

如图1中所示，准备基座40。基座40例如呈板状。基座40的顶面41是水平的。在图1中，出于这种描述的目的，引入了XYZ直角坐标系。Z方向是竖向方向并且是与基座40的顶面41垂直的方向。X方向和Y方向是水平方向并且是与基座40的顶面41平行的方向。

随后，将金属粉末呈层的形式散布在基座40上。金属粉末例如是马氏体时效钢、Inconel 718或类似物。金属粉末例如通过使用复涂器(recoater)而紧密地且薄薄地散布成厚度为0.04mm的层的形式。随后，将光束施加至如此散布在基座40上的金属粉末层的预定区域，以形成选择性地熔融并凝固的成型层。在如此熔融并凝固的成型层中，形成了出自金属构件10、支承构件20和移除构件30中的至少一个构件的截面形状。未烧结的金属粉末保持在未熔融和凝固的部分中。在进行熔融和凝固的部分中，通过使用用于烧结的STL型3D数据来控制三维成型装置。

之后，将金属粉末散布在所形成的成型层和未烧结的金属粉末上。随后，将光束施加至预定区域以形成成型层。照此，重复散布金属粉末和施加光束，以层叠成型层。成型层向上堆叠成几十微米的单元。通过使成型层堆积至预定高度，移除构件30连同金属构件10或支承构件20的一部分一起形成在基座40上。因此，如在图2的步骤S1中所示出的，用于移除支承构件20的移除构件30被设置在基座40上。

在本实施方式中，移除构件30由与支承构件20和金属构件10相同的金属粉末层制成。因此，移除构件30、支承构件20和金属构件10可以彼此连续地且一体地形成。此时，用于烧结的3D数据包括移除构件30的数据。

图3A至图3D是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的移除构件的视图。图3A是立体图，图3B是俯视图，图3C是正视图，并且图3D是侧视图。

如图1以及图3A至图3D中所示，移除构件30形成在基座40上。基于移除构件30形成在基座40的顶面41上的状态来描述竖向关系。相应地，图3A是从竖向下侧观察时的移除构件30的立体图。

移除构件30包括本体部30a，本体部30a是柱状的实心构件。移除构件30的本体部30a具有例如圆柱形形状。移除构件30包括翼部32，翼部32形成为从圆柱形本体部30a的顶面31的一部分沿竖向方向向上突出。翼部32由多个——例如四个——板状本体32a构成，板状本体32a具有与顶面31的半径长度相同的宽度并且具有预定高度和预定厚度。板状本体32a的一个端部布置在顶面31的中心31a上以使得板状本体32a呈放射状——即，从竖向上侧观察时呈十字形形状——布置。此外，板状本体32a布置成使得在相邻的板状本体32a之间形成的角度相等地为90°。应当指出的是，相邻的板状本体32a之间的角度可以彼此不相等。

移除构件30具有形成在本体部30a的底面33上的不平坦结构。例如，该不平坦结构是凹部34。当从竖向下侧观察凹部34时，凹部34的形状是六边形形状。凹部34的内表面由内部侧表面35和顶部表面36构成。内部侧表面35形成在底面33与顶部表面36之间。在内部侧表面35与水平面之间形成的角度是90°。在顶部表面36与水平面之间形成的角度是45°或更大。在凹部34的内表面相对于水平面的角度为45°或更大的情况下，没有必要形成用于支承凹部34的内表面的支承构件20。相反地，在该相对于水平面的角度小于45°并且存在突出于空中的部分的情况下，该部分必须由支承构件20进行支承。

多个移除构件30以其底面33面向下的状态形成在基座40上。当许多支承构件20附接至一个移除构件30时，使移除构件30扭转所需要的扭转力增大。因此，所述多个移除构件30形成为防止附接至一个移除构件30的支承构件20的数目增大。这使得可以降低使移除构件30扭转所需要的力。

移除构件30的沿着水平方向的截面面积优选地为大约0.8cm²至2.5cm²。这些移除构件30布置在它们彼此不依附的位置。应当指出的是，凹部34可以形成为减号形孔、加号形孔或者TORX形(注册商标)(星形)孔而非六边形孔。

翼部32的形状优选地允许经由不平坦结构施加至移除构件30的扭转力从翼部32的侧面传递至支承构件20的侧面。翼部32的形状优选地在与扭转力的方向垂直的方向上与支承构件20具有较大的接触面积。像这样，在翼部32的形状允许扭转力从翼部32的侧面传递至支承构件20的侧面的情况下，翼部32可以具有不平坦的形状、孔的形状、翼的形状等而非具有板状本体32a。

之后，将金属粉末以层的形式散布在基座40上，并且随后，将光束施加至由此形成的金属粉末层的预定区域，以形成选择性地熔融并凝固的成型层。重复该操作以层叠成型层。由此，支承构件20与金属构件10的一部分一起被形成。像这样，如在图2的步骤S2中所示出的，支承构件20一体地形成在设置于基座40上的移除构件30上。

图4A是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的支承构件的水平截面图，并且图4B是例示了根据实施方式的金属构件的制造方法中的支承构件的立体图。

如图1、图4A和图4B中所示，例如，当支承构件20被一体地形成时，支承构件20形成为朝向竖向上侧延伸的中空矩形柱，并且多个支承构件20以成一体的方式布置从而呈方形的蜂窝状结构。由于支承构件20形成为具有方形的蜂窝状结构，因此支承构件20可以具有用于保持金属构件10的刚度。与此同时，支承构件20可以被容易地移除。支承构件20具有下述单元结构：在该单元结构中，具有一个侧边为1mm的方形截面并具有0.15mm的壁厚的矩形柱集合地设置而没有任何间隙。在图1中，示意性地示出了支承构件20。

当从竖向上侧观察时，沿着矩形柱布置成方形的蜂窝状结构的两个垂直方向每隔5mm形成有被称为断片的贯穿槽21。例如，贯穿槽21的宽度为0.2mm。由于贯穿槽21，当从竖向上侧观察时，支承构件20以5mm的间隔形成为网格形状。当从竖向上侧观察时，4×4个支承构件20布置在一个网格中。贯穿槽21从支承构件20的上端部穿透支承构件20至其下端部。由于贯穿槽21，支承构件20不能被容易地移除。矩形柱的中空部填充有保持处于未烧结状态的金属粉末。如上文所述，由于连接至移除构件30的支承构件20的数目较小，因此用以使移除构件30扭转的扭转力可以变小。然而，在此情况下，移除构件30的数目增大，这增大了扭转次数。连接至一个移除构件30的支承构件20的数目设定为适当的数目。

之后，将金属粉末散布在基座40上，并且随后，将光束施加至如此形成的金属粉末层的预定区域，以形成选择性地熔融并凝固的成型层。重复这个操作以层叠成型层。由此，形成了金属构件10。也就是说，借助于反复地形成通过向散布在基座40上的金属粉末层的预定区域施加光束而选择性地熔融并凝固的成型层，具有悬垂部11的金属构件10与支承该悬垂部11的中空的支承构件20成型在一起。像这样，如在图2中的步骤S3中所示出的，金属构件10一体地形成在与移除构件30一体地形成的支承构件20上。由此，形成了图1中所示的结构。

接下来将对金属构件10的制造方法中的支承构件20和移除构件30的移除方法进行描述。例如，沿着图1中所示的线A-A'放置带锯(平锯)。随后，使带锯沿着基座40的顶面41移动。由此，彼此一体地形成的金属构件10、支承构件20和移除构件30与基座40分离。

图5A和图5B是根据实施方式的金属构件的制造方法中的从竖向下侧观察时的与基座分离的移除构件的视图。如图5A和图5B中所示，当从竖向下侧观察与基座40分离的金属构件10、支承构件20和移除构件30时，凹部34出现在移除构件30的底面33上。应当指出的是，在金属构件10、支承构件20和移除构件30与基座40分离之后，金属粉末保持处于凹部34中，因此金属粉末被移除。

随后，如在图2的步骤S4中所示出的，扭转移除构件30以从彼此成一体地形成的移除构件30、支承构件20和金属构件10移除该移除构件30和该支承构件20。从外部通过移除构件30的不平坦结构施加至移除构件30的扭转力从翼部32的侧面传递至支承构件20的侧面。由此，支承构件20被移除。

更具体地，将六角扳手插入到形成在移除构件30的底面上的六边形凹部34(不平坦结构)中。随后通过扭转六角扳手而扭转移除构件30。这相应地使翼部32扭转。因此，扭转力传递至支承构件20。由此，支承构件20被移除。

如图5A中所示，当从竖向下侧观察多个移除构件30时，彼此相邻的三个底面33布置成置于等边三角形的三个拐角处。也就是说，底面33在沿着Y轴的方向上和相对于X轴倾斜30°的方向上排列。移除构件30按通过以画笔的单行程涂画实现最短距离的顺序扭转并被移除。

在扭转并移除支承构件20时，优选的是，当从竖向下侧观察所述多个移除构件30时布置在外周上的移除构件30沿着外周顺序地被扭转，如图5B中所示。位于拐角部处的移除构件30可以以较小的扭转力进行移除以移除该移除构件30。在拐角部处，移除构件30的侧面之间的接触面积较小，因此扭转力可以变得较小。因此，布置在拐角部处的移除构件30被容易地移除。通过沿着外周呈螺旋形形状移除移除构件30，布置在拐角部处的移除构件30的出现次数增大。由此，可以在从一体成型的产品移除所有的移除构件30时减小扭转力。另一方面，在从布置于中央部中的移除构件30中移除移除构件30的情况下，相邻的移除构件30之间的结合力和相邻的支承构件20之间的结合力较大。因此，需要较大的扭转力。通过使所有的移除构件30扭转，将移除构件30和支承构件20从金属构件10移除。因此，制造出金属构件10。

根据本实施方式的金属构件10的制造方法，通过使移除构件30扭转，将移除构件30和支承构件20从彼此成一体地形成的移除构件30、支承构件20和金属构件10移除。在这里，移除构件30是柱状的实心构件，并且包括翼部32以及形成在本体部30a的底面33或侧面37上的不平坦结构，翼部32形成为从本体部30a的顶面朝向竖向上侧突出。在移除支承构件20时，扭转力从外部通过不平坦结构施加至移除构件30，使得扭转力经由翼部32传递至支承构件20。因此，通过使移除构件30扭转，移除构件30和支承构件20可以容易地被分离并被移除。

翼部32设置在移除构件30中。由此，从外部通过不平坦结构施加至移除构件30的扭转力从翼部32的侧面传递至支承构件20的侧面。翼部32呈在与扭转力的方向垂直的方向上与支承构件20具有较大接触面积的形状。这使移除构件30与支承构件20之间的结合力大于支承构件20与金属构件10之间的结合力。否则，从移除构件30传递的力(扭转、弯曲力矩)会被支承构件20的变形吸收，使得作用在金属构件10与支承构件20之间的边界表面上的力减小。因此，移除构件30自移除构件30与支承构件20之间的边界表面脱离支承构件20。

图6是例示了根据比较示例的金属构件的制造方法中的支承构件20和金属构件10的立体图。如图6中所示，在比较示例中，没有设置移除构件30。鉴于此，例如，能够想到将以下方法作为比较示例中的支承构件20的移除方法。即，(a)通过水射流来移除支承构件20；(b)通过电场磨削来移除支承构件20；(c)通过用刻刀敲打并破碎来移除支承构件20；(d)通过机加工来切割并移除支承构件20。

然而，比较示例的方法(a)除了需要本身昂贵的处理机之外，还需要较高的运行成本。此外，切割厚度具有限制(几厘米)，并且难以形成小部件。另外，切割需要较长的时间。此外，存在由于水分而在金属构件中生锈的问题。在比较示例的方法(b)中，环境负荷由于电解溶液的废水和污泥处理而较大，这增加了成本。在比较示例的方法(c)中，操作者的工作负荷增大。此外，通过用刻刀敲打，未烧结的金属粉末散播。因此，有必要执行用以减小这种灰尘的影响的处理。在比较示例的方法(d)中，机加工本身较昂贵。如上文所述，在比较示例中，难以容易地分离并移除支承构件20。

而在本实施方式中，扭转移除构件30使得将移除构件30和支承构件20从彼此成一体地形成的移除构件30、支承构件20和金属构件10移除。除了上述效果以外，这使得可以削减成本并且减少环境负荷。此外，可以通过扭转来容易地执行所述移除并且抑制灰尘的出现。

(第一改型)接下来将对第一改型进行描述。在第一改型中，移除构件30的本体部30a形成为矩形柱而非圆柱。此外，支承构件20形成在基座40与移除构件30之间。

图7A是例示了根据实施方式的第一改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图7B是例示了移除构件的立体图；并且图7C是从竖向下侧观察时与基座分离的移除构件的视图。

如图7A至图7C中所示，移除构件30的本体部30a例如具有矩形柱的形状，如方形柱的形状。本体部30a的顶面31呈方形形状。翼部32由一个板状本体32a构成，该板状本体32a具有与顶面31的一个侧边长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度。板状本体32a穿过顶面31的中心而沿着一个方向——例如X方向——布置。在移除构件30的本体部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有与实施方式的凹部的结构类似的结构。

在第一改型中，移除构件30的本体部30a是方形柱。移除构件30以矩阵形式沿着X方向和Y方向布置。移除构件30形成在形成于基座40上的支承构件20上。这种构型通过以下形成方法来形成。即，在于基座40上设置移除构件30之前在基座40上形成支承构件20。此后，在由此形成于基座40上的支承构件20上形成移除构件30。像这样，形成了图7A中所示的构型。此后，将彼此成一体地形成的移除构件30、支承构件20和金属构件10与基座40分离。通过在移除构件30与基座40之间形成支承构件20，可以容易地使彼此成一体地形成的移除构件30、支承构件20和金属构件10与基座40分离。

(第二改型)接下来将对第二改型进行描述。在第二改型中，凹部34没有形成在移除构件30的本体部30a的底面33上，但是凹部34形成在本体部30a的侧面37上。

图8A是例示了根据实施方式的第二改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图8B是例示了移除构件的立体图；并且图8C是从竖向下侧观察时与基座分离的移除构件的视图。

如图8A至图8C中所示，移除构件30的本体部30a例如具有圆柱形形状。本体部30a的顶面31具有圆形形状。翼部32由一个板状本体32a构成，该板状本体32a具有与顶面31的直径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度。板状本体32a穿过顶面31的中心而沿着一个方向——例如X方向——布置。凹部34没有形成在移除构件30的本体部30a的底面33上。移除构件30的不平坦结构为形成在本体部30a的侧面37上的凹部34。凹部34的内表面形成为相对于水平面具有45°或更大的角度而不悬垂。通过在移除构件30的侧面上形成凹部34，可以使移除构件30扭转而不会使彼此成一体地形成的金属构件10、支承构件20和移除构件30与基座40分离。

(第三改型)接下来将对第三改型进行描述。在第三改型中，在移除构件30中设置有一个翼部32。

图9A是例示了根据实施方式的第三改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图9B是例示了移除构件的立体图；并且图9C是从竖向下侧观察时与基座分离的移除构件的视图。

如图9A至图9C中所示，移除构件30的本体部30a呈圆柱形形状。本体部30a的顶面31呈圆形形状。翼部32由一个板状本体32a构成，该板状本体32a具有与顶面31的直径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度。板状本体32a穿过顶面31的中心而沿着一个方向——例如X方向——布置。在移除构件30的本体部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有与实施方式的凹部的结构类似的结构。移除构件30以矩阵形式沿X方向和Y方向布置。

(第四改型)接下来将对第四改型进行描述。在第四改型中，移除构件30设置成嵌入在基座40中。

图10A是例示了根据实施方式的第四改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图10B是例示了移除构件的立体图；并且图10C是例示了金属构件与支承构件之间的边界表面的放大图。

如图10A中所示，在将移除构件30设置在基座40上时，移除构件30的预先形成的本体部30a嵌入在形成于基座40中的槽中从而固定至基座40。移除构件30的本体部30a具有方形柱的形状。支承构件20与位于移除构件30的顶面31上的翼部32(未示出)一体地形成。当从竖向上侧观察，在基座40中形成有方形槽。多个移除构件30以矩阵形式布置并且嵌入在如此形成于基座40中的槽中。在这种构型的情况下，可以省略通过使用带锯来从基座40移除移除构件30的操作。如图10B中所示，在移除构件30的底面33上形成有凹部34。凹部34具有与实施方式的凹部的结构类似的结构。

此外，在第四改型中，如图10C中所示，在一体地形成支承构件20时，在支承构件20与金属构件10之间的边界表面23上以预定间隔形成有多个凹口22。通过在边界表面23上形成凹口22，和移除构件30与支承构件20之间的结合力相比，支承构件20与金属构件10之间的结合力减小。因此，通过使移除构件30扭转，可以容易地将移除构件30和支承构件20从彼此成一体地形成的移除构件30、支承构件20和金属构件10移除。

(第五改型)接下来将对第五改型进行描述。在第五改型中，翼部由三个部分形成。图11A是例示了根据实施方式的第五改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图11B是例示了移除构件的立体图；图11C是例示了根据实施方式的第五改型的移除构件和金属构件的立体图；并且图11D是从竖向下侧观察时与基座分离的移除构件的视图。

如图11A至图11D中所示，移除构件30的本体部30a具有圆柱形形状。翼部32由三个板状本体32a构成，该板状本体32a具有与顶面31的半径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度。板状本体32a的一个端部布置在顶面31的中心31a上从而使得从竖向上侧观察时板状本体32a呈放射状布置。此外，板状本体32a布置成使得在相邻的板状本体32a之间形成的角度是120°。在移除构件30的本体部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有与实施方式的凹部的结构类似的结构。当从竖向下侧观察多个移除构件30时，这些移除构件30以与实施方式相同的方式布置。应当指出的是，没有特别地限制板状本体32a的数目。例如，可以呈放射状地布置六个板状本体32a从而使得相邻的板状本体32a之间的角度为60°。

(第六改型)接下来将对第六改型进行描述。在第六改型中，在移除构件30的本体部30a的底面33上形成有突出部。图12是例示了根据实施方式的第六改型的移除构件的立体图。

如图12中所示，移除构件30的本体部30a具有圆柱形形状。翼部32具有与第五改型的翼部的结构类似的结构。移除构件30具有形成在本体部30a的底面33上的不平坦结构。该不平坦结构为具有六边形柱的形状并形成在底面上的突出部38。当从竖向下侧观察突出部38时，突出部38的形状为六边形形状。除突出部38以外的底面33形成为使得相对于水平面形成的角度为45°或更大。在本改型中，通过用扳手或类似物夹住突出部38来施加扭转力。在这种构型的情况下，可以增加与传递扭转力的方法有关的选择。

(第七改型)接下来将对第七改型进行描述。在第七改型中，当从竖向上侧观察时，移除构件30相对于金属构件10的边缘斜对地布置。

图13A是例示了根据实施方式的第七改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图13B是例示了移除构件的立体图；图13C是例示了根据实施方式的第七改型的移除构件和金属构件的立体图；并且图13D是从竖向下侧观察时与基座分离的移除构件的视图。

如图13A至图13D中所示，移除构件30的本体部30a具有方形柱的形状。翼部32由多个——例如四个——板状本体32a构成，板状本体32a具有与方形顶面31的一个侧边的一半长度相同的宽度并且具有预定高度和预定厚度。此外，板状本体32a的一个端部布置在顶面31的中心31a上从而使得从竖向上侧观察时板状本体32a呈放射状——即，呈十字形形状——布置。此外，板状本体32a布置成使得在相邻的板状本体32a之间形成的角度是90°。凹部34具有与实施方式的凹部的结构类似的结构。多个移除构件30以矩阵形式布置。然而，如图13D中所示，当从竖向下侧观察时，移除构件30相对于金属构件10的边缘斜对地布置。

(第八改型)接下来将对第八改型进行描述。在第八改型中，移除构件30的翼部32呈凹进的形状。图14A是例示了根据实施方式的第八改型的移除构件、支承构件和金属构件的立体图；图14B是例示了移除构件的立体图；图14C是例示了根据实施方式的第八改型的移除构件和金属构件的立体图；并且图14D是从竖向下侧观察时与基座分离的移除构件的视图。

如图14A至图14D中所示，移除构件30的本体部30a具有方形柱的形状。翼部32由四个板状本体32a构成，板状本体32a具有与方形顶面31的一个侧边长度相同的宽度并且具有预定高度和预定厚度。此外，所述四个板状本体32a沿着本体部30a的顶面31的边缘连接成盒状。在翼部32的中央部中形成有凹部51。在移除构件30的本体部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有与实施方式的凹部的结构类似的结构。当从竖向下侧观察多个移除构件30时，这些移除构件30以与第一改型相同的方式布置。

(第九改型)接下来将对第九改型进行描述。在第九改型中，移除构件30的本体部30a形成为六边形柱的形状。在六边形柱中，形成在相邻的侧面之间的拐角部形成为R形形状(圆角形状)。

图15是在移除构件与基座分离之后从竖向下侧观察时的根据实施方式的第九改型的移除构件的视图。如图15中所示，移除构件30的本体部30a具有六边形柱的形状。在六边形柱中，形成在相邻的侧面之间的拐角部形成为R形形状(圆角形状)。在本体部30a的底面33上形成有凹部34。当从竖向下侧观察时，凹部34具有六边形形状。凹部34的内部具有与实施方式的凹部的内部的结构类似的结构。当从竖向下侧观察多个移除构件30时，这些移除构件30以交错的方式布置。也就是说，本体部30a的六个侧面37a中的每个侧面均布置成与其相邻本体部30a中对应的一个本体部的侧面37a相对。由此，当从竖向下侧观察所述多个移除构件30时，彼此相邻的三个底面33布置成置于等边三角形的三个拐角处。也就是说，底面33在沿着Y轴的方向上和相对于X轴倾斜30°的方向上排列。

上文已对根据本发明的金属构件的制造方法的实施方式进行了描述，但是本发明不限于上述构型，并且可以在不背离本发明的技术理念的情况下对上述实施方式进行修改。

例如，移除构件30的本体部30a的底面33和侧面37两者都可以具有不平坦结构。此外，翼部32的形状和移除构件30的凹部34的形状可以是适当地选择的并且被组合地使用。

Claims (13)

1.一种金属构件的制造方法，用于制造金属构件，使得借助于反复地形成成型层而将具有悬垂部的所述金属构件与支承所述悬垂部的中空的支承构件一起成型，其中所述成型层通过向散布在基座上的金属粉末层的预定区域施加光束而选择性地熔融并凝固而成，所述制造方法的特征在于包括：

在所述基座上设置移除构件，所述移除构件用于移除所述支承构件；

在设置于所述基座上的所述移除构件上一体地形成所述支承构件；

在与所述移除构件一体地形成的所述支承构件上一体地形成所述金属构件；以及

通过扭转所述移除构件而将所述移除构件和所述支承构件从彼此一体地形成的所述移除构件、所述支承构件和所述金属构件上移除，其中：

所述移除构件各自包括本体部、不平坦结构和翼部，所述本体部为柱状的实心构件，所述不平坦结构形成在所述本体部的底面或侧面上，所述翼部形成为从所述本体部的顶面朝向竖向上侧突出；并且

在移除所述支承构件时，从外部通过所述不平坦结构施加至所述移除构件的扭转力从所述翼部的侧面传递至所述支承构件的侧面。

2.根据权利要求1所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

在一体地形成所述支承构件时，将所述支承构件形成为朝向所述竖向上侧延伸的中空矩形柱，并且，将多个支承构件一体地形成且布置为形成方形的蜂窝状结构。

3.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

在于所述基座上设置所述移除构件时，设置多个移除构件；并且

在移除所述支承构件时，当从竖向下侧观察所述多个移除构件时，安置在外周中的所述移除构件沿着所述外周顺序地被扭转。

4.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于还包括：

在于所述基座上设置所述移除构件之前，在所述基座上形成所述支承构件，其中，

在于所述基座上设置所述移除构件时，在形成于所述基座上的所述支承构件上形成所述移除构件。

5.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于：

所述移除构件呈圆柱形形状；

所述翼部由多个具有与所述顶面的半径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成；以及

所述板状本体的一个端部安置在所述顶面的中心上从而使得从所述竖向上侧观察时所述板状本体呈放射状布置。

6.根据权利要求5所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

所述不平坦结构为形成在所述本体部的所述底面上的突出部。

7.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

在于所述基座上设置所述移除构件时，将预先形成的所述移除构件的所述本体部嵌入并固定在形成于所述基座中的槽内；以及

在一体地形成所述支承构件时，将所述支承构件与所述翼部一体地形成。

8.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

所述移除构件的所述本体部呈圆柱形形状；

所述翼部由一个具有与所述顶面的直径长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成；以及

所述板状本体沿着穿过所述顶面的中心的一个方向安置。

9.根据权利要求8所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

所述不平坦结构为形成在所述本体部的所述侧面上的凹部。

10.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

所述移除构件的所述本体部呈方形柱的形状；

所述翼部由多个具有与所述本体部的方形顶面的一个侧边的一半长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成；

所述板状本体的一个端部安置在所述顶面的中心上从而使得从所述竖向上侧观察时所述板状本体呈放射状布置；

所述板状本体安置成使得相邻板状本体之间形成的角度为90°；

以矩阵的形式布置有多个移除构件；以及

当从竖向下侧观察时，所述移除构件相对于所述金属构件的边缘斜对地布置。

11.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于：

所述移除构件的所述本体部呈方形柱的形状；

所述翼部由四个具有与所述本体部的方形顶面的一个侧边长度相同的宽度并具有预定高度和预定厚度的板状本体构成；以及

所述四个板状本体沿着所述本体部的所述顶面的边缘连接成盒状。

12.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于：

所述移除构件的所述本体部呈六边形柱的形状；

在所述六边形柱中，形成在所述本体部的相邻侧面之间的拐角部形成为圆角形状；以及

所述移除构件布置成使得所述本体部的六个侧面中的每个侧面各自与和该本体部相邻的本体部中对应的一个本体部的一侧面相对。

13.根据权利要求1或2所述的金属构件的制造方法，其特征在于，

在所述移除构件的所述本体部的所述底面上形成有凹部。