CN111050956A - 三维造型装置以及三维造型方法 - Google Patents

Abstract

三维造型装置通过电子束对粉末材料的照射而使粉末材料熔融，从而对三维的物体进行造型。三维造型装置具备电子束射出部，该电子束射出部射出电子束，为了对物体进行造型而使粉末材料熔融，并且在进行物体的造型之前对粉末材料照射电子束而对粉末材料进行预加热。电子束射出部在为了进行预加热而对粉末材料照射电子束时，使电子束的照射位置以螺旋状移动。

Description

三维造型装置以及三维造型方法

技术领域

本发明说明对三维的物体进行造型的三维造型装置以及三维造型方法。

背景技术

以往，作为三维造型装置以及三维造型方法公知有例如日本专利第5108884号公报中记载的装置和方法。在该装置和方法中，通过对粉末材料照射电子束而使粉末材料熔融。之后，通过使粉末材料凝固来对三维的物体进行造型。在该装置和方法中，通过在粉末材料熔融和凝固之前对粉末材料照射电子束，由此进行粉末材料的预热。而且，在该装置和方法中，在进行该预热时，为了抑制因电子束的照射引起的电荷累积的影响，而将电子束的扫描路径设定为相互分离规定的距离。而且，在该装置和方法中，沿着该扫描路径扫描电子束。

专利文献1：日本专利第5108884号公报

专利文献2：日本特表2006-513055号公报

专利文献3：日本特表2010-526694号公报

专利文献4：日本特表2015-507092号公报

专利文献5：日本专利第5712306号公报

然而，在这样的三维造型装置以及三维造型方法中，在粉末材料预热时，很难均匀地加热粉末材料。例如如图5所示，有时使电子束的照射位置向一定的方向移动，若照射位置到达照射区域的端部，则使其照射位置返回到另一个端部的位置，再次向一定的方向照射电子束来进行。在该情况下，有时在电子束的折回部位产生电子束的响应延迟。因此，很难如预先设定的那样照射电子束。另外，在上述的装置和方法中还有可能产生未照射电子束的部位。此外在上述的装置和方法中，还有可能产生被过度地照射电子束的部位。根据这些理由，在粉末材料中产生所输入的热量的不均匀即热输入不均。因此在上述的装置和方法中，不能进行适当的预备的粉末材料的加热。

发明内容

本发明说明适当地进行粉末材料的预备的加热的三维造型装置以及三维造型方法。

本发明的三维造型装置，对粉末材料照射电子束，使粉末材料熔融来造型三维的物体。三维造型装置具备电子束射出部，该电子束射出部射出电子束，为了对物体进行造型而使粉末材料熔融，并且在进行物体的造型之前，通过对粉末材料照射电子束而对粉末材料进行预加热。电子束射出部构成为在为了预加热而对粉末材料照射电子束时，使电子束的照射位置以螺旋状移动。

本发明的三维造型方法，对粉末材料照射电子束，使粉末材料熔融来造型三维的物体。三维造型方法包含预加热工序，在对粉末材料照射电子束而对物体进行造型之前，通过对粉末材料照射电子束而对粉末材料进行预加热。在预加热工序中，在对粉末材料照射电子束时，使电子束的照射位置以螺旋状移动。

根据本发明的三维造型装置以及三维造型方法，能够适当地进行粉末材料的预备的加热。

附图说明

图1是示出本发明的三维造型装置的结构的概要图。

图2是本发明的三维造型方法的电子束的照射路径的说明图。

图3是本发明的三维造型方法的电子束的照射路径的说明图。

图4是本发明的三维造型方法的电子束的照射路径的说明图。

图5是三维造型方法的比较例的照射路径的说明图。

图6是三维造型方法的比较例的照射路径的说明图。

图7是示出三维造型方法的流程图。

具体实施方式

以下，一边参照附图、一边对本发明的三维造型装置以及三维造型方法进行说明。另外，在附图的说明中对相同的要素标注相同的附图标记并省略反复的说明。

本发明的三维造型装置，对粉末材料照射电子束，使粉末材料熔融来造型三维的物体。三维造型装置具备电子束射出部，该电子束射出部射出电子束，为了对物体进行造型而使粉末材料熔融，并且在进行物体的造型之前，通过对粉末材料照射电子束而对粉末材料进行预加热。电子束射出部构成为在为了预加热而对粉末材料照射电子束时，使电子束的照射位置以螺旋状移动。根据该三维造型装置，通过在预加热时使电子束的照射位置以螺旋状移动，由此能够使电子束的照射位置以不急剧地变化的方式移动而对照射区域进行预加热。因此，电子束的照射位置的移动难以产生响应延迟。因此能够抑制粉末材料的热输入不均。

在本发明的三维造型装置中，也可以是，电子束射出部在为了预加热而对粉末材料照射电子束时，使电子束的照射位置从照射区域的中心朝向外缘以螺旋状移动。在该情况下，通过使电子束的照射位置从照射区域的中心朝向外缘以螺旋状移动，由此在使电子束的照射位置从照射区域的外缘再次返回到照射区域的中心时，能够使电子束的照射位置以不急剧地变化的方式移动到中心附近的照射位置。因此电子束的照射位置的移动难以产生响应延迟。因此，能够抑制粉末材料的热输入不均。

在本发明的三维造型装置中也可以是，在为了预加热而沿着多个照射路径照射电子束的情况下，照射路径的起点的附近的路径区域沿着从之前的照射区域的终点朝向起点的方向形成。在该情况下，在从之前的照射路径交接到下一照射路径而照射电子束时，容易沿着下一照射路径按照设定来照射电子束。

本发明的三维造型装置具备载置粉末材料并对所造型的物体进行支承的板。该板也可以形成为圆形状。在该情况下，通过将板形成为圆形状，由此为了预加热而照射的电子束的照射区域为圆形。因此，通过以螺旋状照射电子束，由此能够沿着照射区域的周向照射电子束。因此能够高效地对照射区域进行预加热。

在本发明的三维造型装置中也可以是，电子束射出部在对粉末材料进行预加热之前，使电子束以螺旋状对板进行照射，从而对板进行预加热。在该情况下，能够事先加热板，并且通过用电子束以螺旋状进行照射，由此能够高效地对板进行预加热。

在本发明的三维造型方法中，对粉末材料照射电子束，使粉末材料熔融来造型三维的物体。三维造型方法包括预加热工序，在对粉末材料照射电子束而对物体进行造型之前，通过对粉末材料照射电子束而对粉末材料进行预加热。在该预加热工序中，在对粉末材料照射电子束时，使电子束的照射位置以螺旋状移动。根据该三维造型方法，通过在预加热时使电子束的照射位置以螺旋状移动，由此能够使电子束的照射位置以不急剧地变化的方式移动而对照射区域进行预加热。因此，电子束的照射位置的移动难以产生响应延迟。因此，能够抑制粉末材料的热输入不均。

图1是示出本发明的三维造型装置的结构的概要图。三维造型装置1通过对粉末材料A照射电子束B而使粉末材料A熔融。之后，三维造型装置1通过使粉末材料A凝固而对三维的物体进行造型。三维造型装置1具备电子束射出部2、造型部3以及控制部4。

电子束射出部2对造型部3的粉末材料A射出电子束B。电子束B的射出的结果为粉末材料A熔融。另外，电子束射出部2在进行物体的造型之前对粉末材料A照射电子束B。其结果进行粉末材料A的预备的加热。此时，电子束射出部2在为了预加热而对粉末材料A照射电子束B时，使电子束B的照射位置以螺旋状移动。例如，电子束B沿着从电子束B的照射区域的中心朝向外缘的漩涡状的照射路径进行照射。电子束B的照射路径也可以是单一的螺旋状的路径。另外，电子束B的照射路径也可以包括多个螺旋状的路径。这样，通过在预加热时使电子束B的照射位置以螺旋状移动，由此电子束B的照射位置不会急剧地变化。其结果，能够一边以使电子束B的照射位置不急剧地变化的方式使电子束B的照射位置移动，一边对照射区域进行预加热。因此，能够使电子束B的照射位置的移动难以产生响应延迟。进而能够抑制粉末材料A的热输入不均。

电子束射出部2具备电子枪部21、收敛线圈22以及偏转线圈23。电子枪部21与控制部4电连接。电子枪部21接受来自控制部4的控制信号而工作。电子枪部21射出电子束B。电子枪部21例如朝向下方射出电子束B。收敛线圈22与控制部4电连接。收敛线圈22接受来自控制部4的控制信号而工作。收敛线圈22设置在从电子枪部21射出的电子束B的周围。收敛线圈22使电子束B收敛。偏转线圈23与控制部4电连接。偏转线圈23接受来自控制部4的控制信号而工作。偏转线圈23设置在从电子枪部21射出的电子束B的周围。偏转线圈23根据控制信号来调整电子束B的照射位置。偏转线圈23进行电磁的射线束偏转。因此，偏转线圈23与机械的射线束偏转相比，能够使电子束B照射时的扫描速度成为高速。电子枪部21、收敛线圈22以及偏转线圈23例如设置在呈筒状的柱24内。

造型部3是对所希望的物体进行造型的部位。造型部3在腔室30内配设粉末材料A。造型部3在腔室30内具备板31、升降机32、耙33以及料斗34。板31支承被造型的物体。由于在板31上对物体进行造型，因此板31支承所造型的物体。板31例如为圆形的板状体。板31配置在电子束B的射出方向的延长线上。板31例如朝向水平方向设置。板31被设置于下方的升降工作台35支承。板31与升降工作台35一起沿上下方向移动。升降机32使板31升降。升降机32与控制部4电连接。升降机32接受来自控制部4的控制信号而工作。例如，升降机32在物体造型的初期与升降工作台35一起使板31向上部移动。升降机32每次在板31上通过粉末材料A的熔融和凝固而层叠粉末材料A时，使板31下降。升降机32只要是能够使板31升降的构造，则对其构造没有特别限制。板31配置在造型罐36内。造型罐36例如形成为圆筒状。造型罐36沿板31的移动方向延伸。造型罐36的截面是与板31同心圆状的截面圆形。升降工作台35与造型罐36的内侧形状对应。即，在造型罐36的内侧形状在水平截面中为圆形的情况下，升降工作台35的外形也为圆形。由此，向造型罐36供给的粉末材料A难以向升降工作台35的下方漏下。另外，为了抑制粉末材料A向升降工作台35的下方漏下，也可以在升降工作台35的外缘部设置密封材料。另外，造型罐36的形状不限于圆筒状。造型罐36的形状也可以为截面矩形的方筒状。

耙33使配设在板31的上方的粉末材料A均匀。例如，耙33使用棒状或者板状的部件。耙33通过使这些部件沿水平方向移动，由此使粉末材料A的表面均匀。耙33通过未图示的致动器和机构而移动。另外，作为使粉末材料A均匀的机构，能够使用耙33以外的机构。料斗34收容粉末材料A。在料斗34的下部形成有将粉末材料A排出的排出口。从排出口排出的粉末材料A流入到板31上。或者，从排出口排出的粉末材料A借助耙33向板31上供给。板31、升降机32、耙33以及料斗34设置在腔室30内。腔室30内为真空或者几乎真空的状态。另外，作为将粉末材料A以层状供给到板31上的机构，能够使用耙33和料斗34以外的机构。

粉末材料A由多个粉末体构成。作为粉末材料A，例如使用金属制的粉末。另外作为粉末材料A，只要能够通过电子束B的照射而熔融和凝固，则可以使用比粉末粒径大的颗粒。

控制部4是进行三维造型装置1的装置整体的控制的电子控制单元。控制部4例如是包括CPU、ROM、RAM的计算机。控制部4执行板31的升降控制、耙33的工作控制、电子束B的射出控制以及偏转线圈23的工作控制。作为板31的升降控制，控制部4通过向升降机32输出控制信号而使升降机32工作。通过该工作来调整板31的上下位置。控制部4作为耙33的工作控制，在电子束B射出前使耙33工作。通过该工作而使板31上的粉末材料A均匀。作为电子束B的射出控制，控制部4向电子枪部21输出控制信号。基于该控制信号而从电子枪部21射出电子束B。

作为偏转线圈23的工作控制，控制部4向偏转线圈23输出控制信号。基于该控制信号来控制电子束B的照射位置。例如，对控制部4输入应该造型的物体的三维CAD(Computer-Aided Design：计算机辅助设计)数据。控制部4基于该三维CAD数据而生成二维的切片数据。切片数据例如为应该造型的物体的水平截面的数据。切片数据是与上下方向的位置对应的多个数据的集合体。控制部4基于该切片数据来决定对粉末材料A照射电子束B的区域。然后，控制部4根据所决定的区域而向偏转线圈23输出控制信号。

控制部4进行使粉末材料A预先加热的预加热的控制。控制部4在使用于物体的造型的电子束B射出之前进行预加热的控制。预加热也称为预热。预加热是指在粉末材料A熔融前对粉末材料A进行加热，将粉末材料A的温度设定为小于粉末材料A的熔点的温度的处理。通过该预加热来抑制因电子束B的照射引起的负电荷向粉末材料A的蓄积。其结果，能够抑制在照射电子束B时粉末材料A飞扬的烟雾现象。作为预加热的控制，对板31上的粉末材料A照射电子束B。其结果，粉末材料A和板31被加热。此时，还需要适当地进行用于预加热的电子束B的照射。即，因为在预加热中，若粉末材料A或者板31存在热输入不均，则有可能无法适当地进行物体的造型。即，在预加热中，对于用于物体的造型的电子束B的照射区域，需要通过尽可能均匀的热输入来进行预加热。

接下来，一边参照图7、一边对本发明的三维造型方法进行说明。

本发明的三维造型方法使用上述的三维造型装置1。首先，在图1中，进行板31的位置调整工序S1。在物体造型的初期，板31配置在上方的位置。控制部4向升降机32输出控制信号。其结果，由于升降机32工作，因此板31被配置在规定的高度。然后，进行板31的预加热工序S2。控制部4向电子枪部21、收敛线圈22以及偏转线圈23输出控制信号。其结果，由于从电子枪部21射出电子束B，因此对板31照射电子束B。由此，在物体造型前加热板31。此时，例如以使电子束B的照射位置以螺旋状移动的方式照射电子束B。此时的照射，只要与后述的粉末材料A的预加热同样地进行即可。此时，也可以沿着多个照射路径进行电子束B的照射(参照图2)。另外，也可以沿着单一的照射路径进行电子束B的照射(参照图4)。另外，也可以对板31的整个区域仅进行一次电子束B的照射。此外，也可以对板31的整个区域反复多次进行电子束B的照射。另外，板31的预加热也可以是与上述的电子束B的照射不同的方法。例如，预加热也可以通过将电子束B相对于板31沿一个方向反复扫描来进行。也可以省略板31的预加热工序S2。

接下来，进行粉末材料A的预加热工序S3。控制部4对电子枪部21、收敛线圈22以及偏转线圈23输出控制信号。其结果，由于从电子枪部21射出电子束B，因此对板31上的粉末材料A照射电子束B。由此在物体的造型前加热粉末材料A。由于该加热，粉末材料A例如被临时烧结。其结果，粉末材料A成为不容易飞散的状态。

此时，在电子束B照射到粉末材料A时，电子束B的照射位置以螺旋状移动。即，电子束B对粉末材料A以使照射位置以螺旋状移动的方式进行照射。

图2、图3以及图4示出电子束B的照射位置的移动路径。在图2、图3以及图4中，在圆形的板31上作为照射区域照射电子束B。另外，在图2、图3以及图4中，为了便于说明而省略粉末材料A的图示。如图2所示，电子束B从照射区域的中心朝向外缘沿着漩涡状的照射路径R1照射。接下来，电子束B从照射区域的中心朝向外缘沿着漩涡状的照射路径R2照射。

此外，紧接着照射路径R2，电子束B按照照射路径R3、R4、R5、R6的顺序从照射区域的中心朝向外缘以漩涡状照射。照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6为相同形状的路径。照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6为同心状。此外，照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6设定在从照射区域的中心向周向各错开了六十度的位置。照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6的路径间的间隔距离相同或者几乎相同。照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6上的黑圈表示电子束B的照射位置。

这样，通过使电子束B以螺旋状移动来进行照射，能够使电子束B的照射位置不急剧地移动而对照射区域进行预加热。因此，电子束B的照射位置的移动难以产生响应延迟。其结果，能够抑制粉末材料A的热输入不均。另外，在使电子束B以螺旋状移动来进行照射的情况下，与使电子束B以直线状移动来进行照射的情况相比，能够将照射路径设定得长。因此，能够减少照射路径的设定数。其结果，能够减少从照射路径向下一照射路径的交接。因此，能够降低由于从照射路径向下一照射路径交接时电子束B照射位置的偏移引起的热输入不均。

另外，使电子束B对圆形的板31以螺旋状移动来进行照射。其结果，能够针对设定在板31上的圆形的照射区域，沿着其外缘设定电子束B的照射路径。因此，能够避免在从照射路径向下一照射路径的交接时使电子束B的照射位置折回180度的情况。因此，能够顺利地进行从照射路径向下一照射路径的交接。其结果，能够降低由于从照射路径向下一照射路径交接时电子束B的照射位置的偏移引起的热输入不均。

如图3所示，电子束B在沿着照射路径R1照射结束之后，沿着照射路径R2继续照射。照射路径R2的起点P21附近的路径区域R2a，沿着从照射路径R1的终点P12朝向起点P21的方向形成。因此，电子束B沿着照射路径R2按照设定进行照射。与此相对，在照射路径R2的起点P21附近的路径区域R2a未沿着从照射路径R1的终点P12朝向起点P21的方向形成的情况下，电子束B的照射位置从照射路径R2偏离。其结果，很难按照设定来照射电子束B。即，电子束B的照射位置的移动产生响应延迟。因此产生粉末材料A的热输入不均。另外，图3示出照射路径R1与照射路径R2的关系。照射路径R2与照射路径R3、照射路径R3与照射路径R4、照射路径R4与照射路径R5以及照射路径R5与照射路径R6也设定为同样的关系。由此在整个照射区域中，能够抑制粉末材料A的热输入不均。

在图2和图3中，对使用六个照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6对电子束B的照射区域进行预加热的情况进行了说明。电子束B的照射路径也可以是单一的螺旋状的照射路径。例如也可以如图4所示，使电子束B的照射位置沿着一个照射路径R移动来进行预加热。另外，电子束B的照射路径也可以包括两个以上且小于五个的螺旋状的照射路径。另外，电子束B的照射路径也可以包括七个以上的螺旋状的照射路径。即使在这样的情况下，在预加热时电子束B的照射位置也以螺旋状移动。其结果，能够不使电子束B的照射位置急剧地移动而对照射区域进行预加热。因此，电子束B的照射位置的移动难以产生响应延迟。因此，能够抑制粉末材料A的热输入不均。另外，图2的照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6的照射也可以仅进行一次。另外，照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6的照射也可以反复进行多次。另外，图4的照射路径R的照射也可以仅进行一次。另外，照射路径R的照射也可以反复多次进行。

通过上述的预加热，对圆形的照射区域内的粉末材料A进行加热。其结果，粉末材料A成为不容易飞散的状态。在图1中在结束了预加热工序S3之后，进行物体造型工序S4。物体造型工序S4对作为造型的对象物的物体进行造型。控制部4向电子枪部21、收敛线圈22以及偏转线圈23输出控制信号。其结果，从电子枪部21射出电子束B。即，对板31上的粉末材料A照射电子束B。由此，照射位置的粉末材料A通过在熔融之后凝固而构成物体的一部分。此时，粉末材料A在电子束B的照射区域中被适当地预加热，以便抑制热输入不均。其结果，抑制由于电子束B的照射而产生烟雾现象。另外，通过如这样进行预加热而得到充分地降低所造型的物体内部的残留应力的效果。

在物体造型工序S4中，电子束B的照射位置是基于预先输入到控制部4的物体的二维切片数据而决定的。控制部4在基于一个二维切片数据而照射电子束B之后，向升降机32输出控制信号。其结果，由于升降机32工作，因此板31下降规定的距离。然后，控制部4使耙33工作。其结果，在向凝固后的物体上供给了粉末材料A之后，粉末材料A的表面被均匀地平整。

然后，控制部4再次执行上述的预加热工序S3。在结束了该预加热工序S3之后，再次执行物体造型工序S4。这样，通过交替地反复进行预加热工序S3和物体造型工序S4，从而一边使凝固的粉末材料A层叠、一边对物体进行造型。

如以上说明的那样，根据本发明的三维造型装置以及三维造型方法，在预加热时使电子束B的照射位置以螺旋状移动。其结果，能够不使电子束B的照射位置急剧地移动而对照射区域进行预加热。因此，电子束的照射位置的移动难以产生响应延迟。因此，能够抑制粉末材料A的热输入不均。

例如，考虑如图5所示，在预加热中，使电子束B的照射位置向一定的方向移动，在照射位置到达照射区域的端部之后，使照射位置返回到另一个端部的位置，再次向一定的方向照射来进行。在该情况下，如图6所示，在从照射路径101向照射路径102的折回区域中，电子束B的照射位置有可能偏离所设定的照射路径102。这是因为对于在折回区域中要求急剧的电子束B的移动，由于偏转线圈23的响应延迟的影响而引起电子束B无法充分地追随。作为该对策，考虑将电子束B的扫描速度设定得较低。然而，若扫描速度设定得较低，则物体的造型速度变慢。其结果，物体的造型需要较长的时间。与此相对，在本发明的三维造型装置以及三维造型方法中，在预加热时使电子束B的照射位置以螺旋状移动。其结果，抑制使电子束B的照射位置急剧地移动。由此，抑制电子束B的照射位置的移动产生响应延迟。因此，能够抑制粉末材料A的热输入不均。

在本发明的三维造型装置以及三维造型方法中，在为了预加热而将电子束B照射到粉末材料A时，使电子束B的照射位置从照射区域的中心朝向外缘以螺旋状移动。由此，在使电子束B的照射位置从照射区域的外缘再次返回到照射区域的中心时，能够不使电子束B的照射位置急剧地变化而使电子束B的照射位置移动到中心附近的照射位置。因此，电子束B的照射位置的移动难以产生响应延迟。因此，能够抑制粉末材料A的热输入不均。

例如，如图3所示，在使电子束B的照射位置从照射区域的中心朝向外缘以螺旋状移动的情况下，容易使中心侧的起点P21附近的路径区域R2a沿着从外缘侧的终点P12朝向中心侧的起点P21的方向形成。因此，在使电子束B的照射位置从外缘侧的终点P12返回到中心侧的起点P21时，电子束B沿着照射路径R2按照设定进行照射。由此在预加热时，能够实现粉末材料A的热输入不均的抑制。在图3中说明了使用多个照射路径来进行预加热的情况。但是与图4那样使用单一的照射路径来进行预加热的情况同样地，沿着照射路径R2按照设定来照射电子束B。因此在预加热时，能够抑制粉末材料A的热输入不均。

在本发明的三维造型装置以及三维造型方法中，在为了预加热而沿着多个照射路径照射电子束B的情况下，照射路径的起点的附近的路径区域沿着从先前的照射区域的终点朝向起点的方向形成。因此，在从先前的照射路径交接到下一照射路径而照射电子束时，容易沿着下一照射路径按照设定来照射电子束。因此在预加热时，能够抑制粉末材料A的热输入不均。

根据本发明的三维造型装置以及三维造型方法，板31形成为圆形状。其结果，为了预加热而照射的电子束B的照射区域为圆形。因此，通过将电子束B以螺旋状照射，能够沿着照射区域的周向照射电子束。因此能够高效地对照射区域进行预加热。

另外，本发明的三维造型装置以及三维造型方法不限于上述的实施方式。本发明的三维造型装置以及三维造型方法在不脱离权利要求书的主旨的范围内，可以采用各种变形方式。

例如在上述的实施方式中，对在进行板31和粉末材料A的预加热时使电子束B以螺旋状照射的情况进行了说明。但是可以在进行板31的预加热时使电子束B以螺旋状照射，也可以在进行粉末材料A的预加热时通过螺旋状的照射以外的照射来进行电子束B的照射。这样的电子束B的照射例如可列举出沿一个方向反复照射电子束B的方式。即使在该情况下，由于抑制板31的预加热的热输入不均，因此能够进行适当的预加热。

另外，在上述的实施方式中，对在电子束射出部2具备一个电子枪部21的情况进行了说明。但是电子束射出部2也可以具备多个电子枪部。在该情况下，能够从电子束射出部2射出多个电子束B。其结果，能够高效地进行粉末材料A和板31的预加热以及物体的造型。因此能够迅速地进行造型处理。另外，也可以将用于进行预加热的电子枪部与用于进行物体造型的电子枪部单独地设置并且使其单独地工作。在该情况下，不需要电子枪部的输出调整。

另外，在上述的实施方式中，说明了按照照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6的顺序来进行电子束B的照射的情况，但不限定于该顺序。通过适当地设定照射路径R1、R2、R3、R4、R5、R6的外周部的长度，例如在照射路径R1之后选择了照射路径R3的情况下，也能够使照射路径R3的电子束B的移动方向与照射路径R1的电子束B的移动方向一致。例如，也可以按照照射路径R1、R4、R2、R5、R3、R6的顺序来进行电子束B的照射。根据该结构，例如能够扩展照射路径R1与照射路径R4的间隔。因此，能够适当地抑制烟雾的产生。

另外，在上述的实施方式中，电子束B的沿着照射路径的扫描速度是恒定的。在扫描速度恒定的情况下，成为图2所示的电子束B的轨迹(点的集合)。在该情况下，提供给粉末材料A或者板31的热量是恒定的。在板31为圆形时，热量在板31的中心侧比外侧难以散热。其结果，有可能在板31的中心侧与外侧产生温度差。因此，也可以根据照射路径上的位置而使电子束B的扫描速度变化。即，通过控制扫描速度，由此控制提供给粉末材料A或者板31的热量。换言之，扫描速度不限于恒定，也可以根据照射路径上的位置而变化。例如，也可以在照射路径上，内侧的扫描速度与外侧的扫描速度不同。更详细而言，板31的内侧的扫描速度也可以比外侧的扫描速度快。换言之，也可以提高板31内侧的扫描速度而抑制所提供的热量，降低外侧的扫描速度而使所提供的热量增多。其结果，能够使作为圆形的板31整体的温度分布更接近均匀。电子束B的扫描速度，例如也可以预先测量粉末材料A或者板31的表面温度，并基于作为测量结果的温度分布来设定照射路径上的扫描速度。此外也可以通过使扫描速度成为极高速，由此进行视为未进行热量的提供的控制，也可以通过使扫描速度成为极低速，由此进行提供大量的热量的控制。即，也可以通过在照射路径上设定极端的扫描速度的变化，由此进行对板31的一部分或造型物的附近提供较多热量的预热。

附图标记说明

1…三维造型装置；2…电子束射出部；3…造型部；4…控制部；21…电子枪部；22…收敛线圈；23…偏转线圈；31…板；32升降机；33…耙；34…料斗；A…粉末材料；B…电子束；R、R1、R2、R3、R4、R5、R6…照射路径；S3…预加热工序。

Claims (6)

1.一种三维造型装置，对粉末材料照射电子束，使所述粉末材料熔融来造型三维的物体，其特征在于，

具备电子束射出部，其射出所述电子束，为了对所述物体进行造型而使所述粉末材料熔融，并且在进行所述物体的造型之前，通过对所述粉末材料照射所述电子束而对所述粉末材料进行预加热，

所述电子束射出部在为了预加热而对所述粉末材料照射所述电子束时，使所述电子束的照射位置以螺旋状移动。

2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，

所述电子束射出部在为了预加热而对所述粉末材料照射所述电子束时，使所述电子束的照射位置从照射区域的中心朝向外缘以螺旋状移动。

3.根据权利要求2所述的三维造型装置，其特征在于，

在为了预加热而沿着多个照射路径照射所述电子束的情况下，所述照射路径的起点附近的路径区域沿着从之前的照射区域的终点朝向所述起点的方向形成。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的三维造型装置，其特征在于，

具备载置所述粉末材料并对所造型的所述物体进行支承的板，

所述板形成为圆形状。

5.根据权利要求4所述的三维造型装置，其特征在于，

所述电子束射出部在对所述粉末材料进行预加热之前，使所述电子束以螺旋状对所述板进行照射，从而对所述板进行预加热。

6.一种三维造型方法，对粉末材料照射电子束，使所述粉末材料熔融来造型三维的物体，其特征在于，

包括预加热工序，在对所述粉末材料照射所述电子束而对所述物体进行造型之前，通过对所述粉末材料照射所述电子束而对所述粉末材料进行预加热，

在所述预加热工序中，在对所述粉末材料照射所述电子束时，使所述电子束的照射位置以螺旋状移动。

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