CN109317669B - 三维造型方法 - Google Patents

三维造型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109317669B
CN109317669B CN201810841155.6A CN201810841155A CN109317669B CN 109317669 B CN109317669 B CN 109317669B CN 201810841155 A CN201810841155 A CN 201810841155A CN 109317669 B CN109317669 B CN 109317669B
Authority
CN
China
Prior art keywords
modeling
shape
truncated cone
intended
powder layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810841155.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109317669A (zh
Inventor
森下和幸
松田优也
绿川哲史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matsuura Machinery Corp
Original Assignee
Matsuura Machinery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsuura Machinery Corp filed Critical Matsuura Machinery Corp
Publication of CN109317669A publication Critical patent/CN109317669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109317669B publication Critical patent/CN109317669B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/40—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards
    • B22F10/47—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards characterised by structural features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/448—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles destructible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/40—Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/247—Removing material: carving, cleaning, grinding, hobbing, honing, lapping, polishing, milling, shaving, skiving, turning the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/251—Particles, powder or granules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供一种三维造型方法，造型出造型对象物和从下方支撑该对象物的支撑结构部之后，能够从造型对象物和底板有效除去支撑结构部，并且几乎不阻碍刮刀的移动。该三维造型方法中，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，反复进行预定次数的通过激光或电子束的照射烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物(1)和从下方支撑该对象物(1)的下侧面、并且预定要在造型后被除去的支撑结构部(2)，作为支撑结构部(2)之中与造型对象物(1)连接的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状。

Description

三维造型方法
技术领域
本发明涉及对造型对象物和从下方支撑该对象物的支撑结构部进行造型的三维造型方法。
背景技术
在包括对通过刮刀的移动而平坦化的粉末层照射激光或电子束进行烧结以及周围的切削的三维造型方法中，例如专利文献1已经公开了不从造型室的底板的位置开始对造型对象物进行造型，而是采用在造型出该对象物下方的支撑结构部之后再对该对象物进行造型的方法。
最先对造型对象部下方的支撑结构部进行造型的依据包括：
a在支撑结构部不存在于下方的情况下，造型对象物的下侧面会固定附着于底板，因此为了在造型之后从底板上将其除去，需要复杂的操作；
b造型对象物的下侧面之中不与底板接触的区域，会由于自身的重量而在按压下侧的粉末层的状态下向下方移动，有时会阻碍下侧面的精确形成。
作为支撑结构部，采用：
(1)介于造型对象物与底板之间的支柱；
(2)介于造型对象物与底板之间的上侧支柱、中间隔板、下侧支撑部中的任一结构。
在专利文献1中，采用了与上述(1)类似的结构(图5、权利要求1和20)和上述(2)的结构(图8和权利要求21)。
支撑结构部在造型对象物的造型结束的阶段，预定要从造型对象物和底板上被除去。
在对支撑结构部进行造型时的中途阶段和结束阶段，使刮刀在粉末层上滑动时，在烧结得到的上述(1)的支柱和上述(2)的上侧支柱中形成的具有预定角度的角部的突起区域会与刮刀接触，该区域妨碍刮刀的移动，进而时常发生阻碍刮刀相对于粉末层的滑动这样的事故。
然而，以往的伴有支撑结构部的三维造型中，并没有致力于尽可能容易地除去支撑结构部，并且尽可能减少由上述接触导致的事故。
专利文献1中，对于这样的技术课题也没有作出任何考虑。
在先技术文献
专利文献1：WO2014/174090公报
发明内容
本发明的课题是提供一种三维造型方法，其对造型对象物和从下方支撑该对象物的支撑结构部进行造型，能够在造型后将支撑结构部从造型对象物和底板上有效地除去，并且几乎不会妨碍刮刀的移动。
基本构成(1)中的技术特征在于，构成支撑结构部的支柱的上侧部分采用圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，基本构成(2)中的技术特征在于，由上侧支柱、中间隔板、下侧支撑部构成支撑结构部，上侧支柱的上侧区域采用圆锥台形状或该圆锥台的部分形状。
对上述形状进行说明，在支柱和上侧支柱与造型对象物的下侧面的连接面为水平方向的平坦面的情况下，作为支柱和上侧支柱的上侧部分可以采用圆锥台形状。
与此相对，在所述连接面弯曲或相对于水平方向倾斜的情况下，作为支柱或上侧支柱的上侧部分的形状，无法实现绝对的圆锥台形状，只能采用该圆锥台的部分形状。
其结果，在基本构成(1)和(2)中，将“采用圆锥台形状或该圆锥台的部分形状”作为重要条件。
像这样，作为支柱和上侧支柱的上侧部分采用圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的情况下，
(a)在将支撑结构部从造型对象物上除去时，与采用其它形状的情况相比，连接部的面积较小，因此能够更有效地除去，
(b)在通过锤击将支撑结构部从造型对象物上除去的情况下，能够任意选择击打的方向，
(c)在采用圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的情况下，接触面为圆形、椭圆形(接触面为平坦形状时)或稍稍变形的圆形、椭圆形(接触面为弯曲面时)，其结果，没有形成具有预定角度的角区域，因此即使与移动中的刮刀接触，也几乎不会阻碍该移动，能够有助于刮刀的平滑移动。
(1)一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，反复进行预定次数的通过激光或电子束的照射烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物和多个支柱，所述支柱从下方支撑该对象物的下侧面，并且预定要在造型后被除去，作为支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，在造型对象物与支柱的连接面中，无论该连接面为水平方向还是相对于该水平方向倾斜的方向，该连接面的中心坐标的法线的方向都与构成支柱的上侧部分的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴的方向一致。
(2)一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，中间隔板的上侧表面与造型对象物的下侧表面，形成在竖直方向上等距离的平行状态。
(3)一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，中间隔板的上侧表面与造型对象物的下侧表面，形成在所述下侧表面的法线方向上等距离的平行状态。
(4)一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，作为上侧支柱的中间部分，采用圆柱形状，作为上侧支柱的下侧部分，采用越靠下侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，所述圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴线形成竖直方向并且与中间隔板交叉。
(5)一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，使中间隔板的下侧面成为水平方向。
(6)一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，下侧支撑部是在三维方向上相互交叉的格子结构。
附图说明
图1表示与实施例1的构成相对应的流程图。
图2表示与实施例2的构成相对应的流程图。
图3表示与实现实施例1、2的各流程的CAD/CAM系统相关的框图。
图4是表示基本构成(1)的造型过程的侧视图，(a)表示造型出支柱的一部分的阶段，(b)表示造型出支柱的全部和造型对象物的一部分的阶段，(c)表示整个造型过程结束的阶段。再者，斑点区域表示粉末的残留状态。
图5是表示基本构成(2)之中，造型对象物的下侧面与中间隔板的上侧面形成在竖直方向上等距离的平行状态的实施方式中的造型过程的侧视图，(a)表示上侧支柱的部分造型以及中间隔板和下侧支撑部的全部造型结束的阶段，(b)表示上侧支柱、中间隔板、下侧支撑部的全部造型以及造型对象物的部分造型结束的阶段，(c)表示全部造型结束的阶段。再者，斑点区域表示粉末的残留状态。
图6是表示基本构成(2)之中，造型对象物的下侧面与中间隔板的上侧面形成在该下侧面的法线方向上等距离的平行状态的实施方式中的造型过程的侧视图，(a)表示上侧支柱的部分造型、中间隔板和下侧支撑部的全部造型结束的阶段，(b)表示上侧支柱、中间隔板、下侧支撑部的全部造型以及造型对象物的部分造型结束的阶段，(c)表示全部造型结束的阶段。再者，斑点区域表示粉末的残留状态。
图7表示基本构成(2)的下侧支撑部采用格子状的实施方式的侧视图，(a)表示与底板正交的格子状，(b)表示与底板斜交的格子状。
附图标记说明
1 造型对象物
2 支撑结构部
20 支柱和上侧支柱
21 中间隔板
22 下侧支撑部
3 底板
4 CAD/CAM系统
41 CAD系统
42 CAM系统
5 控制部
6 照射装置
具体实施方式
基本构成(1)中，如图4(a)、(b)、(c)所示，对通过刮刀的滑动而平坦化的金属粉末层进行烧结，由此依次从下侧烧结并造型出支柱20和造型对象物1，在造型结束的阶段，支柱20会通过锤击或旋转刀片等而从造型对象物1和造型室的底板3上被除去。
基本构成(2)中，如图5(a)、(b)、(c)和图6(a)、(b)、(c)所示，对通过刮刀的滑动而平坦化的金属粉末层进行烧结，由此依次从下侧开始烧结并造型出下侧支撑部22、中间隔板21、上侧支柱20、造型对象物1，在造型结束的阶段，下侧支撑部22、中间隔板21、上侧支柱20都会通过锤击或旋转刀片等而从造型对象物1和造型室的底板3上被除去。
基本构成(1)的支柱20和基本构成(2)的上侧支柱20，作为上侧部分，采用一直到连接面为止直径逐渐减小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，由此带来的效果如上所述。
所述支柱20和所述上侧支柱20，分别如图4(b)、(c)和图5(b)、(c)以及图6(b)、(c)所示，可以采用关于与造型对象物1的连接面，无论该连接面为水平方向还是相对于该水平方向倾斜的方向，连接面的中心坐标位置的法线方向(在所述各图中，由从造型对象物1的下侧面向上方延长的实线表示)都与圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴线的方向(在所述各图中，由从造型对象物1的下侧面向下方延长的一点划线表示)为同一方向的结构，在基本构成(1)中，该结构相当于必要的条件，在基本构成(2)中，该结构相当于典型的实施方式。
采用这样的结构时，与没有形成上述同一方向的情况相比，连接面的面积减小，由此能够将支柱20或上侧支柱20从造型对象物1的下侧面有效地除去。
基本构成(1)的支柱20和基本构成(2)的上侧支柱20，不需要整个区域都是圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，如图4(b)、(c)图5(b)、(c)和图6(b)、(c)所示，可以将上下方向的中间部分作为圆柱区域而采用圆柱结构。
而且，如所述各图所示，关于下侧部分，可以采用与上侧部分同样地越靠下侧直径越小的圆锥台形状，并且与底板3正交的结构(图4(b)、(c)所示的基本构成(1))，也可以采用越靠下侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状(图5(b)、(c)和图6(b)、(c)所示的基本构成(2))，采用形成竖直方向并且与中间隔板21交叉的结构。
在采用所述形状的实施方式中，通过中间部分的圆柱形状，能够以充分的强度支撑造型对象物1的重量。
并且，所述实施方式中，与其它形状相比，下侧的连接部的面积较小，因此能够更有效地实现支柱20从底板3的除去(基本构成(1))和上侧支柱20从中间隔板21的除去(基本构成(2))。
再者，关于基本构成(2)的上侧支柱的下侧部分，也可以不采用如图5(b)、(c)所示的实施方式那样的竖直方向与构成上侧支柱的下侧部分的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴线的方向一致的结构，而是采用如图6(b)、(c)所示的实施方式那样的与上侧部分同样地，中间隔板21的连接面的中心坐标的法线的方向与构成上侧支柱的下侧部分的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴线的方向一致的结构，从而减小接触面积，并且方便切除。
基本构成(1)的支柱20和基本构成(2)的上侧支柱20与造型对象物1的下侧面的接触面具有预定的面积，因此在采用金属粉末作为粉末的情况下，能够通过该接触面，将烧结中产生的热经由支柱20和上侧支柱20发散出去。
但基本构成(1)和(2)中的粉末并不限定于金属粉末。
基本构成(1)中，不需要设置中间隔板21，而且如图4(a)、(b)、(c)所示，可以通过支柱20与底板3正交的设计来实现简单的结构。
但造型对象物1的下侧面绝对不是平坦面，大多情况下呈现出起伏的状态。
这样的情况下，在基本构成(1)中，需要使支柱20的上下方向宽度变化，但为了实现有效的设计，采用了图4(a)、(b)、(c)所示的形状的实施方式，并且关于上侧的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状和下侧的圆锥台形状，对全部支柱20进行均匀设计，对于中间部分的圆柱形状的区域，使上下方向的长度尺寸随时变化，由此能够实现有效的设计。
在基本构成(2)中，在设置中间隔板21和下侧支撑部22这一点上，乍一看似乎有些复杂。
但是，如图5(a)、(b)、(c)所示，关于中间隔板21的下侧面，为了与底板3形成平行状态而设为平坦面，并且/或者关于上侧面，与造型对象物1的下侧面形成在竖直方向(上下方向)上等距离的平行状态，由此关于上侧支柱20和/或下侧支撑部22，能够实现在上下方向上尺寸相同的简单的设计。
另外，如图6(a)、(b)、(c)所示，关于中间隔板21的下侧面，为了与底板3形成平行状态而设为平坦面，并且/或者关于上侧面，与造型对象物1的下侧面形成在该下侧面的法线方向上等距离的平行状态，由此关于上侧支柱20和下侧支撑部22，能够实现全部形状相同的简单的设计。
图5和图6所示的简单的设计，能够在从造型对象物1和中间隔板21上进行除去时，实现均匀程度的锤击这样的有效的操作。
中间隔板21的下侧面，通常如图5(a)、(b)、(c)和图6(a)、(b)、(c)所示，采用水平方向的平坦面，但关于夹在上述下侧面与底板3之间的下侧支撑部22，作为下侧支撑部22，形成上侧部分采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状、下侧部分采用越靠下侧直径越小的圆锥台形状、中间部分采用圆柱形状的支柱20，该支柱20与中间隔板21的下侧面和底板3正交，在采用具备上述这样的特征的实施方式的情况下，能够将该下侧支撑部22从中间隔板21和底板3上有效地除去。
在基本构成(2)中，如上述实施方式，在中间隔板21的下侧面为水平方向的平坦面的情况下，如图5(a)、(b)、(c)和图6(a)、(b)、(c)所示，在下侧支撑部22中，上侧部分与中间隔板21的下侧面正交、且下侧部分与底板3正交，通过这样的特征，能够实现简单的设计。
特别是作为下侧支撑部22的上侧部分采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状、作为中间部分采用圆柱形状、作为下侧部分采用越靠下侧直径越小的圆锥台形状的实施方式，关于下侧支撑部22，根据发明效果中记载的(a)、(b)，能够从中间隔板21的下侧面和底板3上有效地将下侧支撑部22除去。
基本构成(2)的下侧支撑部22，如图5(a)、(b)、(c)和图6(a)、(b)、(c)所示，不仅可以采用与底板3正交的支柱20状态，也可以采用如图7(a)、(b)所示的格子状，并且作为该格子状，不仅可以采用如图7(a)所示的与底板3正交的格子状，也可以如图7(b)所示采用与底板3斜交的格子状。
这些格子状的设计，能够实现稳定支撑中间隔板21的状态。
并且，即使如图7(a)所示将下侧支撑部22与底板3的接触面积设计为极小，也能够维持上述的稳定的支撑状态，并且在对下侧支撑部22施加强力的锤击时，能够一举将其从底板3除去。
实施例
以下，根据实施例进行说明。
实施例1
实施例1的特征在于，在基本构成(1)中，将支柱20的造型中的激光或电子束的单位面积的照射量设定为小于造型对象物1的外侧表面及其附近的单位面积的照射量，关于伴随照射量的选择的造型工艺，如图1的流程图所示。
通过上述特征，能够容易且有效地实现支柱20从造型对象物1和底板3上的除去。
实施例1中，如图3所示，能够通过CAD系统41设定造型对象物1和各支柱20的形状，并且通过CAD系统41或CAM系统42控制各造型区域的单位面积的照射量。
实施例2
实施例2的特征在于，在基本构成(2)中，将对于上侧支柱20、中间隔板21和下侧支撑部22的造型照射激光或电子束的单位面积的照射量设定为小于造型对象物1的外侧表面及其附近的单位面积的照射量，关于伴随照射量的选择的造型工艺，如图2的流程图所示。
实施例2中，如图3所示，能够采用通过CAD系统41设定造型对象物1、各上侧支柱20、中间隔板21和各下侧支撑部22的形状，并且通过CAD系统41或CAM系统42控制各造型区域的单位面积的照射量的方法。
产业可利用性
以基本构成(1)和(2)为基础的本申请发明，能够实现造型对象物的稳定造型和刮刀的平滑移动、以及造型结束后的支撑结构部的有效除去，因此工业上的利用范围很大。

Claims (10)

1.一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，
所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，
所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，
所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，
作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，
中间隔板的上侧表面与造型对象物的下侧表面，形成在竖直方向上等距离的平行状态。
2.一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，
所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，
所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，
所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，
作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，
中间隔板的上侧表面与造型对象物的下侧表面，形成在所述下侧表面的法线方向上等距离的平行状态。
3.一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，
所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，
所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，
所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，
作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，
作为上侧支柱的中间部分，采用圆柱形状，
作为上侧支柱的下侧部分，采用越靠下侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，
所述圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴线形成竖直方向并且与中间隔板交叉。
4.一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，
所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，
所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，
所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，
作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，
使中间隔板的下侧面成为水平方向。
5.根据权利要求4所述的三维造型方法，其特征在于，
下侧支撑部中，形成上侧部分与中间隔板的下侧面正交、下侧部分与底板正交的支柱形状。
6.根据权利要求5所述的三维造型方法，其特征在于，
作为下侧支撑部的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状，
作为中间部分，采用圆柱形状，
作为下侧部分，采用越靠下侧直径越小的圆锥台形状。
7.一种三维造型方法，通过刮刀相对于粉末层的滑动而形成平坦面之后，进行多次通过激光或电子束烧结该粉末层的工序，然后进行周围的切削，由此造型出造型对象物、中间隔板、下侧支撑部和多个上侧支柱，
所述上侧支柱从下侧支撑该造型对象物，并且预定要在造型后被除去，
所述中间隔板从下方支撑该上侧支柱，并且预定要在造型后被除去，
所述下侧支撑部从下方支撑该隔板，并且预定要在造型后被除去，
作为上侧支柱的上侧部分，采用越靠上侧直径越小的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状，
下侧支撑部是在三维方向上相互交叉的格子结构。
8.根据权利要求1、2、3、4和7的任一项所述的三维造型方法，其特征在于，
在造型对象物与上侧支柱的连接面中，无论该连接面为水平方向还是相对于该水平方向倾斜的方向，该连接面的中心坐标的法线的方向都与构成上侧支柱的上侧部分的圆锥台形状或该圆锥台的部分形状的中心轴的方向一致。
9.根据权利要求1、2、3、4和7的任一项所述的三维造型方法，其特征在于，
将对于上侧支柱、中间隔板和下侧支撑部的造型照射激光或电子束的单位面积的照射量设定为小于造型对象物的外侧表面及其附近的单位面积的照射量。
10.根据权利要求1、2、3、4和7的任一项所述的三维造型方法，其特征在于，
通过CAD系统设定造型对象物以及各上侧支柱、中间隔板和各下侧支撑部的形状，并且通过CAD系统或CAM系统控制各造型区域的单位面积的照射量。
CN201810841155.6A 2017-07-31 2018-07-27 三维造型方法 Active CN109317669B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017148397A JP6349561B1 (ja) 2017-07-31 2017-07-31 三次元造形方法
JP2017-148397 2017-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109317669A CN109317669A (zh) 2019-02-12
CN109317669B true CN109317669B (zh) 2021-04-02

Family

ID=62779834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810841155.6A Active CN109317669B (zh) 2017-07-31 2018-07-27 三维造型方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10307964B2 (zh)
EP (1) EP3446860B1 (zh)
JP (1) JP6349561B1 (zh)
KR (1) KR102298933B1 (zh)
CN (1) CN109317669B (zh)
CA (3) CA3145071A1 (zh)
ES (1) ES2802301T3 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6680452B1 (ja) 2019-04-05 2020-04-15 株式会社ソディック 三次元形状造形物の積層造形方法
US11390021B2 (en) * 2020-06-01 2022-07-19 Matsuura Machinery Corp. Method for producing three-dimensional shaped product, and three-dimensional shaped product obtained by the method
CN112264620A (zh) * 2020-11-07 2021-01-26 齐齐哈尔金车工业有限责任公司 电阻选区加热的简易3d打印系统
DE102021212754A1 (de) 2021-11-12 2023-05-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mindestens zwei Gegenständen mittels pulverbettbasierter generativer Fertigung
GB202211722D0 (en) * 2022-08-11 2022-09-28 Rolls Royce Plc A method of manufacturing a component

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0985837A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Matsushita Electric Works Ltd 三次元形状造形物の製造方法
GB2458745A (en) * 2008-02-13 2009-10-07 Materials Solutions Grooved support for selective sintering or melting process
WO2012048982A1 (de) * 2010-09-27 2012-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines prüfkörpers mit einem additiven fertigungsverfahren, prüfverfahren für ein solches additives fertigungsverfahren und cad-datensatz für einen solchen prüfkörper
CN103920877A (zh) * 2014-04-12 2014-07-16 北京工业大学 一种slm制造金属零件易去除支撑结构设计方法
DE102013218760A1 (de) * 2013-09-19 2015-03-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines Bauteils
CN105492981A (zh) * 2013-06-26 2016-04-13 瑞尼斯豪公司 用于产生在增材制造中使用的几何数据的方法和设备
CN106853527A (zh) * 2016-12-29 2017-06-16 西安铂力特激光成形技术有限公司 一种树枝状3d打印支撑结构

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1008128A3 (nl) * 1994-03-10 1996-01-23 Materialise Nv Werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze en voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie.
US7435072B2 (en) * 2003-06-02 2008-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods and systems for producing an object through solid freeform fabrication
JP5119123B2 (ja) 2008-10-22 2013-01-16 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
US8549996B2 (en) * 2010-05-28 2013-10-08 Dole Fresh Vegetables, Inc. System for topping and tailing lettuce heads using a camera-guided servo-controlled water knife
FR2993801B1 (fr) * 2012-07-30 2014-08-22 Phenix Systems Procede de realisation d'un objet tridimensionnel
US20140303942A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Formlabs, Inc. Additive fabrication support structures
EP2988921B1 (en) 2013-04-26 2019-09-04 Materialise N.V. Hybrid support systems and methods of generating a hybrid support system using three dimensional printing
EP2827157B1 (en) * 2013-07-18 2019-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for estimating grid properties of a power grid
BR112017020721B1 (pt) * 2015-03-27 2022-08-30 Mitsubishi Chemical Corporation Método para produzir oligômero de a-olefina
DE102015225652A1 (de) 2015-12-17 2017-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur additiven Herstellung, Bauteil und Einrichtung zur additiven Herstellung
JP6026688B1 (ja) 2016-03-24 2016-11-16 株式会社松浦機械製作所 三次元造形方法
DE102016124401A1 (de) * 2016-12-14 2018-06-14 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0985837A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Matsushita Electric Works Ltd 三次元形状造形物の製造方法
GB2458745A (en) * 2008-02-13 2009-10-07 Materials Solutions Grooved support for selective sintering or melting process
WO2012048982A1 (de) * 2010-09-27 2012-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines prüfkörpers mit einem additiven fertigungsverfahren, prüfverfahren für ein solches additives fertigungsverfahren und cad-datensatz für einen solchen prüfkörper
CN105492981A (zh) * 2013-06-26 2016-04-13 瑞尼斯豪公司 用于产生在增材制造中使用的几何数据的方法和设备
DE102013218760A1 (de) * 2013-09-19 2015-03-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines Bauteils
CN103920877A (zh) * 2014-04-12 2014-07-16 北京工业大学 一种slm制造金属零件易去除支撑结构设计方法
CN106853527A (zh) * 2016-12-29 2017-06-16 西安铂力特激光成形技术有限公司 一种树枝状3d打印支撑结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Assessing new support minimizing strategies for the additive manufacturing technology;M. Cloots et al.;《Solid Freeform Fabrication》;20131231;第631-643页 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3446860B1 (en) 2020-06-10
US20190030825A1 (en) 2019-01-31
US10307964B2 (en) 2019-06-04
JP6349561B1 (ja) 2018-07-04
EP3446860A2 (en) 2019-02-27
CA3145071A1 (en) 2018-10-02
CA3054512A1 (en) 2018-10-02
CA3012318A1 (en) 2018-10-02
EP3446860A3 (en) 2019-05-29
KR102298933B1 (ko) 2021-09-08
JP2019026898A (ja) 2019-02-21
KR20190013639A (ko) 2019-02-11
ES2802301T3 (es) 2021-01-18
CN109317669A (zh) 2019-02-12
CA3054512C (en) 2022-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109317669B (zh) 三维造型方法
US20160175932A1 (en) Additive manufacturing method and apparatus
CN110744056B (zh) 用于加性制造的方法及键槽支架
EP2198405B1 (en) Method and apparatus for automatic support generation for an object made by means of a rapid prototype production method
EP3053674B1 (en) Method for manufacturing a combustor front panel and a combustor front panel
JP6358206B2 (ja) 金属部材の製造方法
CN107471651B (zh) 支撑结构、支撑结构的打印方法以及打印系统
Mirnia et al. Thickness improvement in single point incremental forming deduced by sequential limit analysis
CN109702196B (zh) 针对工件的悬垂结构的金属增材制造方法
JP6877993B2 (ja) データ作成装置、３次元積層システム、制御方法及びプログラム
US10974770B2 (en) Network structure, shock-absorbing body, vehicle, and design method of network structure
US20180214947A1 (en) Reutilization of additive manufacturing supporting platforms
JP6338305B1 (ja) 支持部材、造形モデル生成装置、制御装置、および造形物の造形方法
JP2019524506A (ja) 積層造形用に形状の細部を精密化する方法
JP2016078063A (ja) レーザ加工機、レーザ加工方法、加工データ作成装置
CN108290217A (zh) 具有轴向受控变形的烧结压机以及相应方法
EP3639952B1 (en) Additive manufacturing systems and methods including louvered particulate containment wall
CN108290218B (zh) 烧结压机的冲压工具及其方法
US20200368814A1 (en) Manufacturing support and method for additive manufacturing process
CN110284718B (zh) 用于混凝土浇筑现场的智能机器人及其控制方法
CN112236252A (zh) 粉末去除浮动结构
US8762112B2 (en) Method of generating CAD data for evaporative pattern having frame structure
KR101602109B1 (ko) 격자형 금형의 격자 설계 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant