CN111278618B - 陶瓷造型物的制造方法 - Google Patents

陶瓷造型物的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111278618B
CN111278618B CN201880069808.1A CN201880069808A CN111278618B CN 111278618 B CN111278618 B CN 111278618B CN 201880069808 A CN201880069808 A CN 201880069808A CN 111278618 B CN111278618 B CN 111278618B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
laser beam
manufacturing
laser
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
CN201880069808.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111278618A (zh
Inventor
安居伸浩
大志万香菜子
薮田久人
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority claimed from PCT/JP2018/039993 external-priority patent/WO2019083042A1/ja
Publication of CN111278618A publication Critical patent/CN111278618A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111278618B publication Critical patent/CN111278618B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • 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
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • 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
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • 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
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • 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
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • 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
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/125—Silica-free oxide glass compositions containing aluminium as glass former
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/653—Processes involving a melting step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6026—Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/665—Local sintering, e.g. laser sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

陶瓷造型物的制造方法，包括(i)平整陶瓷粉末来形成粉末层的工序，(ii)基于三维数据使用激光束照射粉末层以使照射部位结晶的工序，和(iii)重复地进行工序(i)和(ii)，其中在工序(ii)中，用激光束在未聚焦状态照射粉末层的表面。

Description

陶瓷造型物的制造方法
[技术领域]
本发明涉及陶瓷造型物的制造方法，具体地涉及使用激光的直接造型系统制造方法。
[背景技术]
对于在短时间内制造试验产品或制造少量的零件而言，在近年普及了由通过能量束结合材料粉末而制造期望的造型物的方法，具体地制造三维造型物的直接造型系统方法。特别地在金属领域中，已使用粉末床熔融(power bed fusion)方法制造致密且多样的造型物。通过有效地熔融和凝固金属粉末来实现金属造型物的高致密性。基于在金属领域中的成功，讨论了其在陶瓷材料中的开发并且报道了关于其的许多努力。常见陶瓷材料例如氧化铝和氧化锆几乎不吸收Nd:YAG激光或Yb纤维激光的光，这是粉末床熔融方法通常使用的能量束。应充入更多的能量以便将它们与金属一样多地熔融。然而，激光的扩散妨碍均匀熔融，使其难以获得必需的造型精度。此外，当通过激光熔融并然后凝固时具有高熔点的陶瓷材料被气氛或与其相邻的周围部分迅速地冷却。NPL 1公开了获得的造型物成为非晶。
在另一方面，NPL 2公开了通过使用具有Al2O3-ZrO2共晶组成的陶瓷来降低熔点并由此减小熔融必要的能量的技术。NPL 2还公开了使用造型用激光照射造型区域同时用辅助激光将其加热(预备加热)至不超过1600℃和熔点的温度，并由此获得结晶造型物同时防止热应力松弛或迅速冷却并抑制裂纹形成的技术。然而，由于通过辅助激光的在预备加热区域中陶瓷材料粉末的烧结，在结构体的表面界面部分处难以实现形状精度。
[引用列表]
[非专利文献]
NPL 1:機能材料(Function&Materials)，34，九月刊(2014)12-17
NPL 2:Physics Procedia 5(2010)587-594
[发明内容]
[技术问题]
本发明提供用于在没有预备加热的情况下获得具有良好形状精度的结晶陶瓷造型物的制造方法。特别地，在粉末床熔融方法中，其通过避免由激光熔融的陶瓷粉末在凝固时成为非晶而提供用于获得富结晶的造型物的制造方法。
[问题解决方案]
在本发明的一个方面中，提供了陶瓷造型物的制造方法，包括重复地进行：
(i)平整陶瓷粉末来形成粉末层的工序；和
(ii)通过激光聚焦光学系统基于三维数据使用激光束照射粉末层并由此使照射部位结晶的工序，其中在工序(ii)中，用激光束在未聚焦状态照射粉末层的表面。
[发明有益效果]
本发明在粉末床熔融方法中，通过用激光束在未聚焦状态照射粉末层的表面，在没有高温预备加热的情况下能够控制粉末层从它的熔融状态的凝固速率从而获得富结晶的造型物。这能够提供机械强度高于富非晶的造型物的造型物。此外，这能够控制在造型之后热处理中的非晶至结晶收缩引起的变形。
[附图说明]
图1A是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的截面图。
图1B是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的另一截面图。
图1C是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的另外的截面图。
图1D是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的仍然另外的截面图。
图1E是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的仍然另外的截面图。
图1F是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的仍然另外的截面图。
图1G是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的仍然另外的截面图。
图1H是示意显示根据本发明的造型物的制造方法的一实施方案的仍然另外的截面图。
图2A是显示根据本发明的造型物的制造方法的未聚焦状态概念的截面图。
图2B是显示根据本发明的造型物的制造方法的未聚焦状态的另一概念的截面图。
图3A是描述本发明中激光束横截面形状的示意图。
图3B是描述本发明中激光束横截面形状的另一示意图。
图4是显示在根据本发明的造型物的制造方法中激光束照射方法的一实施方案的示意图。
图5A是在EBSD方法中使用处于聚焦状态和未聚焦状态中每种的激光束照射获得的造型物的IQ分布图。
图5B是在EBSD方法中使用处于聚焦状态和未聚焦状态中每种的激光束照射获得的造型物的另一IQ分布图。
[具体实施方式]
下文中将参考附图描述本发明的实施方案，但是本发明根本不限于以下具体实例。
本发明在直接造型系统(所谓的粉末床熔融方法)中是有效的并且将使用图1A至1H描述它的基本造型流程。
首先，将粉末101放在基台130上并且使用辊152平整粉末101以形成粉末层102(图1A和图1B)。接下来，基于待造型的三维模型的3D数据，用扫描部181扫描的同时，用从包括激光聚焦光学系统的激光束源180射出的激光束照射粉末层102的表面。在用激光束照射的过程中粉末熔融并且在其上方通过激光束之后，熔融的部分凝固为造型物100(图1C)。接下来，在降低台151之后，在产生的造型物100上形成新的粉末层102并且用激光束在扫描的同时基于3D数据照射该新的粉末层102(图1D和图1E)。重复地进行一系列上述工序以形成具有期望形状的造型物100(图1F)。最后，去除保持未凝固的粉末103(图1G)并且如果必要，进行从造型物100去除不必要的部分或造型物100与基台130的分离(图1H)。
在本发明的一个方面中，提供了陶瓷造型物的制造方法，包括重复地进行(i)平整陶瓷粉末来形成粉末层的工序和(ii)基于三维数据使用激光束照射粉末层以使照射部位结晶，其中在工序(ii)中，用激光束在未聚焦状态照射粉末层的表面。
下文中将描述本发明的制造方法的每个工序。
<工序(i)>
根据本发明的造型物的制造方法具有(i)平整陶瓷粉末来形成粉末层的工序。
陶瓷粉末优选包括金属氧化物作为主要成分。使用金属氧化物作为造型物的原材料的主要成分获得的造型物可在没有任何否则由于使用激光束照射的分解和气化将发生的造型失败的情况下具有良好精度。
构成金属氧化物的金属的主要成分优选是铝。这意味着可使用包括氧化铝等作为主要成分的金属氧化物。氧化铝是用于结构的通用陶瓷并且它的适当熔融和凝固能够形成具有高机械强度的造型物。
在本发明中使用的粉末更优选含有选自氧化钆、氧化铽和氧化镨的至少一种作为副成分。当粉末含有氧化钆时，粉末在Al2O3-Gd2O3共晶组成的附近具有小于氧化铝单独的熔点。这能够实现使用较少的能量熔融粉末并抑制激光在粉末中的扩散，从而导致造型精度的改进。另外，当粉末含有氧化钆时，产生的造型物具有由两种或更多种相组成的相分离结构。结果是，可抑制裂纹的生长并且产生的造型物具有改进的机械强度。使用其他稀土元素(除铽、镨等)的氧化物替代氧化钆也可具有与氧化钆同样的效果。另外，具有充分激光吸收能力的粉末可具有改进的造型精度，因为在粉末内热的扩展被抑制，仅局部发生熔融和凝固，并且热对未造型部分的影响降低。例如，当使用Nd:YAG激光器时，更优选含有氧化铽(Tb4O7)或氧化镨(Pr6O11)作为副成分因为它们显示良好的激光吸收。作为本发明的激光束，不优选需要维护的二氧化碳激光器而优选不需要维护并具有输出稳定性的Nd:YAG激光器或Yb纤维激光器。另外，优选波长接近1μm的激光。
从上述观点，更优选的粉末的实例包括Al2O3-Gd2O3、Al2O3-Tb4O7、Al2O3-Gd2O3-Tb4O7、Al2O3-Pr6O11和Al2O3-Gd2O3-Pr6O11。
对于在本发明中使用的基台130，考虑到造型物的预期用途或制造条件，可使用从通常使用在制造三维造型物的那些材料中根据需要选择的材料，例如陶瓷、金属和玻璃。
在本发明中使用的粉末优选不含含有碳的材料例如树脂粘合剂。另外，粉末当失去了水并被加热直至400℃时优选具有2％或更小的重量损失，更优选当被加热直至800℃时具有2％或更小的重量损失。
没有特别限制在基台130上设置粉末101的方法。在粉末床熔融方法中，如图1A和图1B中所示，在基台130上通过辊152、刮刀等以层形式设置粉末101。优选使用具有良好流动性的粉末以便更平地平整粉末层102，并且粉末优选富含尺寸为5μm或更大的球形粉末。为了通过激光束有效地获得造型物，粉末层102优选具有层厚度为5μm或更大至100μm或更小。
<工序(ii)>
根据本发明的造型物的制造方法具有基于作为待造型的物体的三维模型的三维数据使用聚焦激光束照射在以上工序(i)中形成的粉末层102并使照射部位结晶的工序。下文中将基于优选实施方案描述本工序。
在粉末床熔融方法中，如图1A至图1C中所示，用激光束照射在工序(i)中的基台130上设置的粉末层102表面的预定区域以使粉末熔融并然后凝固。当用激光束照射粉末时，在粉末中吸收的激光转化为热并且粉末熔融。在完成用激光束照射之后，作为热从气氛和邻近粉末的周围释放的结果，如此熔融的粉末冷却并凝固，并且形成了造型物的一个横截面。如在NPL 1和NPL 2中所述，存在如下问题：在没有预备加热的情况下，在熔融和凝固的过程中发生迅速冷却和不可避免地形成由非晶物质组成的造型物。
然而，在本工序中，可在没有高温预备加热的情况下进行结晶。具体地，可通过用激光束在未聚焦状态照射粉末层102的表面使熔融部分结晶。接下来将参考图3A和图3B的示意图描述聚焦状态和未聚焦状态中每种。因为激光束源180包括光学系统(包括纤维、激光聚焦透镜等)，所以设计激光束以达到粉末层同时在束的中心部分保持高能量密度。术语“聚焦状态”意指激光束聚焦在粉末层的表面上的状态，而术语“未聚焦状态”意指激光束没有聚焦在表面上的状态。虽然能够换言之为术语“未聚焦状态”意味着粉末层的表面位于激光束的焦点深度外，但是该术语不总是限制于这个意义。之后将描述细节，但是本发明的本质是相对于粉末层移动焦点位置以便在粉末层上获得期望的激光束强度分布。本文使用的术语“未聚焦状态”还可意味着对于实现本发明的目的而言，粉末层的表面从由所用设备的激光聚焦光学系统的焦距规定的焦点位置简单地偏离。
聚焦位置处(在图3A中的A-A’横截面的附近)激光束182的强度分布显示如图3B的上图中所示的陡峭的高斯分布。在另一方面，未聚焦位置处(在图3A中的B-B’横截面的附近)激光束182的强度分布显示如图3B的下图中所示的比聚焦位置处的相对温和的强度分布。
当用激光束在未聚焦状态照射粉末层时，加热部分的温度梯度缓和以防止在激光照射之后发生迅速冷却，这不同于在聚焦状态的情况。这使得能够抑制可归因于迅速冷却的非晶物质的形成，并且结果是可获得具有高结晶含量的陶瓷造型物。
接下来，将描述在未聚焦状态进行激光束照射的方法。例如，在图1B的粉末层102的表面上设定了激光聚焦光学系统的聚焦状态的设备中，可在工序(i)中形成粉末层102之后通过在向上或向下方向上移动台151期望的高度来实现未聚焦状态(例如图2A)。也能够不通过调节台151的高度而是通过移动在激光束源180中包括的激光聚焦光学系统的透镜或通过将透镜插入光路或从光路中取出来实现未聚焦状态。还可通过整形激光束的横截面形状来获得期望的强度分布(图2B)。
为了在本发明中更具体地限定未聚焦状态，它将通过比率D/L限定，其中(L)代表使用激光束单线扫描照射粉末层形成的熔融且凝固部分的熔融宽度，和(D)代表熔融深度。应注意在激光器功率和扫描速率等于造型时的那些下进行该照射。
D/L优选为1.0或更小，更优选0.2≤D/L≤0.7。D/L为1.0或更小可抑制可归因于在凝固时迅速冷却的非晶物质的形成。
可通过在未聚焦状态的激光束的功率或扫描速率来调节D/L。
在根据本发明的通过用激光束照射的形成造型物时，通过线扫描进行用激光束照射并且用于扫描的彼此相邻的多个线构成平面。优选的是粉末层的厚度为5μm或更大至100μm或更小并且为了满足需要的造型精度，在两个相邻线之间的平均距离为20μm或更大至400μm或更小，更优选50μm或更大至200μm或更小，假定线宽度为约100μm。激光束照射线之间的距离与粉末层的厚度的比率(线与线距离/粉末层厚度)适合为从约4至6。
<工序(i)和(ii)的重复>
在根据本发明的造型物的制造方法中，重复进行上述工序(i)和(ii)以形成造型物。
在工序(ii)中获得的造型物上，通过进行工序(i)新设置粉末层。当用激光束照射如此设置的粉末时，位于照射部分的粉末熔融并然后凝固并然后形成了与之前造型部分结合的新的造型物。通过交替地重复工序(i)和(ii)，可获得具有期望三维形状的造型物。
<评价方法>
优选观察实际造型物以便评价在聚焦状态大量形成非晶物质和在未聚焦状态大量形成结晶物质。具体地，在EBSD(电子背散射衍射图样)方法中，优选进行IQ分布(图像品质分布)的图像捕获。IQ分布是通过数字化可从用电子束照射的区域得到的菊池图样的锐度获得的二维图像。此时，信号可从结晶区域获得但是信号不可从非晶区域获得，并且这可使用于发现造型物的哪部分是非晶的和哪部分是结晶的。
与结晶物质相比，非晶物质通常倾向于具有小约20％的密度使得能够发现相对于构成造型物的材料的结晶状态的理论密度的造型物的密度。在这种情况下，优选假定造型物的孔隙率几乎恒定进行验证。
[实施方案]
下文中将借助实施例详细地描述根据本发明的造型物的制造方法，但是本发明根本不限于以下实施例。
(实施例1)
本实施例涉及评价当激光束是聚焦或未聚焦时获得的造型物。
<作为本发明一个实例的陶瓷粉末的制备>
准备每种具有球形颗粒形状的α-Al2O3粉末(平均颗粒直径：20μm)、Gd2O3粉末(平均颗粒直径：25μm)和Tb4O7粉末(平均颗粒直径：3μm)并称重以产生2.10:2.00:0.18的Al2O3:Gd2O3:Tb4O7质量比。在干燥球磨机中混合如此称重的粉末30分钟以获得混合粉末(材料粉末)。
为了调查在产生的混合粉末中含有的有机成分的量，在400℃的电炉中加热粉末12小时并测量在加热之前和之后的重量改变，产生小于0.5重量％的重量损失。在另一方面，在800℃的电炉中加热粉末12小时并测量在加热之前和之后的重量改变，产生小于1.0重量％的重量损失。
<造型工序>
对于形成造型物而言，使用在其上搭载有50-W纤维激光器(束直径：65μm)的3DSYSTEMS的Prox DMP 100(商品名)。
首先，在由氧化铝制成的基台上用辊将上述材料粉末形成为具有30μm厚度的第一粉末层(工序(i))。然后，根据在一部分基台上设置比较样品1并且在同一台上没有与比较样品重叠的位置处放置样品1的配置进行造型。在比较样品1中，作为工序(ii)，通过在聚焦位置处(本实施例中使用的设备中台高度(stage height)为-1.5mm)用20W的激光束照射粉末层的6×6mm方形区域使它熔融和凝固，从而以100μm的间距以100mm/s的速率将其填充。在另一方面，在样品1中，作为本发明的工序(ii)，通过在未聚焦位置处(本实施例中使用的设备中台高度为-5.0mm)用30W的激光束照射粉末层的6×6mm方形区域使它熔融和凝固，从而以100μm的间距以140mm/s的速率将其填充。调节描绘的线从而与方形的侧边平行。然后，使用辊形成具有20μm厚度的新的粉末层从而覆盖熔融和凝固的部分(工序(i))。在与上述那些同样的条件下用激光照射正好在比较样品1和样品1各自方形区域中每个上方的粉末层从而与第一层的描绘线正交以在6×6mm区域内使粉末熔融并然后凝固。第二或更高粉末层中每个的厚度固定为20μm。
通过重复地进行这样的工序(i)和(ii)，制造两个具有底表面为6mm×6mm和高度为6mm的造型物。根据如图4中所示的描绘工序，重复描绘直至获得了具有期望厚度的造型物同时在n层、(n+1)层、(n+2)层和(n+3)层中彼此相邻的任何两个层之间调转描绘方向90°。在图4中由链式线包围的方形区域中，实线是用激光照射时扫描的线并且虚线是没有用激光照射的情况下扫描的线。
<评价>
将如比较样品1和样品1所制造的造型物分别与基台的氧化铝分离并且在垂直于侧表面的表面处切割和抛光，假定在造型物和基台之间的连接部分是底表面；并且这样地作为观察样品获得它们。通过EBSD进行观察并且进行IQ分布(IQ map)的图像捕获。IQ分布是通过数字化可从用电子束照射的区域得到的菊池图样的锐度获得的二维图像。此时，信号可从结晶区域获得但是信号不可从非晶区域获得并且这可使用于发现造型物的哪部分是非晶的和哪部分是结晶的。
图5A是包括比较样品1横截面的区域的范围的IQ分布，激光束的中心部分通过该区域。图5B是包括样品1横截面的区域的范围的IQ分布，激光束的中心部分通过该区域。
在图5A中所示的IQ分布中，对应于激光束的中心部分的部位是黑色，显示粉末层由非晶物质构成。在另一方面，在图5B中，对应于激光束的中心部分的部位是明亮的，显示粉末层由结晶物质构成。尽管结晶部分具有共晶结构并因此似乎具有图案，但基于本实施例中使用的粉末构成，可以没有任何问题地确定粉末层为结晶。
通过在聚焦位置用激光束照射粉末层的表面获得的比较样品1含有多于结晶区域的非晶区域。已经揭示了通过在未聚焦位置用激光束照射粉末层的表面获得的样品1含有相对地多于非晶区域的结晶区域。结果是，确认了在未聚焦位置用激光束照射对于获得结晶造型物是有效的。
(实施例2)
本实施例涉及在聚焦状态和未聚焦状态之间改变的条件下造型。
除比较样品1和样品1之外，根据实施例1的造型工序制造表1中所示的造型物。表1显示通过以下获得的条件值：即使在聚焦状态或未聚焦状态相继地从20W至30W并然后至40W改变激光器功率以实现粉末层的充分熔融并且调节扫描速率范围来实现以固定至100μm的扫描间距造型。
比较样品2至5是通过在聚焦状态造型获得的那些样品(在本实施例中台高度为-1.5mm)和样品2至9是通过在未聚焦状态造型获得的那些样品(在本实施例中台高度为-5.0mm和-7.0mm)，每个是实施例1的额外样品。本实施例的造型物当它们是完全结晶时具有5.72g/cm3的理论密度。通过以下测定相对密度(100×(样品的密度)/(理论密度))：抛光造型成6×6×6mm尺寸的每个样品的六个面，从每个样品的重量和体积计算每个样品的密度，并然后将它除以理论密度。
[表1]
Figure BDA0002467209300000111
通过从比较样品1至比较样品5的数字顺序逐步降低激光器的扫描速率以产生更高热量来尝试造型物的结晶。然而，相对密度大部分在约85％保持不变。在比较样品5中，由于高热量没有保持造型物的形状使得相对密度不可计算。非晶物质的密度比结晶物质的密度低约20％。非晶物质的比率大使得相对密度大部分保持在约85％。
接下来，通过从样品1至样品4的数字顺序逐步降低激光器的扫描速率以产生更高热量来尝试造型物的结晶。从实施例1已经可见的是样品1由结晶物质构成。此外，观察到相对密度从样品2至样品4的数字顺序提高，这揭示了结晶物质的存在比率提高。此外，发现了在通过调节台高度为-7.0mm获得的样品5至9中，激光扫描速率的同样降低改进相对密度并提高结晶物质的比率(相对密度为90％或更大)。
因此从上述发现确认了施加更高热量没有引起在聚焦状态结晶，而施加更高热量倾向于引起在未聚焦状态结晶，使得在未聚焦状态造型对于加速结晶而言是必要的。
(实施例3)
本实施例涉及在激光束熔融部分(其还可表示为“凝固部分”)的形状和聚焦或未聚焦状态之间的相互关系。本文使用的术语“激光束熔融部分的形状”意为通过用激光束照射形成的粉末层的熔融和凝固部分的横截面形状。
通过使用在实施例1中使用的那些同样的粉末，测量在聚焦或未聚焦状态通过用激光束单次照射形成的熔融部分(凝固部分)的形状。更具体地，用对应于单线的激光在扫描的同时照射粉末层。在垂直于激光扫描方向的平面切割通过粉末的熔融和凝固获得的凝固部分，并观察它的形状。仅造型第一层(粉末层的厚度：30μm)并且将激光束熔融部分的形状(D/L)数字化作为凝固同时咬入基台的氧化铝板的部分的深度D与宽度L的比率。
至于参数，台高度从0.0改变至-7.0mm；激光器功率从20改变至40W；和扫描速率都固定为100mm/s。结果示于表2中。
[表2]
Figure BDA0002467209300000121
根据以上结果，当台高度为-1.5mm时，熔融和凝固时的熔融部分(凝固部分)具有最尖锐的横截面形状(最大D/L值)。认为这个位置是聚焦位置。实施例1和2中所示的比较样品1至5可被认作通过用激光束照射获得的实现了1.29的D/L比率的造型物或在与其接近条件下的造型物。这表明在实现1.29的D/L值的条件下通过用激光束照射来获得富非晶的造型物。当熔融部分具有这样的尖锐横截面形状时，认为其是非晶的，因为在深度方向上急剧地发生熔融并且凝固时热不仅在向下方向上而且在所有方向上散逸，这加速迅速冷却。因此，即使D/L比率等于或大于在上述值的周围内的值(1.0或更大)，认为熔融部分也具有类似的状态。
还可确认无论台高度是在距离聚焦位置的正侧(较高侧)上(当台高度是0.0mm时)还是在负侧(较低侧)上(当台高度是-3.0mm时)，由于未聚焦所致的束改变是相当的。因此在本发明的实施例中仅在负侧上进行研究。
确认了当在未聚焦状态台高度为-5.0mm时，在任何激光器功率下D/L比率小于0.7，在深度方向上温和地发生熔融，并且迅速冷却的程度缓和，从而导致结晶。在台高度为-6.0mm并且激光器功率为20-25W和台高度为-7.0mm并且激光器功率为20-30W的各个区域中，在深度方向上没有发生熔融并且粉末在没有凝固的情况下烧结为球或完全熔融。发现这样的状态是不优选的，因为它引起在堆叠时与下层的结合失效。
鉴于上述发现，为了获得富结晶的造型物，优选控制在本发明的未聚焦状态的激光照射条件(激光器功率和扫描速率)以产生0.2≤D/L≤0.7。
作为补充，台高度取决于所用的设备使得本实施例的值对于用于研究的设备是固有的。重要的是相对于粉末层移动焦点位置，调节照射粉末层的激光束的强度分布，和由此产生给予期望的D/L比率的状态。这意味着在待使用的设备中，焦点位置相对于粉末层的移动程度会变化，取决于所用的粉末种类或设备的规格。
[工业应用性]
在本发明中，在直接造型系统中，可通过防止由使用激光照射而熔融的金属氧化物在凝固时变为非晶来获得具有高比率结晶物质的造型物，并因此可制造致密并在烧结时具有较小收缩的造型物。
本发明不限于以上实施方案并且可在没有偏离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变或修改。因此附上以下权利要求以使本发明的范围公开。
本申请要求2017年10月27日提交的日本专利申请号2017-208190和2018年10月24日提交的日本专利申请号2018-200029的权益，其通过引用全文并入本文。
[附图标记列表]
100造型物
101粉末
102粉末层
103未凝固的粉末
130基台
151台
152辊
180激光束源
181扫描部

Claims (7)

1.陶瓷造型物的制造方法，包括重复地进行：
(i)平整陶瓷粉末来形成粉末层的工序；和
(ii)通过基于三维数据使用激光束照射该粉末层将照射部位熔融后将粉末层凝固的工序；
其中在工序(ii)中，用该激光束在未聚焦状态照射该粉末层的表面使得比率D/L落入0.2≤D/L≤0.7的范围内，并使照射部位结晶，所述比率D/L是通过用该激光单次照射产生的粉末的熔融深度D与熔融宽度L的比率。
2.根据权利要求1所述的陶瓷造型物的制造方法，其中在工序(ii)中，没有进行预备加热。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷造型物的制造方法，其中该粉末包括金属氧化物作为主要成分。
4.根据权利要求3所述的陶瓷造型物的制造方法，其中该陶瓷粉末包含氧化铝和稀土元素的氧化物。
5.根据权利要求1或2所述的陶瓷造型物的制造方法，其中通过加热该粉末至800℃引起的重量损失为2％或更小。
6.根据权利要求1或2所述的陶瓷造型物的制造方法，其中该激光是Nd:YAG激光或Yb纤维激光。
7.根据权利要求1或2所述的陶瓷造型物的制造方法，其中该粉末层的层厚度为5μm或更大至100μm或更小。
CN201880069808.1A 2017-10-27 2018-10-26 陶瓷造型物的制造方法 Active CN111278618B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-208190 2017-10-27
JP2017208190 2017-10-27
JP2018-200029 2018-10-24
JP2018200029A JP7277103B2 (ja) 2017-10-27 2018-10-24 セラミックス造形物の製造方法
PCT/JP2018/039993 WO2019083042A1 (ja) 2017-10-27 2018-10-26 セラミックス造形物の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111278618A CN111278618A (zh) 2020-06-12
CN111278618B true CN111278618B (zh) 2023-02-28

Family

ID=66670093

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880069821.7A Active CN111436197B (zh) 2017-10-27 2018-10-26 造型物的制造方法和造型物
CN201880069808.1A Active CN111278618B (zh) 2017-10-27 2018-10-26 陶瓷造型物的制造方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880069821.7A Active CN111436197B (zh) 2017-10-27 2018-10-26 造型物的制造方法和造型物

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11813769B2 (zh)
EP (2) EP3702121B1 (zh)
JP (2) JP7277103B2 (zh)
CN (2) CN111436197B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7011548B2 (ja) * 2017-07-14 2022-01-26 キヤノン株式会社 セラミックス造形用粉体、セラミックス造形物、およびその製造方法
DE102019005605A1 (de) * 2019-08-09 2021-02-11 Ing3D Ug Verfahren zur Herstellung eines additiv gefertigten Produkts aus einem mineralischen Ausgangsmaterial mittels direkter Laserversinterung sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Leichtbauteil
WO2021079907A1 (ja) * 2019-10-23 2021-04-29 キヤノン株式会社 セラミックス物品の製造方法、金属成分含有液、セラミックス物品製造用キットおよびセラミックス物品
CN111689764B (zh) * 2020-07-06 2022-05-31 南京理工大学 一种低成本激光选区熔化用陶瓷粉末制备及其离焦成形方法
US20220024135A1 (en) * 2020-07-23 2022-01-27 General Electric Company System and method of additively manufacturing a component with multiple processing strategies
CN111922339A (zh) * 2020-09-04 2020-11-13 杭州德迪智能科技有限公司 粉末床3d打印方法及设备
JP2023020486A (ja) * 2021-07-30 2023-02-09 三菱重工業株式会社 積層造形方法及び積層造形装置
US11865769B2 (en) * 2021-12-07 2024-01-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Weak material phases

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432302A (zh) * 2011-09-08 2012-05-02 大连理工大学 一种激光束近净成形陶瓷结构的方法
CN104903028A (zh) * 2012-11-30 2015-09-09 法国Mbda公司 包括加热邻近熔池的区域的用于熔化粉末的方法
CN105026076A (zh) * 2013-02-27 2015-11-04 Slm方案集团股份公司 用于生产具有定制微观结构的工件的装置和方法
CN106862562A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 佳能株式会社 原料粉末处理方法、原料粉末处理装置和物体产生方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0287657B2 (en) 1986-10-17 1999-08-11 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing parts by selective sintering
US20020195746A1 (en) * 2001-06-22 2002-12-26 Hull Charles W. Recoating system for using high viscosity build materials in solid freeform fabrication
JP2010114472A (ja) * 2003-06-30 2010-05-20 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 結晶化方法
DE102004012682A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Lasertechnik und Auftragen eines Absorbers per Inkjet-Verfahren
JP2006237525A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Nec Lcd Technologies Ltd レーザ照射方法及び装置
EP1772210A3 (en) * 2005-09-30 2008-05-28 General Electric Company Methods for making ceramic casting cores and cores
JP4655063B2 (ja) 2007-05-24 2011-03-23 パナソニック電工株式会社 三次元形状造形物の製造方法
DE102007024469B4 (de) * 2007-05-25 2009-04-23 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102008021507A1 (de) 2008-04-30 2009-11-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von keramischen Objekten mittels selektiven Laserschmelzens
US9889012B2 (en) * 2009-07-23 2018-02-13 Didier NIMAL Biomedical device, method for manufacturing the same and use thereof
EP2456473B1 (en) * 2009-07-23 2016-02-17 Didier Nimal Biomedical device, method for manufacturing the same and use thereof
EP2292357B1 (en) * 2009-08-10 2016-04-06 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh.-Herbst GmbH & Co KG Ceramic article and methods for producing such article
ES2514520T3 (es) * 2009-12-04 2014-10-28 Slm Solutions Gmbh Unidad de irradiación óptica para una planta para la producción de piezas de trabajo mediante la irradiación de capas de polvo con radiación de láser
US20120133080A1 (en) * 2010-11-29 2012-05-31 3D Systems, Inc. Additive Manufacturing Methods for Improved Curl Control and Sidewall Quality
EP2917012A4 (en) * 2012-11-08 2016-08-10 Ddm Systems Inc SYSTEMS AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS
US9527242B2 (en) * 2012-11-21 2016-12-27 Stratasys, Inc. Method for printing three-dimensional parts wtih crystallization kinetics control
FR2998818B1 (fr) * 2012-11-30 2020-01-31 Association Pour La Recherche Et Le Developpement De Methodes Et Processus Industriels "Armines" Procede de fabrication d'une piece par fusion de poudre les particules de poudre arrivant froides dans le bain
CN103193486B (zh) * 2013-03-18 2014-06-11 大连理工大学 一种激光近净成形Al2O3-ZrO2共晶陶瓷结构件的方法
GB201316815D0 (en) * 2013-09-23 2013-11-06 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and method
JP6391317B2 (ja) * 2014-06-26 2018-09-19 ポリプラスチックス株式会社 複合成形品及びその製造方法
CN107438495B (zh) * 2015-02-12 2021-02-05 格罗弗治公司 云控制激光制造
KR20170100000A (ko) 2015-04-30 2017-09-01 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 다중-구조의 3ｄ 물체의 프린팅
CN104831276B (zh) * 2015-05-28 2017-08-01 山东建筑大学 一种通过激光重熔制备非晶化梯度复合材料的方法
EP3120967B1 (en) * 2015-07-20 2019-06-12 SLM Solutions Group AG Method and device for controlling an irradiation system in dependence on a work piece geometry
JP6664650B2 (ja) * 2016-01-18 2020-03-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 造形物の製造方法
JP6836101B2 (ja) 2016-01-22 2021-02-24 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法
CN109311092A (zh) 2016-02-16 2019-02-05 亚利桑那州立大学董事会 使用3d打印以不同材料的可溶解载体制作金属或陶瓷组件
US20180186082A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 Velo3D, Inc. Optics in three-dimensional printing
US20180281282A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Velo3D, Inc. Material manipulation in three-dimensional printing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432302A (zh) * 2011-09-08 2012-05-02 大连理工大学 一种激光束近净成形陶瓷结构的方法
CN104903028A (zh) * 2012-11-30 2015-09-09 法国Mbda公司 包括加热邻近熔池的区域的用于熔化粉末的方法
CN105026076A (zh) * 2013-02-27 2015-11-04 Slm方案集团股份公司 用于生产具有定制微观结构的工件的装置和方法
CN106862562A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 佳能株式会社 原料粉末处理方法、原料粉末处理装置和物体产生方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11813769B2 (en) 2023-11-14
EP3702121A1 (en) 2020-09-02
JP7277103B2 (ja) 2023-05-18
CN111436197B (zh) 2022-08-02
JP7366529B2 (ja) 2023-10-23
EP3702120B1 (en) 2023-02-15
EP3702121A4 (en) 2021-08-25
CN111436197A (zh) 2020-07-21
JP2019081358A (ja) 2019-05-30
CN111278618A (zh) 2020-06-12
US20200247004A1 (en) 2020-08-06
EP3702121B1 (en) 2023-03-22
EP3702120A4 (en) 2021-08-04
US20200247005A1 (en) 2020-08-06
EP3702120A1 (en) 2020-09-02
JP2019081357A (ja) 2019-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111278618B (zh) 陶瓷造型物的制造方法
Kaden et al. Selective laser melting of copper using ultrashort laser pulses
JP6295001B1 (ja) 積層造形装置および積層造形物の製造方法
JP4802277B2 (ja) 衝撃吸収構造体及びその製造方法
US20190229252A1 (en) Semiconductor and thermoelectric materials and methods of making the same using selective laser melting
JP7383738B2 (ja) セラミックス造形用粉体、セラミックス造形物、およびその製造方法
CN102153334B (zh) 一种获得氧化铝基三元熔体生长陶瓷组织形貌的方法
CN109641275A (zh) 三维形状造形物的制造方法
EP3313631A1 (de) Verfahren zur laserinduziert additiven erzeugung eines grünkörpers mittels schlickerguss
KR20180100545A (ko) 용융 및 열간 등방 가압법을 사용하는 생산 방법
JP6560775B1 (ja) 積層造形装置および積層造形物の製造方法
AU2016227677B2 (en) Method for producing a tablet which comprises a sample material
JP7191644B2 (ja) 付加造形用の材料粉末、構造物、半導体製造装置部品、および半導体製造装置
CN113165207A (zh) 陶瓷制品的制造方法及陶瓷制品
CN102050617A (zh) 一种获得氧化铝基二元共晶熔体生长陶瓷组织形貌的方法
JP6680452B1 (ja) 三次元形状造形物の積層造形方法
WO2019083042A1 (ja) セラミックス造形物の製造方法
Li et al. Evaluation of Microstructure and Properties for Multi-Materials Laser Densification of Dental Restoration 159
US20240033968A1 (en) Method of producing manufactured object and manufactured object
JP2020012145A (ja) 三次元造形物の製造方法
Saunders Ultrafast Lasers in Additive Manufacturing
JP2021185022A (ja) ３次元焼成物の製作方法
Ciofu et al. DENSIFICATION OF METALLIC POWDERS USING SELECTIVE LASER SINTERING
Lee et al. In-situ fabrication of micro pillars on paraffin substrate using laser heating
Lee et al. Fabrication of microstructures on paraffin substrate using laser heating

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