CN109195732A - 三维形状造型物的制造方法 - Google Patents

Abstract

为了提供即使是在三维形状造型物的制造过程中将固化层付于切削加工的情况下、最终也能够得到更高精度的三维形状造型物的三维形状造型物的制造方法，本发明的一个实施方式提供一种三维形状造型物的制造方法，其是通过以下工序来交替地反复进行粉末层形成及固化层形成的三维形状造型物的制造方法：(i)对粉末层的规定部位照射光束以使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、并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，至少在1次的固化层的形成之前，将存在于成为要形成固化层的区域中的易动性异物除去。

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。更详细而言，本发明涉及通过对粉末层照射光束而形成固化层的三维形状造型物的制造方法。

背景技术

一直以来，已知有通过对粉末材料照射光束来制造三维形状造型物的方法(通常称为“粉末烧结层叠法”)。所述方法基于以下的工序(i)及(ii)交替地反复实施粉末层形成和固化层形成来制造三维形状造型物。

(i)对粉末层的规定部位照射光束，使所述规定部位的粉末烧结或熔融固化来形成固化层的工序。

(ii)在所得到的固化层上形成新的粉末层，并同样地照射光束来形成进一步的固化层的工序。

按照这样的制造技术，能够在短时间内制造复杂的三维形状造型物。在使用无机物质的金属粉末作为粉末材料的情况下，能够将所得到的三维形状造型物作为模具使用。另一方面，在使用有机物质的树脂粉末作为粉末材料的情况下，能够将所得到的三维形状造型物作为各种模型使用。

取使用金属粉末作为粉末材料、并使用由此得到的三维形状造型物作为模具的情况为例。如图11中所示的那样，首先，开动刮刀23，在造型板21上形成规定厚度的粉末层22(参照图11(a))。接着，对粉末层22的规定部位照射光束L而从粉末层22形成固化层24(参照图11(b))。紧接着，在所得到的固化层24上形成新的粉末层22并再次照射光束而形成新的固化层24。若像这样交替地反复实施粉末层形成和固化层形成，则使得固化层24层叠(参照图11(c))，最终能够得到由层叠化的固化层24形成的三维形状造型物。作为最下层形成的固化层24由于成为与造型板21结合的状态，所以使得三维形状造型物和造型板21形成一体化物，能够将该一体化物作为模具使用。

通过粉末烧结层叠法得到的三维形状造型物具有比较粗糙的表面。例如，三维形状造型物具有数百μmRz左右的表面粗糙度的表面。所述表面粗糙度起因于粉末附着在形成三维形状造型物的固化层的表面。在固化层形成时通过光束的能量被转换成热而被照射光束的粉末层的规定部位的粉末发生烧结或熔融固化。此时，由于所述规定部位的周边的粉末温度也可上升，所以导致该周边的粉末附着在固化层的表面。由于像这样起因于附着粉末而给三维形状造型物带来表面粗糙度，所以导致在三维形状造型物的制造后或制造过程中固化层被付于切削加工。

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

发明内容

发明所要解决的技术问题

这里，本申请发明者们发现：在三维形状造型物的制造过程中将固化层付于切削加工的情况下，可产生以下的问题。具体而言，若在三维形状造型物的制造过程中将固化层付于切削加工，则会产生切削屑，该切削屑向切削加工部分的周围无规则地飞散。因为无规则的飞散，所以切削屑也会飞散到过后成为要形成固化层的区域中。在该情况下，导致在过后的固化层形成时切削屑和粉末中的任一者均被光束所照射。切削屑由于是起因于切削加工而产生的物质，所以通常可具有与粉末不同的形状、尺寸。因此，在光束照射时在切削屑与粉末之间熔融固化状态产生不同，有可能起因于该不同而无法形成所期望的固化层。即，有可能最终得不到高精度的三维形状造型物。

本发明是鉴于所述情况而进行的。即，本发明的目的是提供即使是在三维形状造型物的制造过程中将固化层付于切削加工的情况下、最终也能够得到更高精度的三维形状造型物的三维形状造型物的制造方法。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，在本发明的一个实施方式中，提供一种三维形状造型物的制造方法，其是通过以下工序来交替地反复进行粉末层形成及固化层形成的三维形状造型物的制造方法，

(i)对粉末层的规定部位照射光束以使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，至少在1次的固化层的形成之前，将存在于成为要形成该固化层的区域中的易动性异物除去。

发明效果

通过本发明的制造方法，即使是在三维形状造型物的制造过程中将固化层付于切削加工的情况下，最终也能够得到更高精度的三维形状造型物。

附图说明

图1是经时地表示将存在于成为要形成新的固化层的区域中的易动性异物除去的方式的示意性截面图。

图2是经时地表示将易动性异物除去之后形成新的固化层的方式的示意性截面图。

图3是经时地表示将存在于最跟前所形成的固化层的上表面区域中的易动性异物除去的方式的示意性截面图。

图4是经时地表示将易动性异物除去之后在最跟前所形成的固化层的上表面上形成新的固化层的方式的示意性截面图。

图5是示意性表示用于掌握有无易动性异物的方法的截面图。

图6是示意性表示用于掌握有无易动性异物的方法的截面图。

图7是示意性表示用于掌握有无易动性异物的方法的截面图。

图8是示意性表示使用吸引喷嘴将易动性异物除去的方式的截面图。

图9是示意性表示使用刷子将易动性异物除去的方式的截面图。

图10是示意性表示使用空气喷射喷嘴将易动性异物除去的方式的截面图。

图11是示意性表示实施粉末烧结层叠法的光造型复合加工的工艺方式的截面图(图11(a)：粉末层形成时、图11(b)：固化层形成时、图11(c)：层叠过程中)。

图12是示意性表示光造型复合加工机的构成的立体图。

图13是表示光造型复合加工机的一般的动作的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式更详细地进行说明。附图中的各种要素的形态及尺寸毕竟只不过是例示，并不反映实际的形态及尺寸。

在本说明书中，所谓“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”。另外，所谓“粉末层的规定部位”实质上是指所制造的三维形状造型物的区域。因此，通过对存在于所述规定部位的粉末照射光束，从而使得该粉末烧结或熔融固化而构成三维形状造型物。进而，所谓“固化层”，在粉末层为金属粉末层的情况下，是指“烧结层”，在粉末层为树脂粉末层的情况下，是指“硬化层”。

另外，在本说明书中直接或间接地说明的“上下”的方向例如是基于造型板与三维形状造型物的位置关系的方向，以造型板为基准，将制造三维形状造型物的一侧设为“上方向”，将其相反侧设为“下方向”。

[粉末烧结层叠法]

首先，对作为本发明的制造方法的前提的粉末烧结层叠法进行说明。特别列举出在粉末烧结层叠法中附加性地进行三维形状造型物的切削处理的光造型复合加工为例。图11示意性表示光造型复合加工的工艺方式，图12及图13分别表示能够实施粉末烧结层叠法和切削处理的光造型复合加工机的主要的构成及动作的流程图。

光造型复合加工机1如图12中所示的那样，具备粉末层形成机构2、光束照射机构3及切削机构4。

粉末层形成机构2是用于通过将金属粉末或树脂粉末等粉末以规定厚度铺设来形成粉末层的机构。光束照射机构3是用于对粉末层的规定部位照射光束L的机构。切削机构4是用于将层叠化的固化层的表面、即三维形状造型物的表面切削的机构。

粉末层形成机构2如图11中所示的那样主要具有粉末台25、刮刀23、造型台20及造型板21。粉末台25是能够在外周被壁26包围的粉末材料箱28内上下升降的台。刮刀23是将粉末台25上的粉末19向造型台20上供给、并能够在水平方向上移动以得到粉末层22的刀片。造型台20是能够在外周被壁27包围的造型箱29内上下升降的台。并且，造型板21配置在造型台20上，是作为三维形状造型物的基座的板。

光束照射机构3如图12中所示的那样主要具有光束振荡器30及振镜31。光束振荡器30是发出光束L的设备。振镜31是将发出的光束L对粉末层22进行扫描的机构、即光束L的扫描机构。

切削机构4如图12中所示的那样主要具有立铣刀40及驱动机构41。立铣刀40是用于将层叠化的固化层的表面、即三维形状造型物的表面切削的切削工具。驱动机构41是使立铣刀40向所期望的应该切削的部位移动的机构。

对光造型复合加工机1的动作详细叙述。光造型复合加工机1的动作如图13的流程图中所示的那样，由粉末层形成步骤(S1)、固化层形成步骤(S2)及切削步骤(S3)构成。粉末层形成步骤(S1)是用于形成粉末层22的步骤。在所述粉末层形成步骤(S1)中，首先将造型台20下降Δt(S11)，使得造型板21的上表面与造型箱29的上端面的水平差成为Δt。接着，在将粉末台25上升Δt后，如图11(a)中所示的那样使刮刀23从粉末材料箱28朝向造型箱29在水平方向上移动。由此，能够使配置在粉末台25上的粉末19向造型板21上移送(S12)，进行粉末层22的形成(S13)。作为用于形成粉末层22的粉末材料，例如可列举出“平均粒径为5μm～100μm左右的金属粉末”及“平均粒径为30μm～100μm左右的尼龙、聚丙烯或ABS等树脂粉末”。当形成粉末层22，就向固化层形成步骤(S2)转移。固化层形成步骤(S2)是通过光束照射来形成固化层24的步骤。在所述固化层形成步骤(S2)中，从光束振荡器30发出光束L(S21)，通过振镜31将光束L向粉末层22上的规定部位进行扫描(S22)。由此，使粉末层22的规定部位的粉末烧结或熔融固化，如图11(b)中所示的那样形成固化层24(S23)。作为光束L，可以使用二氧化碳气体激光、Nd：YAG激光、光纤激光或紫外线等。

粉末层形成步骤(S1)及固化层形成步骤(S2)交替地反复实施。由此，如图11(c)中所示的那样多个固化层24进行层叠化。

若经层叠化的固化层24达到规定厚度(S24)，则向切削步骤(S3)转移。切削步骤(S3)是用于将经层叠化的固化层24的表面、即三维形状造型物的表面切削的步骤。通过使立铣刀40(参照图11(c)及图12)驱动而开始切削步骤(S31)。例如在立铣刀40具有3mm的有效刃长度的情况下，能够沿着三维形状造型物的高度方向进行3mm的切削处理，所以若Δt为0.05mm，则在层叠了60层的固化层24的时刻驱动立铣刀40。具体而言，一边通过驱动机构41使立铣刀40移动，一边将经层叠化的固化层24的表面付于切削处理(S32)。在这样的切削步骤(S3)的最终，判断是否得到了所期望的三维形状造型物(S33)。在依然没有得到所期望的三维形状造型物的情况下，向粉末层形成步骤(S1)返回。以后，通过反复实施粉末层形成步骤(S1)～切削步骤(S3)而实施进一步的固化层的层叠化及切削处理，最终得到所期望的三维形状造型物。

[本发明的制造方法]

本发明在上述的粉末烧结层叠法中，在固化层的形成方式上具有特征。

具体而言，在本发明的制造方法中，在形成新的固化层之前，将在将固化层付于切削加工时产生的切削屑等易动性异物除去。特别是本发明中，在该易动性异物存在于“成为要形成固化层的区域”中的情况下，在将存在于所述区域中的易动性异物除去之后形成新的固化层。若换而言之，在本发明中，在形成新的固化层之前，将至少存在于成为要形成该新的固化层的区域中的易动性异物除去。

本说明书中所谓的“易动性异物”在广义上是指在固化层和/或粉末层上能够移动地存在的异物，在狭义上是指通过向固化层和/或粉末层上无规则地飞散而带来、并且相对于固化层和/或粉末层呈现出非附着性的异物。另外，所谓“异物”的用语意指与有助于形成所期望的固化层的“粉末”不同的物质。

易动性异物并不特别地限定于在将固化层付于切削加工时可产生的切削屑，例如可以是在对粉末层的规定部位照射光束时可飞散的熔融成分在空中被冷却固化而得到的物质。即，在易动性异物中包含在将对粉末层的规定部位的“粉末”利用光束进行照射而得到的固化层付于切削加工时可产生的切削屑、和/或在对粉末层的规定部位的“粉末”照射光束时可飞散的熔融成分在空中被冷却固化而得到的物质。如由以上的事实也获知的那样，本方式中的易动性异物可为来源于粉末层的“粉末”的异物。

参照图1及图2对具体的方式进行说明。将三维形状造型物的制造过程中的固化层24A的表面24A₁(例如侧面和/或上表面等)使用切削机构付于切削加工。切削机构如上述那样可具有立铣刀而成。作为立铣刀，没有特别限定，但例如可列举出超硬原材料的两片刃球头立铣刀、平头立铣刀、圆弧头立铣刀等。若三维形状造型物的制造过程中的固化层24A的表面24A₁被付于切削加工，则起因于此而易动性异物10可无规则地飞散到周围。由于易动性异物10无规则地飞散，所以易动性异物10也可飞散到如图1(a)中所示的那样过后成为要形成新的固化层的区域24B’中。本发明中，将像这样飞散来的易动性异物10除去。例如可将存在于区域24B’中的易动性异物10向该区域24B’外赶出，将存在于区域24B’中的易动性异物10除去(参照图1(b)及图1(c))。

在得到从成为要形成固化层的区域24B’除去了易动性异物10的状态之后(参照图2(a))，如图2(b)中所示的那样使刮刀23沿水平方向移动而形成新的粉末层22。若换而言之，则在形成新的粉末层22之前，将易动性异物10从成为要形成固化层的区域24B’除去。在形成新的粉末层22之后，通过对新的粉末层22的规定部位照射光束而形成新的固化层24B(参照图2(c))。需要说明的是，这里所谓的“新的粉末层22的规定部位”的范围实质上是指在以俯视图理解的情况下成为要形成新的固化层24B的面区域24B’。

本发明中，在如上述那样将存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10除去之后，最终形成新的固化层24B。若换而言之，则在形成新的固化层24B之前，将存在于成为要形成该新的固化层的区域24B’中的易动性异物10除去。通过易动性异物10从所述区域24B’除去，从而在形成新的固化层24B时易动性异物10减少，优选使得在成为要形成新的固化层的区域24B’中不存在易动性异物10。由于不可存在易动性异物10，所以在形成固化层24B时实质上仅粉末被光束照射，起因于此，仅该粉末可成为熔融固化状态。其结果是，起因于仅所述粉末的熔融固化而形成所期望的固化层24B，最终得到更高精度的三维形状造型物。

例如，成为要形成固化层的区域可以为最跟前所形成的固化层的上表面区域。即，在形成固化层之前，将存在于最跟前所形成的固化层的上表面区域中的易动性异物除去。

参照图3及图4对具体的方式进行说明。将三维形状造型物的制造过程中的固化层24A的表面24A₁使用切削机构付于切削加工处理。若三维形状造型物的制造过程中的固化层24A的表面24A₁被付于切削加工，则起因于此，易动性异物10可无规则地飞散到周围。由于易动性异物10无规则地飞散，所以如图3(a)中所示的那样，例如易动性异物10也可飞散到最跟前所形成的固化层24A的上表面区域24A₁₁中。本方式中，仅将飞散到最跟前所形成的固化层24A的上表面区域24A₁₁中的易动性异物10除去。例如可仅将存在于最跟前所形成的固化层24A的上表面区域24A₁₁中的易动性异物10向成为要形成固化层的区域24B”外赶出，将易动性异物10从成为要形成新的固化层的区域24B”除去(参照图3(b)及图3(c))。需要说明的是，这里所谓的“成为要形成固化层的区域24B””是指位于最跟前所形成的固化层的上方区域中的部位。

在得到从成为要形成该固化层的区域24B”除去了易动性异物10的状态之后(参照图4(a))，如图4(b)中所示的那样，使刮刀23沿水平方向移动而形成新的粉末层22。在形成新的粉末层22之后，通过对新的粉末层22的规定部位照射光束而形成新的固化层24B(参照图4(c))。需要说明的是，这里所谓的“新的粉末层22的规定部位”的范围实质上是指在以俯视图理解的情况下成为要形成新的固化层的面区域24B”。即，这里所谓的“新的粉末层22的规定部位”的范围是指在以俯视图理解的情况下位于最跟前所形成的固化层24A的上方区域中的部位。

本方式中，如上述那样仅将存在于最跟前所形成的固化层24A的上表面区域24A₁₁中的易动性异物10从成为要形成固化层的区域24B”除去之后，最终形成新的固化层24B。若换而言之，在形成新的固化层24B之前，仅将存在于最跟前所形成的固化层24A的上表面区域24A₁₁中的易动性异物10除去。通过除去存在于最跟前所形成的固化层24A的上表面区域24A₁₁中的易动性异物10，从而在形成新的固化层24B时易动性异物10减少，优选在成为要形成新的固化层的区域24B”不存在易动性异物10。由于不可存在易动性异物10，所以在形成固化层24B时仅位于最跟前所形成的固化层24A上的粉末被光束照射，起因于此，仅该粉末可成为熔融固化状态。因此，起因于仅位于最跟前所形成的固化层24A上的粉末进行熔融固化，可使最跟前所形成的固化层24A与新形成的固化层24B的层间连接提高。其结果是，最终得到进一步更高精度的三维形状造型物。

<易动性异物的特定方法>

为了掌握成为要形成新的固化层的区域24B’中有无易动性异物10，可以采用以下的各种方式。

易动性异物的特定方法1

在所述易动性异物的特定方法中使用反射光。例如可以如图5中所示的那样基于由成为要形成新的固化层的区域24B’得到的反射光50a、50b来掌握有无易动性异物10。

如图5中所示的那样，可以对成为要形成新的固化层的区域24B’及已经形成的粉末层22从规定方向照射入射光60，基于对于该入射光60从成为要形成新的固化层的区域24B’反射的反射光50a与对于该入射光60从已经形成的粉末层22反射的反射光50b的反射强度的不同来掌握有无易动性异物10。此时，为了明确比较基准，可以预先得到相对于入射光60从已经形成的粉末层22反射的反射光50b的反射强度。虽然没有特别限定，但作为入射光60，可以使用红外线光等。

易动性异物10如上述那样可包含在将固化层24A付于切削加工时可产生的切削屑、及对粉末层22的规定部位照射光束L时可飞散的熔融成分在空中被冷却固化而得到的固化物而成。起因于所述固化层的切削加工和/或飞散熔融物在空中的冷却固化，易动性异物10的形状、尺寸可与构成粉末层22的粉末19不同。易动性异物10与构成粉末层22的粉末19的形状、尺寸的不同可使来自其的各反射光的反射强度产生差异。本方式中，若各反射光的反射强度有差异，则可以判断为“有”易动性异物，若各反射光的反射强度相同则可以判断为“无”易动性异物。即，本方式中，可以根据各反射光的反射强度的差异来掌握易动性异物10的有无(及存在部位)。

易动性异物的特定方法2

在所述易动性异物的特定方法中使用光谱。例如如图6中所示的那样，对成为要形成新的固化层的区域24B’照射在固化层形成时使用的光束L，将相对于该光束L从成为要形成新的固化层的区域24B’反射的反射光50’的光谱与对已经形成的粉末层照射在固化层形成时使用的光束时反射的光的光谱(事先获得的光谱)相比，在为不同的光谱值的情况下可以判断为有易动性异物10(及可以特定存在部位)。

需要说明的是，易动性异物10如上述那样可包含在将固化层24A付于切削加工时可产生的切削屑、及在对粉末层22的规定部位照射光束L时可飞散的熔融成分在空中被冷却固化而得到的固化物。可认为起因于所述“固化层”的切削加工及“粉末层”的飞散物的冷却固化，易动性异物10处于固化密度相对高的状态。即，在照射光束的时刻粉末层22的粉末19与易动性异物10的状态已经不同，可认为起因于此而粉末层22的粉末19与易动性异物10的性质没有变得相同。因此，那样的不同作为光谱的差异出现。

易动性异物的特定方法3

在所述易动性异物的特定方法中使用摄取机构。例如可以如图7中所示的那样使用图像摄影装置100。更具体而言，可以用图像摄影装置100获得成为要形成新的固化层的区域24B’的图像，基于所得到的图像直接掌握可存在于该区域24B’中的易动性异物10的有无(及存在部位)。

<易动性异物的除去方法>

为了将存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10除去，可以采用以下的各种方式。

1.吸引喷嘴的使用

在易动性异物的除去中使用吸引喷嘴的方式。例如如图8中所示的那样，可以使吸引喷嘴70沿水平方向移动而吸引易动性异物10。本说明书中所谓“吸引喷嘴70”可为能够将易动性异物10吸入的设备。因为是“喷嘴”，所以供于易动性异物10的吸入的部分可以具有筒形态(特别是细筒形态)(从所述观点出发，本发明中的吸引喷嘴70可称为“筒状吸引设备”)。例如，吸引喷嘴70可以具备细筒部71和与该细筒部连接的吸引器具(未图示)。若使用吸引喷嘴70，则能够相对于应该除去的易动性异物10局部地进行吸引。由此，可将存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10适宜地除去，并且还能够避免易动性异物10扩散到周围。由于易动性异物10不可存在于区域24B’中，所以在形成新的固化层时实质上仅粉末被光束照射，仅该粉末可成为熔融固化状态。其结果是，起因于仅所述粉末的熔融固化状态而可形成所期望的新的固化层，由此最终能够得到更高精度的三维形状造型物。

本方式中，从有效利用作业空间区域的观点出发，吸引喷嘴70可以设置于切削机构4上。具体而言，可以按照切削机构4的长轴与吸引喷嘴70的长轴变得大致平行的方式使切削机构4与吸引喷嘴70相互相邻地配置。在切削机构4的使用时，为了不阻碍切削机构4的动作，吸引喷嘴70可以位于比切削机构4的立铣刀40的端部更靠上方处。另一方面，在吸引喷嘴70的使用时，为了不阻碍吸引喷嘴70的动作，切削机构4的立铣刀可以位于比吸引喷嘴70的端部更靠上方处。

本方式中，也可以按照上述的<易动性异物的特定方法>预先掌握易动性异物10的有无(及易动性异物10的存在部位)，预先决定设置于切削机构4上的吸引喷嘴70的水平方向的移动经路。由此，能够按照吸引喷嘴70不会沿着不必要的经路移动而沿着适宜的经路移动的方式对吸引喷嘴70在吸引时进行移动控制。

本方式中，可以使吸引喷嘴70的吸引口靠近易动性异物10的表面而进行吸引。即，在吸引时减小吸引喷嘴的吸引口部与易动性异物10之间的距离较佳。作为所述距离，例如为5mm以内、优选为3mm以内、更优选为1mm以内、进一步更优选为0.5mm以内较佳。若所述距离小，则能够使吸引喷嘴70相对于易动性异物10的吸引力适宜地传递。由此，可以将存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10更适宜地除去，并且还能够避免易动性异物10扩散到周围。

更具体而言，吸引喷嘴70的吸引口部与易动性异物10之间的距离越小，越能够更适宜地进行相对于应该除去的易动性异物10的局部的吸引。因此，能够更适宜地避免易动性异物10飞散到粉末供给机构侧(具体而言为粉末材料箱28(图11(a))内、和/或粉末材料箱28与成为要形成新的固化层的区域24B’之间的已经形成的粉末层上)。因此，在铺设过后的新的粉末层时，能够更适宜地避免易动性异物10混入到该新的粉末层内、其结果是避免易动性异物10再次定位于成为要形成新的固化层的区域24B’中。

本方式中，在具有相对大的尺寸的易动性异物10可存在于区域24B’中的情况下，也可以与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比能够变更地控制吸引喷嘴70的吸引条件。具体而言，也可以按照与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比变大的方式来控制用于具有相对大的尺寸的易动性异物10的吸引喷嘴70的吸引量。另外，按照与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比变小的方式来控制用于具有相对大的尺寸的易动性异物10的吸引喷嘴70的扫描速度。由此，由于用于易动性异物10的吸引喷嘴70的吸引条件可得到适宜地控制，所以能够减小因尺寸的不同而带来的影响并且适宜地进行易动性异物10的吸引除去。

2.刷子的使用

在易动性异物的除去中使用刷子的方式。例如也可以如图9中所示的那样，使刷子80沿水平方向移动，使易动性异物10朝向比该区域24B’更靠外侧方向扫出。若使用刷子80，则可将应该除去的易动性异物10扫出到该区域24B’外，所以能够将存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10适宜地除去。需要说明的是，此时，优选按照易动性异物10不被扫出到粉末供给机构侧的方式进行方向控制。这是由于：若易动性异物10被扫出到粉末供给机构侧(具体而言粉末材料箱28(图11(a))内、和/或粉末材料箱28与成为要形成新的固化层的区域24B’之间的已经形成的粉末层上)中，则在铺设过后的新的粉末层时，避免易动性异物10混入到该新的粉末层内、其结果是避免易动性异物10再次定位于成为要形成新的固化层的区域24B’中。本方式中，由于易动性异物10不可存在于区域24B’中，所以在形成新的固化层时实质上仅粉末被光束照射，仅该粉末可成为熔融固化状态。其结果是，起因于仅所述粉末的熔融固化状态而可形成所期望的新的固化层，由此最终能够得到更高精度的三维形状造型物。

本方式中，从有效利用作业空间区域的观点出发，刷子80可以设置于切削机构4上。具体而言，可以按照切削机构4的长轴与刷子80的长轴变得大致平行的方式使切削机构4与刷子80相互相邻地配置。在切削机构4的使用时，为了不阻碍切削机构4的动作，刷子80可以位于比切削机构4的立铣刀40的端部更靠上方处。另一方面，在刷子80的使用时，为了不阻碍刷子80的动作，切削机构4的立铣刀可以位于比刷子80更靠上方处。

本方式中，也可以按照上述的<易动性异物的特定方法>预先掌握易动性异物10的有无(及易动性异物10的存在部位)，预先决定设置于切削机构4上的刷子80的水平方向的移动经路。由此，能够按照刷子80不会沿着不必要的经路移动而沿着适宜的经路移动的方式对刷子80进行移动控制。

本方式中，在具有相对大的尺寸的易动性异物10可存在于区域24B’中的情况下，也可以与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比能够变更地控制刷子80的扫出条件。具体而言，也可以按照与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比变大的方式来控制用于具有相对大的尺寸的易动性异物10的刷子80的扫出速度。另外，也可以按照与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比变多的方式来控制用于具有相对大的尺寸的易动性异物10的刷子80的扫出次数。由此，由于用于易动性异物10的刷子80的扫出条件可得到适宜地控制，所以能够减小由尺寸的不同带来的影响并且适宜地进行易动性异物10的扫出。

3.空气喷出喷嘴的使用

在易动性异物的除去中使用空气喷出喷嘴的方式。例如也可以如图10中所示的那样，使空气喷出喷嘴90沿水平方向移动，将易动性异物10朝向比该区域24B’更靠外侧方向喷出。若使用空气喷出喷嘴90，则可将应该除去的易动性异物10喷出到该区域24B’外，所以能够将存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10适宜地除去。需要说明的是，此时，优选按照易动性异物10不被喷出到粉末供给机构侧的方式进行方向控制。这是由于：若易动性异物10被喷出到粉末供给机构侧(具体而言粉末材料箱28(图11(a))内、和/或粉末材料箱28与成为要形成新的固化层的区域24B’之间的已经形成的粉末层上)，则在铺设过后的新的粉末层时，避免易动性异物10混入到该新的粉末层内、其结果是避免易动性异物10再次定位于成为要形成新的固化层的区域24B’中。本方式中，由于易动性异物10不可存在于区域24B’中，所以在新的固化层的形成时实质上仅粉末被光束照射，仅该粉末可成为熔融固化状态。其结果是，起因于仅所述粉末的熔融固化状态而可形成所期望的新的固化层，由此最终能够得到更高精度的三维形状造型物。

本方式中，从有效利用作业空间区域的观点出发，空气喷出喷嘴90可以设置于切削机构4上。具体而言，可以按照切削机构4的长轴与空气喷出喷嘴90的长轴变得大致平行的方式使切削机构4与空气喷出喷嘴90相互相邻地配置。在切削机构4的使用时，为了不阻碍切削机构4的动作，空气喷出喷嘴90可以位于比切削机构4的立铣刀40的端部更靠上方处。另一方面，在空气喷出喷嘴90的使用时，为了不阻碍空气喷出喷嘴90的动作，切削机构4的立铣刀可以位于比空气喷出喷嘴90更靠上方处。

本方式中，可以使空气喷出喷嘴90的喷出口靠近易动性异物10的表面而喷出。即，在喷出时，减小空气喷出喷嘴90的喷出口部与易动性异物10之间的距离较佳。作为所述距离，例如为5mm以内、优选为3mm以内、更优选为1mm以内、进一步更优选为0.5mm以内较佳。若所述距离小，则可将空气喷出喷嘴90相对于易动性异物10的喷出力适宜地传递。由此，能够更适宜地进行存在于成为要形成新的固化层的区域24B’中的易动性异物10的除去。

本方式中，也可以按照上述的<易动性异物的特定方法>预先掌握易动性异物10的有无(及易动性异物10的存在部位)，预先决定设置于切削机构4上的空气喷出喷嘴90的水平方向的移动经路。由此，能够按照空气喷出喷嘴90不会沿着不必要的经路移动而沿着适宜的经路移动的方式对空气喷出喷嘴90进行移动控制。

本方式中，在具有相对大的尺寸的易动性异物10可存在于区域24B’中的情况下，也可以与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比能够变更地控制空气喷出喷嘴90的喷出条件。具体而言，也可以按照与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比变大的方式来控制用于具有相对大的尺寸的易动性异物10的空气喷出喷嘴90的喷出量。另外，也可以按照与具有相对小的尺寸的易动性异物10相比变大的方式来控制用于具有相对大的尺寸的易动性异物10的喷出速度。由此，由于用于易动性异物10的空气喷出喷嘴90的喷出条件可得到适宜地控制，所以能够减小由尺寸的不同带来的影响并且适宜地进行易动性异物10的喷出。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但只不过例示出本发明的适用范围中的典型例。因此，本发明并不限定于此，本领域技术人员容易理解可进行各种改变。

需要说明的是，上述那样的本发明的一个实施方式包含下面的优选的方式。

第1方式：

一种三维形状造型物的制造方法，其是通过以下工序来交替地反复进行粉末层形成及固化层形成的三维形状造型物的制造方法，

(i)对粉末层的规定部位照射光束以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、并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，

至少在1次的上述固化层的形成之前，将存在于成为要形成该固化层的区域中的易动性异物除去。

第2方式：

在上述第1方式的三维形状造型物的制造方法中，上述成为要形成固化层的区域为最跟前所形成的固化层的上表面区域。

第3方式：

在上述第1方式或第2方式的三维形状造型物的制造方法中，可进一步包含将上述固化层付于切削加工的工序，上述易动性异物为在上述固化层的上述切削加工中产生的切削屑。

第4方式：

在上述第1方式～上述第3方式中任一项的三维形状造型物的制造方法中，基于由上述成为要形成固化层的区域得到的反射光来掌握上述易动性异物的有无。

第5方式：

在上述第1方式～上述第4方式中任一项的三维形状造型物的制造方法中，将上述易动性异物使用吸引喷嘴进行吸引，将上述易动性异物从上述成为要形成固化层的区域除去。

产业上的可利用性

通过实施本发明的一个实施方式的三维形状造型物的制造方法，能够制造各种物品。例如，在“粉末层为无机物质的金属粉末层、并且固化层成为烧结层的情况”下，能够将所得到的三维形状造型物作为塑料注射成型用模具、压制模具、压铸模具、铸造模具、锻造模具等模具使用。另一方面，在“粉末层为有机物质的树脂粉末层、并且固化层为硬化层的情况”下，能够将所得到的三维形状造型物作为树脂成型品使用。

关联申请的相互参照

本申请主张基于日本专利申请第2016-107565号(申请日：2016年5月30日、发明的名称：“三维形状造型物的制造方法”)的巴黎条约上的优先权。通过该引用，该申请中公开的内容全部包含于本说明书中。

符号的说明

10 易动性异物(例如切削屑)

19 粉末

24B’ 成为要形成固化层的区域

24B” 成为要形成固化层的区域

24B 固化层

24A 最跟前所形成的固化层

24A₁₁ 最跟前所形成的固化层的上表面区域

50a、50b 反射光

50’ 反射光

70 吸引喷嘴

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.[修改后]一种三维形状造型物的制造方法，其是通过以下工序来交替地反复进行粉末层形成及固化层形成的三维形状造型物的制造方法，

(i)对粉末层的规定部位照射光束以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、并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，在最跟前所形成的所述固化层上形成新的粉末层之前，将存在于该固化层的上表面区域中的易动性异物除去。

2.[修改后]根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，

所述成为要形成固化层的区域为所述最跟前所形成的所述固化层的上表面区域。

3.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，

进一步包含将所述固化层付于切削加工的工序，

所述易动性异物为在所述固化层的所述切削加工中产生的切削屑。

4.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，

基于由所述成为要形成固化层的区域得到的反射光来掌握所述易动性异物的有无。

5.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，

将所述易动性异物使用吸引喷嘴进行吸引，将所述易动性异物从所述成为要形成固化层的区域除去。

Claims (5)

1.一种三维形状造型物的制造方法，其是通过以下工序来交替地反复进行粉末层形成及固化层形成的三维形状造型物的制造方法，

(i)对粉末层的规定部位照射光束以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、并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，至少在1次的所述固化层的形成之前，将存在于成为要形成该固化层的区域中的易动性异物除去。

2.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，所述成为要形成固化层的区域为最跟前所形成的固化层的上表面区域。

3.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，进一步包含将所述固化层付于切削加工的工序，

所述易动性异物为在所述固化层的所述切削加工中产生的切削屑。

4.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，基于由所述成为要形成固化层的区域得到的反射光来掌握所述易动性异物的有无。

5.根据权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其中，将所述易动性异物使用吸引喷嘴进行吸引，将所述易动性异物从所述成为要形成固化层的区域除去。