CN111655455A - 处理装置、处理方法、计算机程序、记录媒体及控制装置 - Google Patents

处理装置、处理方法、计算机程序、记录媒体及控制装置 Download PDF

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CN111655455A CN201980011153.7A CN201980011153A CN111655455A CN 111655455 A CN111655455 A CN 111655455A CN 201980011153 A CN201980011153 A CN 201980011153A CN 111655455 A CN111655455 A CN 111655455A
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松田壮史
长坂博之
白石雅之
江上茂树
山本岳洋
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Abstract

处理装置具备:将能量束照射至照射位置的照射装置、以及对上述照射位置供给材料的供给装置;并且使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。

Description

处理装置、处理方法、计算机程序、记录媒体及控制装置
技术领域
本发明是关于一种例如用以形成造形物的处理装置、处理方法、计算机程序、记录媒体及控制装置的技术领域。
背景技术
专利文献1中记载有通过将粉状的材料以能量束熔融后,使熔融的材料固化而形成造形物的造形系统。此种造形系统中,形成所需形状的造形物成为技术性课题。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2017/014909号说明书
发明内容
依据第1态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其向上述能量束的照射位置供给粉体;而且对第1物体照射上述能量束而形成面向第1方向的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述粉体而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成面向上述第1方向的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述粉体而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
依据第2态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;并且使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第3态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;而且对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
依据第4态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;而且对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
依据第5态样,提供一种处理装置,其具备:供给装置,其供给材料;以及照射装置,其对上述材料的供给位置照射能量束;并且使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第6态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
依据第7态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
依据第8态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
依据第9态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述能量束的照射位置的位置关系。
依据第10态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池;以及供给装置,其对上述照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
依据第11态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;以及供给装置,其配合上述能量束的照射而供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述材料的供给位置的位置关系。
依据第12态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;以及对上述能量束的照射位置供给材料;并且使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第13态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;以及对上述能量束的照射位置供给材料;而且对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
依据第14态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;以及对上述能量束的照射位置供给材料;而且对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
依据第15态样,提供一种处理方法,其包括:供给材料;以及对上述材料的供给位置照射能量束;并且使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第16态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;以及对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
依据第17态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;以及对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
依据第18态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;以及对上述能量束的照射位置供给材料;并且于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
依据第19态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;对上述能量束的照射位置供给材料;以及于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述能量束的照射位置的位置关系。
依据第20态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池;对上述能量束的照射位置供给材料;以及于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
依据第21态样,提供一种处理方法,其包括:照射能量束;配合上述能量束的照射而供给材料;以及于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述造形材料的供给位置的位置关系。
依据第22态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第23态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第24态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第25态样,提供一种处理装置,其具备:供给装置,其供给材料;照射装置,其对上述材料的供给位置照射能量束;以及接收如下控制信号的接收装置:使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第26态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第27态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第28态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第29态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第30态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池;供给装置,其对上述照射位置供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第31态样,提供一种处理装置,其具备:照射装置,其照射能量束;供给装置,其配合上述能量束的照射而供给材料;以及接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
依据第32态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第33态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
依据第34态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
依据第35态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:供给材料的供给装置、及对上述材料的供给位置照射能量束的照射装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第36态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
依据第37态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
依据第38态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
依据第39态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
依据第40态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池的照射装置、及对上述照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
依据第41态样,提供一种计算机程序,其是使对具备:照射能量束的照射装置、及配合上述能量束的照射而供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系。
依据第42态样,提供一种记录媒体,其记录有由上述第32态样至第41态样中的任一者所提供的计算机程序。
依据第43态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第44态样,提供一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
依据第45态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
依据第46态样,提供一种控制装置,其是对具备:供给材料的供给装置、及对上述材料的供给位置照射能量束的照射装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
依据第47态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
依据第48态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
依据第49态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
依据第50态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
依据第51态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池的照射装置、及对上述照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
依据第52态样,提供一种控制装置,其是对具备:照射能量束的照射装置、及配合上述能量束的照射而供给材料的供给装置的处理装置进行控制者,并且进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系。
本发明的作用及其他优点可由以下所说明的用于实施的形态而明白。
附图说明
图1是表示本实施形态的造形系统的构造的方块图。
图2是表示本实施形态的造形系统所具备的造形装置的构造的侧视图(但,为了便于说明,一部分为剖面图)。
图3(a)至图3(c)分别为表示对造形面照射光且供给造形材料的情形时的状态的剖面图。
图4(a)至图4(c)分别为表示通过第1造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图5(a)至图4(e)分别为表示通过第2造形动作而形成延伸构造物的过程的剖面图。
图6(a)至图6(d)分别为表示通过第2造形动作而形成延伸构造物的过程的剖面图。
图7(a)至图7(d)分别为表示通过第2造形动作而形成的延伸构造物的一例的剖面图或立体图。
图8(a)至图8(f)分别为表示通过第2造形动作而形成的延伸构造物的一例的剖面图或立体图。
图9(a)至图9(d)分别为表示通过第2造形动作而形成的延伸构造物的一例的剖面图或立体图。
图10(a)至图10(d)分别为表示通过第2造形动作而形成的延伸构造物的一例的剖面图或立体图。
图11是表示通过第2造形动作而形成的三维构造物的一例的立体图。
图12(a)及图12(b)分别为表示第1变形例的造形装置的构造的侧视图(但,为了便于说明,一部分为剖面图)。
图13是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图14是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图15是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图16是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图17是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图18是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图19是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图20是表示通过第2变形例中的第2造形动作而形成三维构造物的过程的剖面图。
图21是表示所造形的三维构造物的构造的一例的图。
图22是表示所造形的三维构造物的构造的一例的图。
具体实施方式
以下,参照图式,对处理装置及处理方法的实施形态进行说明。以下,使用可通过利用激光增厚熔接法(LMD:Laser Metal Deposition),进行使用造形材料M的附加加工而形成三维构造物ST的造形系统1,对处理装置及处理方法的实施形态进行说明。此外,激光增厚熔接法(LMD)亦可称为:直接金属沉积、直接能量沉积、激光披覆、激光近净成形、直接光制造、激光固结、形状沉积制造、送丝激光沉积、通气线、激光粉末熔合、激光金属成形、选择性激光粉末重熔、激光直接浇铸、激光粉末沉积、激光积层制造、激光快速成形。
又,以下说明中,使用由相互正交的X轴、Y轴及Z轴所定义的XYZ正交座标系,对构成造形系统1的各种构成要素的位置关系进行说明。此外,以下说明中,为了便于说明,X轴方向及Y轴方向分别设为水平方向(即,水平面内的既定方向),Z轴方向设为铅直方向(即,与水平面正交的方向,实质上为上下方向或重力方向)。又,将围绕X轴、Y轴及Z轴的旋转方向(换言之,倾斜方向)分别称为θX方向、θY方向及θZ方向。此处,亦可将Z轴方向设为重力方向。又,亦可将XY平面设为水平方向。
(1)造形系统1的构造
首先,参照图1及图2,对本实施形态的造形系统1的整体构造进行说明。图1是表示本实施形态的造形系统1的构造的一例的方块图。图2是表示本实施形态的造形系统1所具备的造形装置4的构造的剖面图。
造形系统1可形成三维构造物(即,于三维方向的任一方向上均具有大小的三维的物体,立体物,换言之,于X、Y及Z方向上具有大小的物体)ST。造形系统1可于成为用以形成三维构造物ST的基础(即,母材)的工件W上形成三维构造物ST。造形系统1可通过对工件W进行附加加工而形成三维构造物ST。于工件W为后述平台43的情形时,造形系统1可于平台43上形成三维构造物ST。于工件W为由平台43所保持的现有构造物的情形时,造形系统1可于现有构造物上形成三维构造物ST。于此情形时,造形系统1亦可形成与现有构造物一体化的三维构造物ST。形成与现有构造物一体化的三维构造物ST的动作与对现有构造物附加新的构造物的动作等效。或者,造形系统1亦可形成可与现有构造物分离的三维构造物ST。此外,图2是表示工件W为由平台43所保持的现有构造物的例。又,以下,使用工件W为由平台43所保持的现有构造物的例来进行说明。
如上所述,造形系统1可利用激光增厚熔接法来形成三维构造物ST。即,造形系统1亦可称为使用积层造形技术来形成物体的3D(three dimensional,三维)列印机。此外,积层造形技术亦可称为快速原型设计(Rapid Prototyping)、快速制造(RapidManufacturing)、或者积层制造(Additive Manufacturing)。
为了形成三维构造物ST,造形系统1如图1所示,具备材料供给装置3、造形装置4、光源5、气体供给装置6、及控制装置7。材料供给装置3、造形装置4、光源5、气体供给装置6、及控制装置7收纳于箱体C内。图1所示的例中,造形装置4收纳于箱体C的上部空间UC中,材料供给装置3、光源5、气体供给装置6及控制装置7收纳于位于上部空间UC的下方的箱体C的下部空间LC中。但,材料供给装置3、造形装置4、光源5、气体供给装置6及控制装置7的各自的箱体C内的配置位置并不限定于图1所示的配置位置。
材料供给装置3对造形装置4供给造形材料M。材料供给装置3是以将为了由造形装置4形成三维构造物ST而于每单位时间内所需的分量的造形材料M,从材料供给装置3供给至造形装置4中的方式,来控制与该所需分量对应的所需量的造形材料M。
造形材料M是可通过既定强度以上的光EL的照射而熔融的材料。此种造形材料M例如可使用金属性的材料及树脂性的材料中的至少一者。但,造形材料M亦可使用与金属性的材料及树脂性的材料不同的其他材料。造形材料M为粉状或粒状的材料。即,造形材料M为粉粒体。但,造形材料M亦可不为粉粒体,例如亦可使用线状的造形材料或气体状的造形材料。此外,造形装置4亦可将造形材料M以带电粒子束等能量束进行加工而形成造形物。
造形装置4将由材料供给装置3所供给的造形材料M进行加工而形成三维构造物ST。为了形成三维构造物ST,造形装置4是如图2所示,具备造形头41、头驱动系统42、及平台43。进而,造形头41具备:照射系统411、材料喷嘴(即,供给造形材料M的供给系统)412。造形头41、头驱动系统42、平台43收纳于腔室46内。
照射系统411是用以从射出部413中射出光EL的光学系统(例如,聚光光学系统)。具体而言,照射系统411是经由光纤或光导管等未图示的光传输构件而与发出光EL的光源5光学性连接。照射系统411经由光传输构件而将从光源5传播而来的光EL射出。照射系统411从照射系统411向下方(即,-Z侧)照射光EL。于照射系统411的下方配置有平台43。于在平台43上搭载有工件W的情形时,照射系统411可向工件W照射光EL。具体而言,照射系统411是以光EL聚光于作为光EL所照射的区域而设定的照射区域EA中的方式,对照射区域EA照射光EL。进而,照射系统411的状态可于控制装置7的控制下,于照射光EL的状态、与不照射光EL的状态之间切换。此外,从照射系统411中射出的光EL的方向并不限定于正下方(即,与-Z轴方向一致),例如,亦可为相对于Z轴而仅倾斜既定角度的方向。
材料喷嘴412具有供给造形材料M的供给出口414。材料喷嘴412是从供给出口414中,将造形材料M沿着材料供给路而供给(具体而言,喷射、喷出或射出)。材料喷嘴412是经由未图示的导管等粉体传输构件而与作为造形材料M的供给源的材料供给装置3物理性连接。材料喷嘴412经由粉体传输构件而供给从材料供给装置3中供给的造形材料M。此外,图2中材料喷嘴412描绘为管状,但材料喷嘴412的形状并不限定于该形状。材料喷嘴412从材料喷嘴412向下方(即,-Z侧)供给造形材料M。于材料喷嘴412的下方配置有平台43。于在平台43上搭载有工件W情形时,材料喷嘴412向工件W供给造形材料M。此外,从材料喷嘴412中供给的造形材料M的行进方向是相对于Z轴方向而仅倾斜既定角度(一例为锐角)的方向,亦可为-Z侧(即,正下方)。此外,亦可设置多个材料喷嘴412。
本实施形态中,材料喷嘴412以向利用照射系统411的光EL的照射位置供给造形材料M的方式,相对于照射系统411而对准。材料喷嘴412是以向照射系统411照射光EL的照射区域EA供给造形材料M的方式,相对于照射系统411而对准。即,以作为材料喷嘴412供给造形材料M的区域而设定的供给区域MA与照射区域EA一致(或者至少部分性地重复)的方式,材料喷嘴412与照射系统411对准。此外,于通过从照射系统411中射出的光EL而形成的后述熔融池MP中,以材料喷嘴412供给造形材料M的方式来对准。又,亦可以材料喷嘴412供给造形材料M的供给区域MA、与熔融池MP的区域部分性地重叠的方式对准。
头驱动系统42使造形头41移动。为了使造形头41移动,头驱动系统42具备:头驱动系统42X、头驱动系统42Y、及头驱动系统42Z。头驱动系统42X是沿着X轴而使造形头41移动。头驱动系统42Y是沿着Y轴而使造形头41移动。头驱动系统42Z是沿着Z轴而使造形头41移动。即,头驱动系统42是沿着X轴、Y轴及Z轴中的每一者而使造形头41移动。若造形头41沿着X轴而移动,则照射区域EA及供给区域MA沿着X轴而移动。若造形头41沿着Y轴而移动,则照射区域EA及供给区域MA沿着Y轴而移动。若造形头41沿着Z轴而移动,则照射区域EA及供给区域MA沿着Z轴而移动。此外,头驱动系统42亦可除了或代替X轴、Y轴及Z轴中的至少一者,而沿着θX轴、θY轴及θZ轴中的至少一者移动(即,旋转)。
头驱动系统42X、头驱动系统42Y及头驱动系统42Z分别为例如包含电机的驱动系统,但亦可为包含其他致动器(或者驱动源)的驱动系统。头驱动系统42X具备:于经由空气弹簧等防振装置而设置于腔室46的底面上的支持框423上固定且沿着X轴而延伸的X引导部421X、以及电机422X。头驱动系统42Y具备:沿着Y轴而延伸的Y引导部421Y、以及电机422Y。头驱动系统42Z具备:沿着Z轴而延伸的Z引导部421Z、以及电机422Z。若电机422X驱动,则Y引导部421Y(进而,经由Z引导部421Z而与Y引导部421Y连结的造形头41)沿着X引导部421X(即,沿着X轴)而移动。若电机422Y驱动,则Z引导部421Z(进而,与Z引导部421Z连结的造形头41)沿着Y引导部421Z(即,沿着Y轴)而移动。若电机422Z驱动,则造形头41沿着Z引导部421Z(即,沿着Z轴)而移动。此外,防振装置亦可不存在。
平台43可保持工件W。进而,平台43可将所保持的工件W释放。上述照射系统411于平台43保持工件W的期间中的至少一部分中照射光EL。进而,上述材料喷嘴412于平台43保持工件W的期间的至少一部分中供给造形材料M。此外,材料喷嘴412所供给的造形材料M的一部分存在从工件W的表面向工件W的外部(例如,向平台43的周围)散落或洒落的可能性。因此,造形系统1亦可于平台43的周围具备将散落或洒落的造形材料M回收的回收装置。此外,平台43为了保持工件W,亦可具备机械性夹盘、真空吸附夹盘、电磁吸附夹盘及静电吸附夹盘等中的至少一者。
再次于图1中,光源5例如可将红外光、可见光及紫外光中的至少一者作为光EL而射出。但,光EL亦可使用其他种类的光。光EL为激光。于此情形时,光源5亦可包含激光光源(例如激光二极管(LD:Laser Diode)等半导体激光)。激光光源亦可为光纤激光或CO2激光、YAG(yttrium aluminum garnet,钇铝石榴石)激光、准分子激光等。但,光EL亦可不为激光,光源5亦可包含任意光源(例如LED(Light Emitting Diode)、放电灯及EUV(Extreme UltraViolet,极紫外线)光源等中的至少一者)。又,除了或代替光源5,亦可使用射出带电粒子束等能量束的能量源。
气体供给装置6为惰性气体的供给源。惰性气体的一例可列举氮气或氩气。气体供给装置6向造形装置4的腔室46内供给惰性气体。其结果为,腔室46的内部空间成为经惰性气体所冲洗的空间。此外,气体供给装置6可为储存有氮气或氩气等惰性气体的高压罐,于惰性气体为氮气的情形时,亦可为以大气为原料而产生氮气的氮气发生装置。
控制装置7控制造形系统1的动作。控制装置7可包含例如CPU(CentralProcessing Unit,中央处理单元)以及GPU(Graphics Processing Unit,图形处理单元)中的至少一者等运算装置、或存储器等存储装置。控制装置7是通过运算装置执行计算机程序,而作为控制造形系统1的动作的装置来发挥功能。该计算机程序是用以使控制装置7(例如运算装置)进行(即,执行)控制装置7所应进行的后述动作的计算机程序。即,该计算机程序是为了使造形系统1进行后述动作而用以使控制装置7发挥功能的计算机程序。运算装置所执行的计算机程序可记录于控制装置7所具备的存储装置(即,记录媒体)中,亦可记录于控制装置7中所内藏或者可附属于控制装置7上的任意存储媒体(例如硬盘或半导体存储器)中。或者,运算装置亦可经由网络接口,而从控制装置7的外部的装置中下载应执行的计算机程序。此外,作为记录运算装置所执行的计算机程序的记录媒体,亦可包含:CD-ROM(compact disk read only memory,只读光盘存储器)、CD-R(CD-recordable,可录式光盘)、CD-RW(CD-rewritable,可覆写光盘)或软性磁盘、MO(magneto optical,磁光)、DVD-ROM(digital versatile disc-read only memory,只读式数字多功能光盘)、DVD-RAM(digital versatile disc-random access memory,随机存取式数字多功能光盘)、DVD-R、DVD+R、DVD-RW(digital versatile disc-read/write,可读写数字多功能光盘)、DVD+RW、Blu-ray(蓝光,注册商标)等磁盘或磁带等的磁性媒体、光盘、光磁盘、USB(universalserial bus,通用序列汇流排)存储器等半导体存储器、其他可存储程序的媒体。又,程序中,除存储于上述记录媒体中而分布者以外,亦包含通过网际网络等网络线路而通过下载来分布的形态者。进而,记录媒体中包含了记录程序的机器,例如上述程序安装为可由软件或固件等形态来执行的状态的通用或专用机器。进而又,程序中所含的各处理或功能亦可利用可由计算机执行的程序软件来执行,亦可以既定的门阵列(FPGA(field programmablegate array,现场可程序门阵列)、ASIC(application specific integrated circuit,确定应用集成电路))等硬件、或者程序软件与实现硬件的一部分要素的部分性硬件模组混在的形式来实现各部的处理。
尤其于本实施形态中,控制装置7对通过照射系统411的光EL的射出形态进行控制。射出形态包含例如光EL的强度及光EL的射出时刻中的至少一者。于光EL为脉冲光的情形时,射出形态可包含例如脉冲光的发光时间的长度以及脉冲光的发光时间与消光时间之比(所谓工作比)中的至少一者。进而,控制装置7控制通过头驱动系统42的造形头41的移动形态。移动形态包含例如移动量、移动速度、移动方向及移动时刻中的至少一者。进而,控制装置7对通过材料喷嘴412的造形材料M的供给形态进行控制。供给形态包含例如供给量(尤其是每单位时间的供给量)。此外,控制装置7亦可不设置于造形系统1的内部,例如亦可作为伺服器等而设置于造形系统1外。
控制装置7亦可不配置于造形系统1的内部,例如亦可作为伺服器等而配置于造形系统1外。于此情形时,控制装置7与造形系统1亦可由有线、无线等的通信线路或网络来连接。于使用有线来物理性连接的情形时,例如可为:IEEE(institute of electrical andelectronics engineers,美国电机电子工程师学会)1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485、USB等串列连接、并列连接;或者10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等经由网络的电性连接。又,于使用无线来连接的情形时,亦可利用:IEEE802.1x、OFDM(orthogonalfrequency division multiplexing,正交分频多工)方式等无线LAN(local areanetwork,区域网络)或Bluetooth(蓝牙,注册商标)等的电波、红外线、光通信等。于此情形时,控制装置7与造形系统1亦可构成为可经由通信线路或网络来收发各种信息。又,控制装置7亦可经由上述通信线路或网络而对造形系统1发送指令或控制参数等信息。造形系统1亦可具备经由上述通信线路或网络来接收来自控制装置7的指令或控制参数等信息的接收装置。
(2)造形系统1的动作
继而,对通过该造形系统1的用以形成三维构造物ST的造形动作进行说明。造形系统1基于应形成的三维构造物ST的三维模型数据(例如,CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)数据)等而形成三维构造物ST。三维模型数据包含表示三维构造物ST的形状(尤其是三维形状)的数据。作为三维模型数据,亦可使用利用设置于造形系统1内的未图示的测量装置来测量的立体物的测量数据。三维模型数据亦可使用与造形系统1分开设置的三维形状测量机的测量数据。此种三维形状测量机的一例可列举:具有可相对于工件W而移动且可与工件W接触的探针的接触型三维测定机以及非接触型的三维测量机中的至少一者。非接触型的三维测量机的一例可列举:图案投影方式的三维测量机、光切断方式的三维测量机、飞行时间方式的三维测量机、叠纹形貌方式的三维测量机、全像干涉方式的三维测量机、CT(Computed Tomography,计算机断层摄影)方式的三维测量机、以及MRI(MagneticResonance Imaging,磁振造影)方式的三维测量机中的至少一者。三维模型数据亦可使用三维构造物ST的设计数据。
本实施形态中,造形系统1可进行如下的第1造形动作:通过依序形成沿着与应形成三维构造物ST的造形面CS交叉的方向而排列的多个层状的部分构造物(以下,称为「构造层」)SL,而形成三维构造物ST。此外,造形面CS可设定于作为工件W的上表面(即,朝向+Z侧的表面)的工作面WS的至少一部分上,亦可设定于形成于工作面WS上的现有构造物(例如,构造层SL)的表面。造形系统1除了第1造形动作以外,亦可进行如下的第2造形动作:通过形成向与造形面CS交叉的方向延伸(换言之,延长、拉伸、拉长、伸长、被伸长、突出、突起、隆起、堆起、凸出、膨胀、膨出或者膨起)的延伸构造物SP,而形成三维构造物ST。以下,对第1造形动作及第2造形动作依序进行说明。
(2-1)第1造形动作
首先,对第1造形动作进行说明。进行第1造形动作的造形系统1逐层依序形成多个构造层SL,其是通过沿着与造形面CS正交的方向,将三维构造物ST进行环切而获得。其结果为,形成沿着与造形面CS正交的方向而积层有多个构造层SL的积层构造体即三维构造物ST。以下,对通过逐层依序形成多个构造层SL而形成三维构造物ST的动作的流程进行说明。
此外,以下,为了便于说明,造形面CS设为沿着XY平面的面。因此,以下,对如下的第1造形动作进行说明,其用以通过逐层依序形成多个构造层SL,即,通过沿着Z轴方向将三维构造物ST进行环切而获得的多个构造层SL,从而形成沿着Z轴方向而积层有多个构造层SL的三维构造物ST。但,造形面CS可为相对于XY平面而倾斜的面,亦可为与XY平面正交的面(即,包含Z轴的平面)。
首先,对形成各构造层SL的动作进行说明。造形系统1于控制装置7的控制下,于设定于工作面WS或者形成完毕的构造层SL中最上层(即,最+Z侧的)构造层SL的上表面WSL的造形面CS上设定照射区域EA,以光EL对该照射区域EA进行聚光的方式,从照射系统411来照射光EL。即,第1造形动作中,光EL的聚焦位置(即,聚光位置,换言之,于Z轴方向或光EL的行进方向中上,光EL最会聚的位置)设定于造形面CS上。此外,光EL的聚焦位置亦可设定于从造形面MS向Z轴方向偏移的位置。其结果为,如图3(a)所示,通过从照射系统411射出的光EL而于造形面CS上的所需区域上,形成朝向照射系统411侧(即,+Z侧)的熔融池(即,通过光EL而熔融的液状的金属或者树脂等的池(pool))MP。进而,造形系统1于控制装置7的控制下,于造形面CS上的所需区域中设定供给区域MA,从材料喷嘴412中对该供给区域MA供给造形材料M。此处,由于如上所述,照射区域EA与供给区域MA一致,故而供给区域MA设定于形成有熔融池MP的区域。因此,造形系统1如图3(b)所示,从材料喷嘴412中对熔融池MP供给造形材料M。其结果为,供给至熔融池MP中的造形材料M熔融。若随着造形头41的移动,照射区域EA从熔融池MP中移动,则不再对熔融池MP照射光EL。因此,于熔融池MP中熔融的造形材料M经冷却而再次固化(即,凝固)。其结果为,如图3(c)所示,固化的造形材料M堆积于造形面CS上。即,形成由固化的造形材料M的堆积物所形成的造形物。即,通过进行对造形面CS附加造形材料M的堆积物的附加加工,而于造形面CS的照射系统411侧(即,+Z侧)形成造形物。
包含如上所述的通过光EL的照射的熔融池MP的形成、造形材料M向熔融池MP中的供给、所供给的造形材料M的熔融及熔融的造形材料M的固化的一系列造形处理是一边使造形头41沿着造形面CS移动一边反复进行。即,一系列造形处理是一边于将造形头41的Z轴方向的位置固定的状态下,使造形头41沿着X轴及Y轴中的至少一者移动,一边反复进行。若造形头41沿着造形面CS而移动,则照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP亦沿着造形面CS而移动。因此,一系列造形处理是一边使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP沿着造形面CS而移动,一边反复进行。此时,光EL对欲形成造形物的区域选择性地照射,另一方面,对不欲形成造形物的区域选择性地不照射。此外,亦可称为于不欲形成造形物的区域不设定照射区域EA。即,造形系统1一边使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP沿着造形面CS而移动,一边在与欲形成造形物的区域的分布(即,构造层SL的图案)相应的时刻对造形面CS照射光EL。其结果为,于造形面CS上形成与由凝固的造形材料M所形成的造形物的聚集体相当的构造层SL。此外,上述说明中,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP沿着造形面CS而言,但亦可如后述第2变形例等所说明,使造形面CS相对于照射区域EA而移动。
造形系统1是于控制装置7的控制下,基于三维模型数据而反复进行用以形成此种构造层SL的动作。具体而言,首先,控制装置7将三维模型数据以积层间距进行切片处理而制成切片数据。此外,控制装置7亦可根据造形系统1的特性,对切片数据至少部分性地进行修正。造形系统1于控制装置7的控制下,基于与构造层SL#1对应的三维模型数据(即,与构造层SL#1对应的切片数据),来进行用以在与工作面WS相当的造形面CS上形成第1层的构造层SL#1的动作。其结果为,如图4(a)所示,于工作面WS上形成构造层SL#1。然后,造形系统1是于将构造层SL#1的上表面WSL#1设定为新的造形面CS后,于该新的造形面CS上形成第2层的构造层SL#2。为了形成构造层SL#2,控制装置7首先以造形头41沿着Z轴而移动的方式,控制头驱动系统12。具体而言,控制装置7控制头驱动系统12,以照射区域EA及供给区域MA设定于构造层SL#1的工作面WSL(即,新的造形面CS)上的方式,使造形头41向+Z侧移动。藉此,光EL的聚焦位置设定于新的造形面CS上。然后,造形系统1于控制装置7的控制下,以与形成构造层SL#1的动作相同的动作,基于与构造层SL#2对应的切片数据而形成构造层SL#2。其结果为,如图4(b)所示,于构造层SL#1的上表面WSL#1上形成构造层SL#2。以后,反复进行同样的动作,直至构成应形成于工件W上的三维构造物ST的全部的构造层SL形成为止。其结果为,如图4(c)所示,由沿着Z轴(即,沿着从熔融池MP的底面朝向上表面的方向)而积层有多个构造层SL的积层构造物,来形成三维构造物ST。
(2-2)第2造形动作
继而,对第2造形动作进行说明。进行第2造形动作的造形系统1通过形成向与造形面CS交叉的方向延伸的延伸构造物SP而形成三维构造物ST。以下,对形成延伸构造物SP的动作的流程进行说明。
首先,造形系统1于第2造形动作中,亦与第1造形动作同样地,于造形面CS上设定照射区域EA,以光EL对该照射区域EA进行聚光的方式,从照射系统411来照射光EL。进而,造形系统1于控制装置7的控制下,于造形面CS上的所需区域中设定供给区域MA,从材料喷嘴412中对该供给区域MA供给造形材料M。其结果为,如图5(a)所示,于造形面CS的照射系统411侧形成由固化的造形材料M的堆积物所形成的造形物Su。即,于造形面CS试样形成从造形面CS向与造形面CS交叉的方向突出的造形物Su。至此的处理于第2造形动作中,亦与第1造形动作相同。
然后,上述第1造形动作中,造形系统1通过沿着造形面CS,使照射区域EA及供给区域MA相对于造形面CS而移动(进而,结果为使熔融池MP移动),从而于造形面CS上形成第1层的构造层SL#1。另一方面,第2造形动作中,造形系统1通过一边从照射系统411来照射光EL,一边沿着与造形面CS交叉的方向,使照射区域EA相对于造形面CS而移动,从而形成延伸构造物SP。即,造形系统1通过一边从照射系统411来照射光EL,一边沿着与造形面CS交叉的方向而变更照射区域EA与造形面CS的位置关系,从而形成延伸构造物SP。
第2造形动作中,亦与第1造形动作同样,为了使照射区域EA相对于造形面CS而移动,造形系统1使造形头41相对于造形面CS而移动。此时,造形系统1亦可以照射区域EA相对于造形面CS而连续移动的方式,使造形头41连续移动。或者,造形系统1亦可以照射区域EA相对于造形面CS而阶段性移动的方式,使造形头41阶段性移动。但,于如后所述,平台43可移动的情形时,造形系统1亦可通过使平台43相对于造形头41而移动,从而使照射区域EA相对于造形面CS而移动。
如上所述,供给造形材料M的供给区域MA以与照射区域EA一致的方式对准。因此,造形系统1亦可称为通过一边从照射系统411来照射光EL,一边使供给区域MA沿着与造形面CS交叉的方向移动,而形成延伸构造物SP。即,造形系统1亦可称为通过一边从照射系统411来照射光EL,一边沿着与造形面CS交叉的方向而变更供给区域MA与造形面CS的位置关系,从而形成延伸构造物SP。
如上所述,于照射区域EA所设定的位置形成熔融池MP。因此,造形系统1亦可称为通过一边从照射系统411来照射光EL,一边使熔融池MP沿着与造形面CS交叉的方向移动,而形成延伸构造物SP。即,造形系统1亦可称为一边从照射系统411来照射光EL,一边沿着与造形面CS交叉的方向而变更熔融池MP与造形面CS的位置关系,从而形成延伸构造物SP。
作为一例,如图5(b)所示,造形系统1亦可沿着与造形面CS正交的方向,而使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。即,造形系统1亦可于维持沿着造形面CS的方向上的造形面CS与照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的位置关系的状态下,变更与造形面CS正交的方向上的造形面CS与照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的位置关系。于此情形时,典型而言,造形系统1可通过使造形头41沿着与造形面CS正交的方向移动,而使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP沿着与造形面CS正交的方向移动。即,造形系统1可通过于维持沿着造形面CS的方向上的造形面CS与造形头41的位置关系的状态下,以变更与造形面CS正交的方向上的造形面CS与造形头41的位置关系的方式使造形头41移动,从而使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP沿着与造形面CS正交的方向移动。
或者,如图6(a)所示,造形系统1亦可沿着相对于造形面CS而倾斜的方向,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。即,造形系统1亦可一边变更沿着造形面CS的方向上的造形面CS与照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的位置关系,一边变更与造形面CS正交的方向上的造形面CS与照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的位置关系。于此情形时,典型而言,造形系统1可通过使造形头41沿着相对于造形面CS而倾斜的方向移动,从而沿着相对于造形面CS而倾斜的方向,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。即,造形系统1可通过一边变更沿着造形面CS的方向上的造形面CS与造形头41的位置关系,一边以变更与造形面CS正交的方向上的造形面CS与造形头41的位置关系的方式使造形头41移动,从而沿着相对于造形面CS而倾斜的方向,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。如上所述,造形系统1可沿着与造形面CS交叉的方向,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动,而形成在与造形面CS交叉的方向上延伸的延伸构造物SP。
于沿着相对于造形面CS而倾斜的方向,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动的情形时,造形系统1亦可以较沿着造形面CS的方向上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动量(例如,每单位时间的移动量或移动量的总量,以下相同)而言,与造形面CS正交的方向上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动量增多的方式,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。造形系统1亦可以较沿着造形面CS的方向上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动量而言,与造形面CS正交的方向上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动量减少的方式,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。造形系统1亦可以沿着造形面CS的方向上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动量成为和与造形面CS正交的方向上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动量相同的方式,使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动。
第2造形动作中尤其,造形系统1通过一边从照射系统411来照射光EL,一边使设定于造形面CS上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动至远离造形面CS的位置,而形成延伸构造物SP。造形系统1通过一边从照射系统411来照射光EL,一边使设定于造形面CS上的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP于远离造形面CS的空间内移动,从而形成延伸构造物SP。
具体而言,造形系统1,如图5(b)及图6(a)分别所示,于造形面CS上形成造形物Su后,于该造形物Su中朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向的表面MS上设定照射区域EA及供给区域MA。即,造形系统1使设定于造形面CS上的照射区域EA及供给区域MA,移动至(或者接近)在造形面CS上已形成完毕的造形物Su中朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向的表面MS。此外,欲使延伸构造物SP延伸的方向与造形面CS交叉。于此情形时,典型而言,造形系统1可通过使照射区域EA及供给区域MA向欲使延伸构造物SP延伸的方向移动(即,使造形头41移动),而于造形物Su的表面MS的至少一部分上设定照射区域EA及供给区域MA。若于造形物Su的表面MS上设定照射区域EA及供给区域MA,则对造形物Su的表面MS照射光EL。尤其,于造形物Su的表面MS,经由与该表面MS相较分布于欲使延伸构造物SP延伸的方向上的空间而照射光EL。其结果为,于造形物Su的表面MS上形成朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向的熔融池MP。因此,造形系统1亦可称为使形成于造形面CS上的熔融池MP,移动至(或者接近)在造形面CS上以形成完毕的造形物Su的表面MS。
其结果为,于形成于造形物Su的表面MS上的熔融池MP中供给造形材料M。因此,供给至形成于造形物Su的表面MS上的熔融池MP中的造形材料M熔融。若随着造形头41的移动,照射区域EA从造形物Su的表面MS移动(即,分离),于形成于造形物Su的表面MS上的熔融池MP中熔融的造形材料M经冷却而再次固化(即,凝固)。其结果为,如图5(c)及图6(b)分别所示,于已形成于造形面CS上的造形物Su(以后,将已形成于造形面CS上的造形物Su适当称为「造形物Su1」)上,形成由固化的造形材料M的堆积物所形成的新的造形物Su2。即,于已形成于造形面CS上的造形物Su1的表面MS上,形成从造形物Su1向欲使延伸构造物SP延伸的方向突出的新的造形物Su2。其结果为,于造形面CS上形成包含造形物Su1及造形物Su2的造形物Su。通过如上所述,于造形物Su1上形成造形物Su2,造形系统1使造形物Su向与造形面CS交叉的方向成长。造形系统1使造形物Su向欲使延伸构造物SP成长的方向成长。造形系统1使造形物Su向远离造形面CS的方向成长。造形系统1使造形物Su于远离造形面CS的空间内成长。造形系统1以造形物Su的端部(尤其是朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向的端部)朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向而远离造形面CS的方式,使造形物Su成长。
然而,造形系统1反复进行一边从照射系统411来照射光EL,一边朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向而使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP移动的动作。即,造形系统1反复进行如下动作:以一边从照射系统411来照射光EL,一边于已在造形面CS上形成完毕的造形物Su中朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向的表面MS上,设定照射区域EA及供给区域MA的方式,使造形头41移动。其结果为,造形系统1反复进行一边从照射系统411来照射光EL,一边朝向欲使延伸构造物SP延伸的方向而使造形物Su成长的动作。因此,于造形面CS上,形成沿着照射区域EA及供给区域MA的移动方向而延伸的造形物Su即延伸构造物SP。即,于造形面CS上,形成在远离造形面CS的空间内沿着与造形面CS交叉的方向而延伸的造形物Su即延伸构造物SP。例如,于如图5(b)及图5(c)所示,照射区域EA及供给区域MA沿着与造形面CS正交的方向而移动的情形时,如图5(d)及图5(e)所示,形成沿着与造形面CS正交的方向而延伸的造形物Su即延伸构造物SP。例如,于如图6(a)及图6(b)所示,照射区域EA及供给区域MA沿着相对于造形面CS而倾斜的方向移动的情形时,如图6(c)及图6(d)所示,形成沿着相对于造形面CS而倾斜的方向而延伸的造形物Su即延伸构造物SP。此外,此种延伸构造物SP如图5(d)及图5(e)、以及图6(d)及图5(e)所示,典型而言,可成为线状的、棒状的、角柱状的、圆柱状的或长条形状的构造物。但,延伸构造物SP的形状并不限定于该等形状。
如上所述,造形面CS亦可为沿着XY平面的面。例如,造形面CS亦可设定于作为沿着XY平面的面的工作面WS上。于造形面CS为沿着XY平面的面的情形时,与造形面CS正交的方向成为Z轴方向(即,铅直方向)。于此情形时,造形系统1如图7(a)及图7(b)所示,可形成从造形面CS向铅直方向延伸的延伸构造物SP。进而,相对于造形面CS而倾斜的方向成为相对于Z轴方向而倾斜的方向。即,相对于造形面CS而倾斜的方向成为包含沿着铅直方向的方向成分的方向。于此情形时,造形系统1如图7(c)及图7(d)所示,可形成从造形面CS向包含沿着铅直方向的方向成分的方向而延伸的延伸构造物SP。
如上所述,造形面CS亦可为相对于XY平面而倾斜的面。例如,造形面CS亦可设定于形成于工作面WS上的现有构造物SA中的相对于XY平面而倾斜的表面上。于造形面CS为相对于XY平面而倾斜的面的情形时,与造形面CS正交的方向成为相对于Z轴方向(即,铅直方向)而倾斜的方向。进而,相对于造形面CS而倾斜的方向亦可成为相对于Z轴方向而倾斜的方向。于此情形时,造形系统1可如图8(a)至图8(f)所示,形成从造形面CS向包含沿着铅直方向的方向成分的方向延伸的延伸构造物SP。此外,造形系统1亦可如图8(a)至图8(d)所示,形成从造形面CS向包含与重力相反的方向成分(即,朝向+Z侧的方向成分)的方向而延伸的延伸构造物SP。或者,造形系统1亦可如图8(e)至图8(f)所示,形成从造形面CS向包含顺着重力的方向成分(即,朝向-Z侧的方向成分)的方向而延伸的延伸构造物SP。或者,相对于造形面CS而倾斜的方向可成为沿着Z轴方向的方向。于此情形时,造形系统1可如图9(a)及图9(b)所示,形成从造形面CS向铅直方向延伸的延伸构造物SP。或者,相对于造形面CS而倾斜的方向可成为与Z轴方向正交的方向(即,沿着XY平面的方向,水平方向)。于此情形时,造形系统1可如图9(c)及图9(d)所示,可形成从造形面CS向水平方向延伸的延伸构造物SP。此外,由于工作面WS为沿着水平方向的面,故而造形系统1可形成向沿着工作面WS的方向延伸的(即,与工作面WS平行的)延伸构造物SP。
如上所述,造形面CS亦可为与XY平面正交的面(即,包含Z轴的面)。例如,造形面CS亦可设定于形成于工作面WS上的现有构造物SA中的与XY平面正交的表面上。于造形面CS为与XY平面正交的面的情形时,与造形面CS正交的方向成为与Z轴方向正交的方向(即,沿着XY平面的方向,水平方向)。于此情形时,造形系统1可如图10(a)及图10(b)所示,形成从造形面CS向水平方向延伸的延伸构造物SP。进而,相对于造形面CS而倾斜的方向可成为相对于Z轴方向而倾斜的方向。于此情形时,造形系统1可如图10(c)及图10(d)所示,形成从造形面CS向包含沿着铅直方向的方向成分的方向而延伸的延伸构造物SP。又,虽未图示,但于造形面CS为与XY平面正交的面的情形时,造形系统1亦可形成从造形面CS向包含与重力相反的方向成分的方向而延伸的延伸构造物SP,亦可形成从造形面CS向包含顺着重力的方向成分的方向而延伸的延伸构造物SP。
此外,于造形面CS设定于形成于工作面WS上的现有构造物SA的表面上的情形时,造形系统1亦可形成远离工作面WS的延伸构造物SP。造形系统1亦可形成在与工作面WS之间确保空隙的延伸构造物SP。图8(a)至图10(d)均表示远离工作面WS的延伸构造物SP。但,造形系统1亦可形成至少一部分与工作面WS接触或者一体化的延伸构造物SP。例如,造形系统1亦可形成从造形面CS向工作面WS延伸的延伸构造物SP。于此情形时,延伸构造物SP的端部与工作面WS接触或者一体化。
造形系统1于控制装置7的控制下,基于三维模型数据而反复进行如上所述的形成延伸构造物SP的动作。具体而言,首先,控制装置7将三维模型数据转换为用以将三维构造物ST表示为线的聚集体(所谓立体线画模型)的线框数据。然后,控制装置7基于线框数据而决定形成与线框数据所表示的各线对应的延伸构造物SP的顺序。然后,造形系统1基于控制装置7所决定的顺序,反复进行形成与线框数据所表示的各线对应的延伸构造物SP的动作。例如,图11所示的例中,造形系统1通过进行以下动作而形成包含延伸构造物SP1至SP4的三维构造物ST:(i)形成向与造形面CS正交的第1方向D1延伸的延伸构造物SP1的动作、(ii)形成向相对于造形面CS而倾斜的第2方向D2延伸的延伸构造物SP2的动作、(iii)形成向与造形面CS平行的第3方向D3延伸的延伸构造物SP3的动作、以及(iv)形成向相对于造形面CS而倾斜的第4方向D4延伸的延伸构造物SP4的动作。
此时,造形系统1亦可通过一边照射光EL,一边使照射区域EA向一个方向移动,而形成向一个方向延伸的一个延伸构造物SP后,通过一边照射光EL,一边使照射区域EA向与一个方向不同(即,交叉)的其他方向移动,而将向其他方向延伸的其他延伸构造物SP继续形成于一个延伸构造物SP上。即,造形系统1亦可形成向不同的多个方向分别延伸的多个延伸构造物SP一体化而成的三维构造物ST。例如,于图11所示的例中,造形系统1首先通过使照射区域EA从造形面CS(即,工作面WS)向第1方向D1移动,而形成从造形面CS(即,工作面WS)向第1方向D1延伸的延伸构造物SP1。然后,造形系统1通过使照射区域EA从延伸构造物SP1的端部向第2方向D2移动,而将从延伸构造物SP1的端部向第2方向D2延伸的延伸构造物SP2继续形成于延伸构造物SP1上。然后,造形系统1通过使照射区域EA从延伸构造物SP2的端部向第3方向D3移动,而将从延伸构造物SP2的端部向第3方向D3而延伸的延伸构造物SP3继续形成于延伸构造物SP2上。然后,造形系统1通过使照射区域EA从延伸构造物SP3的端部向第4方向D4移动,而将从延伸构造物SP3的端部向第4方向D4延伸的延伸构造物SP4继续形成于延伸构造物SP3上。其结果为,于造形面CS上,形成延伸构造物SP1至SP4一体化而成的三维构造物ST。
但,通过使照射区域EA从延伸构造物SP3的端部向第4方向D4移动而形成延伸构造物SP4,存在对造形系统1而言很困难的可能性。其原因在于,存在如下可能性:为了形成延伸构造物SP4而照射的光EL由可位于延伸构造物SP4与照射系统411之间的延伸构造物SP3而遮挡。因此,于在基于线框数据来决定形成多个延伸构造物SP的顺序的时间点,欲以该决定的顺序来形成多个延伸构造物SP的情形时,控制装置7亦可判定是否存在如下可能性:为了形成某个延伸构造物SP而照射的光EL由遮挡光EL的某些物体(例如,障碍物及已形成完毕的延伸构造物SP中的至少一者)所遮挡。例如,于推定为在形成某个延伸构造物SP的时刻,于该某个延伸构造物SP与照射系统411之间的光EL的光程上坐落有某些物体的情形时,控制装置7可判定为存在如下可能性:为了形成某个延伸构造物SP而照射的光EL由某些物体所遮挡。例如,于推定为在形成某个延伸构造物SP的时刻,于该某个延伸构造物SP与照射系统411之间的从光EL的光程起既定距离以内坐落有某些物体的情形时,控制装置7亦可判定为存在如下可能性:为了形成某个延伸构造物SP而照射的光EL由某些物体所遮挡。于判定为存在为了形成某个延伸构造物SP而照射的光EL由某些物体遮挡的可能性的情形时,控制装置7亦可以消除为了形成各延伸构造物SP而照射的光EL由某些物体遮挡的可能性的方式,再次决定形成多个延伸构造物SP的顺序。例如,图11所示的例中,控制装置7亦可以依序形成延伸构造物SP1、延伸构造物SP2、延伸构造物SP4及延伸构造物SP3的方式,来决定形成多个延伸构造物SP的顺序。于此情形时,造形系统1亦可通过于形成延伸构造物SP1及SP2后,使照射区域EA从延伸构造物SP1的端部向与第4方向D4反向的第5方向D5移动,而将从延伸构造物SP1的端部向第5方向D5延伸的延伸构造物SP4继续形成于延伸构造物SP1上。然后,造形系统1亦可通过使照射区域EA,从延伸构造物SP2的端部向第3方向D3或者从延伸构造物SP4的端部向与第3方向D3反向的第6方向D6移动,而将从延伸构造物SP2的端部向第3方向D3或者从延伸构造物SP4的端部向第6方向D6延伸的延伸构造物SP3继续形成于延伸构造物SP2或SP4上。
此外,于推定为在形成某个延伸构造物SP的时刻,于该某个延伸构造物SP与材料喷嘴412之间的从材料供给路起既定距离以内坐落有某些物体的情形时,控制装置7亦可判定为存在如下可能性:为了形成某个延伸构造物SP而供给的造形材料M由某些物体所遮挡。于判定为存在用以形成某个延伸构造物SP的造形材料M由某些物体遮挡的可能性的情形时,控制装置7亦可以消除用以形成各延伸构造物SP的造形材料M由某些物体遮挡的可能性的方式,再次决定形成多个延伸构造物SP的顺序。
此外,上述例中,延伸构造物SP(例如,图11所示的延伸构造物SP1至SP4)为以直线状延伸的形状,但延伸构造物SP并不限定为以直线状延伸的形状,亦可为沿着曲线而延伸的形状,亦可为沿着以锯齿状弯折的线而延伸的形状。
控制装置7亦可基于线框数据,以于远离造形面CS的空间内的照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP的移动路径相对缩短的方式或者成为最短的方式,来决定形成构成三维构造物ST的多个延伸构造物SP的顺序。尤其,于形成向不同的多个方向分别延伸的多个延伸构造物SP一体化而成的三维构造物ST的情形时,控制装置7亦可基于线框数据,以能够尽可能连续形成构成三维构造物ST的多个延伸构造物SP的方式,来决定形成多个延伸构造物SP的顺序。换言之,控制装置7亦可基于线框数据,以于依序形成多个延伸构造物SP的过程中,尽可能缩短不照射光EL而仅使造形头41移动的期间的方式,来决定形成多个延伸构造物SP的顺序。作为一例,例如,控制装置7亦可基于线框数据,以能够以所谓一笔写就的要领来形成构成三维构造物ST的多个延伸构造物SP的方式,来决定形成多个延伸构造物SP的顺序。
依据以上所说明的第2造形动作,与第1造形动作相比较,可更适当地形成具有包含多个延伸构造物SP的形状的三维构造物。
(3)变形例
继而,对造形系统1的变形例进行说明。
(3-1)第1变形例
首先,对第1变形例进行说明。第1变形例的造形系统1a与上述造形系统1相比较,不同的处在于代替造形装置4而具备造形装置4a。造形装置4a与上述造形装置4相比较,不同的处在于具备平台驱动系统44。造形系统1a的其他构造与上述造形系统1的其他构造相同。以下,参照图12,对第1变形例的造形装置4a进行说明。
如图12所示,造形装置4a除了具备造形头41、头驱动系统42及平台43以外,还具备平台驱动系统44。平台驱动系统44使平台43移动(变更平台43的姿势)。为了使平台43移动,平台驱动系统44具备平台驱动系统44θY、及平台驱动系统44θZ。平台驱动系统44θY使平台43沿着θY轴而移动。换言之,平台驱动系统44θY使平台43围绕Y轴而旋转。平台驱动系统44θZ使平台43沿着θZ轴而移动。换言之,平台驱动系统44θZ使平台43围绕Z轴而旋转。即,平台驱动系统44系使平台43沿着θY轴及θZ轴分别移动。此外,图12(a)及图12(b)所示的例中,θY轴以于工件W中贯通的方式(θY轴与平台43的上表面基本一致的方式)来设定,但并不限定于此,θY轴亦可设定于工件W的上方或下方(相对于平台43的上表面而言为上方(+Z侧)、或者相对于平台43的上表面而为下方(Z侧))。
平台驱动系统44θY及平台驱动系统44θZ分别为例如包含旋转电机的驱动系统,亦可为包含其他电机(或者驱动源)的驱动系统。平台驱动系统44θY具备:保持平台43的板状的保持构件441θY、从保持构件441θY的+Y侧的端部及-Y侧的端部向+Z侧突出的板状的壁构件442θY、具有可围绕Y轴旋转的转子的旋转电机443θY、以及将旋转电机443θY的转子与壁构件442θY连结的连结构件444θY。旋转电机443θY固定于经由空气弹簧等防振装置而设置于腔室46的底面上的支持框445上。平台驱动系统44θZ具备:具有可围绕Z轴旋转且与平台43连结的转子的旋转电机443θZ。旋转电机443θZ固定于保持构件441θY上。若旋转电机443θY驱动,则保持构件441θY(进而,保持构件441θY所保持的平台43)围绕Y轴而旋转。若旋转电机44θZ驱动,则保持构件441θY(进而,保持构件441θY所保持的平台43)围绕Y轴而旋转。若旋转电机443θZ驱动,则平台43围绕Z轴而旋转。此外,支持框445经由用以降低由设置造形系统1a的地板而来的振动、或者来自造形系统1a内且腔室46外的振动的防振装置而设置于腔室46中,但例如,若来自造形系统1a内且腔室46外的振动可忽略,则亦可设置于造形系统1a与地板之间,于该地板的振动条件良好(低振动)的情形时,防振装置亦可不存在。
若平台43沿着θY轴及θZ轴中的每一者移动(围绕θY轴及θZ轴中的每一者旋转),则相对于照射系统411而言的平台43(进而,平台43所保持的工件W及三维造形物ST中的至少一者)的相对位置改变。更具体而言,若平台43沿着θY轴及θZ轴中的至少一者移动,则相对于照射系统411而言的平台43(进而,平台43所保持的工件W及三维造形物ST中的至少一者)的姿势改变。则相对于来自照射系统411的光EL的射出方向而言的平台43(进而,平台43所保持的工件W及三维造形物ST中的至少一者)的姿势改变。相对于从照射系统411朝向照射区域EA的光EL的轴线而言的平台43(进而,平台43所保持的工件W及三维造形物ST中的至少一者)的姿势改变。
具备此种平台驱动系统44的造形系统1a可通过使用平台驱动系统44,使平台43移动,而使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP相对于造形面CS而移动。具体而言,造形系统1a通过使平台43相对于照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP而移动,从而使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP相对于造形面CS而移动。造形系统1a通过使平台43相对于造形头41而移动,可使照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP相对于造形面CS而移动。因此,第1变形例的造形系统1a可享受与上述造形系统1可享受的效果同样的效果。
此外,上述说明中,平台驱动系统44使平台43沿着θY轴及θZ轴中的每一者而移动。然而,平台驱动系统44亦可沿着θY轴及θZ轴中的至少一者而不使平台43移动。平台驱动系统44除了或代替沿着θY轴及θZ轴中的至少一者,亦可沿着θX轴、X轴、Y轴及Z轴中的至少一者而使平台43移动。
(3-2)第2变形例
继而,对第2变形例进行说明。第2变形例的造形系统1b具有与上述第1变形例的造形系统1a相同的构造。即,造形系统1b具备平台驱动系统44。
进而,造形系统1b于通过第2造形动作而形成三维构造物ST时,以使造形物Su向所需方向成长而形成延伸构造物SP的方式,使用平台驱动系统44来改变相对于光EL而言的平台43的姿势(即,造形面CS的姿势)。具体而言,造形系统1b以使造形物Su向沿着铅直方向且与重力相反的所需方向成长而形成延伸构造物SP的方式,使用平台驱动系统44来变更相对于光EL而言的平台43的姿势。以下,为了便于说明,将沿着铅直方向且与重力相反的所需方向称为「+Z方向」。但,所需方向亦可为与沿着铅直方向且与重力相反的方向不同的方向。
如上所述,造形系统1b可形成向不同的多个方向分别延伸的多个延伸构造物SP的三维构造物ST。于该情形时,造形系统1b亦以使分别构成多个延伸构造物SP的多个造形物Su的每一者向相同的+Z方向成长而形成多个延伸构造物SP的方式,变更相对于光EL而言的平台43的姿势。例如,造形系统1b以可使一个造形物Su向+Z方向成长而形成一个延伸构造物SP,然后,使其他造形物Su向+Z方向成长的方式,变更平台43的姿势,然后,使其他造形物Su向+Z方向成长而形成其他延伸构造物SP。
作为一例,参照图13至图20,对通过第2变形例中的第2造形动作而形成图11所示的三维构造物ST的例进行说明。首先,如图13所示,造形系统1b将与三维构造物ST的一部分相当的延伸构造物SP1形成于形成造形面CS(此处,工作面WS)上。为了形成延伸构造物SP1,首先,造形系统1b以可使构成延伸构造物SP1的造形物Su向+Z方向成长的方式,来控制平台43的姿势。具体而言,由于延伸构造物SP1为向与造形面CS正交的第1方向D1延伸的构造物,故而造形系统1b以造形面CS成为沿着XY平面的面的方式,来变更平台43的姿势。此时,造形系统1b亦可视需要而变更造形头41的位置。然后,造形系统1b使造形物Su向+Z方向成长而形成延伸构造物SP1。具体而言,造形系统1b一边照射光EL,一边相对于平台43而使造形头41向+Z方向移动。此时,造形系统1b亦可维持平台43的姿势。其结果为,相对于造形面CS,照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP向+Z方向移动。因此,造形物Su从造形面CS向+Z方向成长。即,通过从造形面CS向+Z方向成长的造形物Su而形成延伸构造物SP1。换言之,形成从造形面CS向+Z方向延伸的延伸构造物SP1。
然后,造形系统1b以可使构成延伸构造物SP2的造形物Su,向与使构成延伸构造物SP1的造形物Su成长的方向相同的+Z方向成长的方式,来控制平台43的姿势。具体而言,由于延伸构造物SP2为沿着相对于造形面CS而倾斜的第2方向D2延伸的构造物,故而如图14所示,造形系统1b以造形面CS成为相对于XY平面而倾斜的面的方式,变更平台43的姿势。图14所示的例中,造形系统1b以平台43围绕Y轴而旋转的方式,来变更平台43的姿势。此时,造形系统1b亦可视需要而变更造形头41的位置。此处,通过造形头41的材料喷嘴412的造形材料M的供给以及通过照射系统411的光EL的照射亦可于平台43的姿势变更时停止。此外,亦可一边进行通过材料喷嘴412的造形材料M的供给以及通过照射系统411的光EL的照射,一边进行平台43的姿势变更。然后,如图15所示,造形系统1b使造形物Su向+Z方向成长而形成延伸构造物SP2。换言之,造形系统1b使造形物Su向相对于造形面CS而倾斜的第2方向D2成长而形成延伸构造物SP2。具体而言,造形系统1b一边照射光EL,一边相对于平台43而使造形头41向+Z方向(于此情形时,为第2方向D2)移动。此时,造形系统1b亦可维持平台43的姿势。其结果为,相对于已形成完毕的延伸构造物SP1,照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP向+Z方向(于此情形时,为第2方向D2)移动。因此,造形物Su从延伸构造物SP1的端部向+Z方向(于此情形时,为第2方向D2)成长。即,通过从延伸构造物SP1的端部向+Z方向(于此情形时,为第2方向D2)成长的造形物Su而形成延伸构造物SP2。换言之,形成从延伸构造物SP1的端部向+Z方向(于此情形时,为第2方向D2)延伸的延伸构造物SP2。此外,由于造形面CS为相对于XY平面而倾斜的面,故而从延伸构造物SP1的端部向+Z方向延伸的延伸构造物SP2成为向相对于造形面CS而倾斜的第2方向D2延伸的构造物。
然后,造形系统1b以可使构成延伸构造物SP3的造形物Su,向与使构成延伸构造物SP1及SP2的造形物Su成长的方向相同的+Z方向成长的方式,控制平台43的姿势。具体而言,由于延伸构造物SP3为沿着与造形面CS平行的第3方向D3延伸的构造物,故而如图16所示,造形系统1b以造形面CS成为与XY平面正交的面的方式,变更平台43的姿势。图16所示的例中,造形系统1b以平台43围绕Y轴而旋转的方式,变更平台43的姿势。此时,造形系统1b亦可视需要而变更造形头41的位置。此处,通过材料喷嘴412的造形材料M的供给以及通过照射系统411的光EL的照射可于平台43的姿势变更时停止,亦可一边进行通过材料喷嘴412的造形材料M的供给以及通过照射系统411的光EL的照射,一边进行平台43的姿势变更。然后,如图17所示,造形系统1b使造形物Su向+Z方向(于此情形时,为第3方向D3)成长而形成延伸构造物SP3。具体而言,造形系统1b一边照射光EL,一边相对于平台43而使造形头41向+Z方向(于此情形时,为第3方向D3)移动。此时,造形系统1b亦可维持平台43的姿势。其结果为,相对于已形成完毕的延伸构造物SP2,照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP向+Z方向(于此情形时,为第3方向D3)移动。因此,造形物Su从延伸构造物SP2的端部向+Z方向(于此情形时,为第3方向D3)成长。即,通过从延伸构造物SP2的端部向+Z方向(于此情形时,为第3方向D3)成长而成的造形物Su而形成延伸构造物SP3。换言之,形成从延伸构造物SP2的端部向+Z方向(于此情形时,为第3方向D3)延伸的延伸构造物SP3。此外,由于造形面CS为与XY平面正交的面,故而从延伸构造物SP2的端部向+Z方向延伸的延伸构造物SP3成为向与造形面CS平行的第3方向D3延伸的构造物。
然后,造形系统1b以可使构成延伸构造物SP4的造形物Su,向与使构成延伸构造物SP1至SP3的造形物Su成长的方向相同的+Z方向成长的方式,控制平台43的姿势。具体而言,由于延伸构造物SP4为向相对于造形面CS而倾斜的第5方向D5延伸的构造物,故而如图18所示,造形系统1b以造形面CS成为相对于XY平面而倾斜的面的方式,变更平台43的姿势。图18所示的例中,造形系统1b以平台43围绕Y轴而旋转的方式,变更平台43的姿势。此时,造形系统1b亦可视需要而变更造形头41的位置。此处,于平台43的姿势变更时或者造形头41的位置变更时,亦可将通过材料喷嘴412的造形材料M的供给以及通过照射系统411的光EL的照射停止。此外,亦可一边进行通过材料喷嘴412的造形材料M的供给以及通过照射系统411的光EL的照射,一边进行平台43的姿势变更或者造形头41的位置变更。然后,造形系统1b使造形物Su向+Z方向(于此情形时,为第5方向D5)成长而形成延伸构造物SP4。具体而言,造形系统1b一边照射光EL,一边相对于平台43而使造形头41向+Z方向移动。此时,造形系统1b亦可维持平台43的姿势。其结果为,相对于已形成完毕的延伸构造物SP1,照射区域EA、供给区域MA及熔融池MP向+Z方向(于此情形时,为第5方向D5)移动。因此,造形物Su从延伸构造物SP1的端部向+Z方向(于此情形时,为第5方向D5)成长。即,通过从延伸构造物SP1的端部向+Z方向(于此情形时,为第5方向D5)成长而成的造形物Su来形成延伸构造物SP4。换言之,形成从延伸构造物SP1的端部向+Z方向(于此情形时,为第5方向D5)延伸的延伸构造物SP4。此外,由于造形面CS为相对于XY平面而倾斜的面,故而从延伸构造物SP1的端部向+Z方向延伸的延伸构造物SP4成为向相对于造形面CS而倾斜的第5方向D5延伸的构造物。
但,图18所示的例中,若以可使构成延伸构造物SP4的造形物Su向+Z方向成长的方式来变更平台43的姿势,则存在如下可能性:为了形成延伸构造物SP4而照射的光EL由可位于延伸构造物SP4与照射系统411之间的延伸构造物SP3所遮挡。该情形时,造形系统1b亦可以如上所述,消除为了形成各延伸构造物SP而照射的光EL由某些物体遮挡的可能性的方式,以适当的顺序形成多个延伸构造物SP。例如,造形系统1b亦可于延伸构造物SP2的形成后形成延伸构造物SP4,然后形成延伸构造物SP3。
或者,造形系统1b于在形成某个延伸构造物SP的时间点,存在用以形成该延伸构造物SP的光EL由某些物体遮挡的可能性的情形时,例外地,亦可容许使构成该延伸构造物SP的造形物Su向与+Z方向不同的方向成长。即,较使构成某个延伸构造物SP的造形物Su向+Z方向成长而言,造形系统1b亦可优先消除用以形成某个延伸构造物SP的光EL由某些物体遮挡的可能性。于此情形时,例如,如图19所示,造形系统1b亦可以用以形成某个延伸构造物SP的光EL由某些物体遮挡的可能性消失的方式,变更平台43的姿势。即,造形系统1b亦可以用以形成某个延伸构造物SP的光EL由某些物体遮挡的可能性消失的方式,变更光EL与平台43(进而,平台43上的工件W及工件W上的延伸构造物SP等)的位置关系。此时,造形系统1b亦可视需要而变更造形头41的位置。然后,如图20所示,造形系统1b亦可使造形物Su向与+Z方向不同的方向(图20所示的例中,为相对于Z轴方向而倾斜的方向)成长而形成延伸构造物SP4。此外,并不限定于以使第2变形例中所说明的造形物Su向+Z方向成长的方式来形成延伸构造物SP的情形,于存在为了形成某个延伸构造物SP而照射的光EL由某些物体遮挡的可能性的情形时,造形系统1b亦可以用以形成某个延伸构造物SP的光EL由某些物体遮挡的可能性消失的方式,变更平台43的姿势。
以上所说明的第2变形例的造形系统1b可享受与上述造形系统1可享受的效果同样的效果。进而,第2变形例的造形系统1b可通过使造形物Su向+Z方向成长而形成延伸构造物SP。于造形物Su向+Z方向成长的情形时,于造形物Su的朝向+Z方向的表面设定照射区域EA。即,对于工件W,从位于+Z方向的造形头41向-Z方向照射的光EL适当照射至造形物Su中朝向使延伸构造物SP成长的方向的表面MS。进而,于造形物Su向+Z方向成长的情形时,熔融池MP形成于朝向+Z方向的面上。因此,对于工件W,从位于+Z方向的造形头41向Z方向供给的造形材料M适当供给至熔融池MP中。进而,由于熔融池MP形成于朝向+Z方向的面上,故而于熔融池MP中熔融的造形材料M由于重力而从熔融池MP中洒落的可能性减小。因此,造形系统1b可相对适当地形成三维构造物ST。
(3-3)其他变形例
上述说明中,造形系统1通过使造形头41移动,而使照射区域EA相对于造形面CS而移动。然而,造形系统1除了或代替使造形头41移动,亦可通过使光EL偏转,而使照射区域EA相对于造形面CS而移动。于此情形时,照射系统411亦可具备例如可使光EL偏转的光学系统(例如电流镜等)。
上述说明中,造形系统1通过对造形材料M照射光EL,而使造形材料M熔融。然而,造形系统1亦可通过使任意的能量束照射至造形材料M上,而使造形材料M熔融。于此情形时,造形系统1除了或代替照射系统411,亦可具备可照射任意能量束的射束照射装置。任意的能量束并未限定,包含电子束、离子束等带电粒子束或电磁波。又,造形系统1亦可通过将热传递至造形材料M,而使造形材料M熔融。于此情形时,造形系统1除了或代替照射系统411,亦可对造形材料M施加高温气体(一例为火焰)而使造形材料M熔融。
上述说明中,造形系统1可利用激光增厚熔接法来形成造形物。然而,造形系统1亦可利用可由造形材料M来形成造形物的其他方式,而由造形材料M来形成造形物。作为其他方式,例如可列举:粉末烧结积层造形法(SLS:Selective Laser Sintering)等粉末床熔融结合法(Powder Bed Fusion)、结合材喷射法(Binder Jetting)或者激光金属熔合法(LMF:Laser Metal Fusion)。
此外,造形系统1亦可造形出如图21所示的由多个三角形所形成的骨架构造即反式构造体,来作为三维构造物ST的一例。又,造形系统1亦可如图22所示,以延伸构造物SP成为支持材的方式,造形出向与工件W的工作面WS交叉的方向延伸的延伸构造物SP。此时,亦可于延伸构造物SP上造形出构造层SL。此外,于将造形于延伸构造物SP上的构造层SL中最下层的构造层SL(即,最靠近延伸构造物SP侧的构造层SL)进行造形的情形时,造形系统1亦可以该最下层的构造层SL的延伸方向朝向+Z轴方向的反式,改变平台43的姿势来造形。此外,亦可于构造层SL的上侧造形出延伸构造物SP。
上述说明中,造形系统1通过从材料喷嘴412中,向照射系统411照射光EL的照射区域EA供给造形材料M,而形成三维构造物ST。然而,造形系统1亦可不从照射系统411来照射光EL,而通过从材料喷嘴412中供给造形材料M来形成三维构造物ST。例如,造形系统1亦可通过从材料喷嘴412中,对造形面CS吹附造形材料M,而于造形面CS上使造形材料M熔融,并且通过使熔融的造形材料M固化而形成三维构造物ST。例如,造形系统1亦可通过从材料喷嘴412中,以超高速对造形面CS吹附包含造形材料M的气体,而于造形面CS上使造形材料M熔融,并且通过使熔融的造形材料M固化而形成三维构造物ST。例如,造形系统1亦可通过从材料喷嘴412中,对造形面CS吹附经加热的造形材料M,而于造形面CS中使造形材料M熔融,并且通过使熔融的造形材料M固化而形成三维构造物ST。于如上所述,于不从照射系统411照射光EL的情况下形成三维构造物ST的情形时,造形系统1(尤其是造形头41)亦可不具备照射系统411。
上述各实施形态的构成要件的至少一部分可与上述各实施形态的构成要件的至少另外一部分适当组合。上述各实施形态的构成要件中的一部分亦可不使用。又,只要法令容许,则援引上述各实施形态中所引用的全部公开公报以及美国专利的揭示而作为本文的记载的一部分。
本发明并不限定于上述实施例,可于不违反从权利要求以及说明书整体中读取的发明的要旨或思想的范围内适当变更,伴有此种变更的处理装置及处理方法亦包含于本发明的技术性范围内。
附图标号:
1:造形系统
3:材料供给装置
4:造形装置
41:造形头
411:照射系统
412:材料喷嘴
42:头驱动系统
43:平台
7:控制装置
W:工件
WS:工作面
CS:造形面
EL:光
M:造形材料
EA:照射区域
MA:供给区域
MP:熔融池
Su:造形物
SP:延伸构造物
ST:三维构造物

Claims (118)

1.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其向上述能量束的照射位置供给粉体;
对第1物体照射上述能量束而形成面向第1方向的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述粉体而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成面向上述第1方向的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述粉体而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
2.如权利要求1所述的处理装置,其中
利用上述照射装置的上述能量束的照射位置是沿着与将上述第1方向横切的面交叉的轴而移动。
3.如权利要求2所述的处理装置,其中
利用上述供给装置来供给上述粉体的位置是沿着上述轴而移动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的处理装置,其中
于不停止上述能量束的照射的情况下形成上述第1及第2造形物。
5.如权利要求1至4中任一项所述的处理装置,其中
于不停止上述粉体的供给的情况下形成上述第1及第2造形物。
6.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
7.如权利要求6所述的处理装置,其中
形成从上述第1位置延伸的造形物。
8.如权利要求6或7所述的处理装置,其中
对上述第1物体上的上述第1位置照射上述能量束后,使上述照射位置于远离上述第1物体的空间内移动,于上述空间内形成造形物。
9.如权利要求6至8中任一项所述的处理装置,其中
对上述第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成第2造形物。
10.如权利要求9所述的处理装置,其中
上述第1造形物相对于上述第1物体而突出,且上述第2造形物相对于上述第1造形物而突出。
11.如权利要求9或10所述的处理装置,其中
上述第1熔融池朝向第1方向侧,
上述第1造形物形成于上述第1物体的上述第1方向侧,且
上述第2造形物形成于上述第1造形物的上述第1方向侧。
12.如权利要求6至11中任一项所述的处理装置,其中
利用上述供给装置的材料的供给位置从上述第1位置移动至上述第2位置。
13.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
14.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
15.一种处理装置,其具备:
供给装置,其供给材料;以及
照射装置,其对上述材料的供给位置照射能量束;
使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
16.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
17.如权利要求16所述的处理装置,其中
上述第1方向包含沿着铅直方向的方向成分。
18.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
19.如权利要求16至18中任一项所述的处理装置,其中
上述第1方向包含与重力相反的方向成分。
20.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
21.如权利要求16至20中任一项所述的处理装置,其中
上述第1物体形成于第2物体的第2表面上,且
上述第1表面包含与上述第2表面交叉的面。
22.如权利要求21所述的处理装置,其中
一边于上述造形物与上述第2物体之间确保空隙一边形成上述造形物。
23.如权利要求21或22所述的处理装置,其中
形成远离上述第2物体的上述造形物。
24.如权利要求21至23中任一项所述的处理装置,其中
上述第1方向包含沿着上述第2表面的方向成分。
25.如权利要求16至24中任一项所述的处理装置,其中
通过使上述造形物向上述第1方向成长,而形成向上述第1方向延伸的上述造形物。
26.如权利要求16至25中任一项所述的处理装置,其中
通过使上述造形物向上述第1方向成长,而形成以从上述第1物体向上述第1方向突出的方式延伸的上述造形物。
27.如权利要求16至26中任一项所述的处理装置,其中
通过一边照射上述能量束,一边变更上述第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系,而使上述造形物向上述第1方向成长。
28.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
29.如权利要求27或28所述的处理装置,其中
以上述照射位置相对于上述第1表面而向上述第1方向移动的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
30.如权利要求27至29中任一项所述的处理装置,其中
以上述照射位置沿着上述第1方向而远离上述第1表面的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
31.如权利要求27至30中任一项所述的处理装置,其中
以上述照射位置接近已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
32.如权利要求27至31中任一项所述的处理装置,其中
一边变更沿着上述第1表面的第2方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系,一边变更上述第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
33.如权利要求27至31中任一项所述的处理装置,其中
于维持沿着上述第1表面的第2方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系的状态下,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
34.如权利要求16至33中任一项所述的处理装置,其中
通过上述能量束的照射而形成熔融池,形成上述造形物,
通过一边照射上述能量束,一边变更上述第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系,而使上述造形物向上述第1方向成长。
35.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池;以及
供给装置,其对上述照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
36.如权利要求34或35所述的处理装置,其中
以上述熔融池相对于上述第1表面而向上述第1方向移动的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
37.如权利要求34至36中任一项所述的处理装置,其中
以上述熔融池沿着上述第1方向而远离上述第1表面的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
38.如权利要求34至37中任一项所述的处理装置,其中
以于已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面形成上述熔融池的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
39.如权利要求34至38中任一项所述的处理装置,其中
一边变更沿着上述第1表面的第2方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系,一边变更上述第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
40.如权利要求34至38中任一项所述的处理装置,其中
于维持沿着上述第1表面的第2方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系的状态下,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
41.如权利要求16至40中任一项所述的处理装置,其中
通过一边照射上述能量束,一边变更第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系,而使上述造形物向上述第1方向成长。
42.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;以及
供给装置,其配合上述能量束的照射而供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系。
43.如权利要求41或42所述的处理装置,其中
以上述供给位置相对于上述第1表面而向上述第1方向移动的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系。
44.如权利要求41至43中任一项所述的处理装置,其中
以上述供给位置沿着上述第1方向而远离上述第1表面的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系。
45.如权利要求41至44中任一项所述的处理装置,其中
以于已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面上设定上述供给位置的方式,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系。
46.如权利要求41至45中任一项所述的处理装置,其中
一边变更沿着上述第1表面的第2方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系,一边变更上述第1方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系。
47.如权利要求41至45中任一项所述的处理装置,其中
于维持沿着上述第1表面的第2方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系的状态下,变更上述第1方向上的上述第1表面与上述供给位置的位置关系。
48.如权利要求16至47中任一项所述的处理装置,其中
反复进行如下处理:一边照射上述能量束,一边对已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面照射上述能量束,使上述造形物从上述第3表面向上述第1方向成长。
49.如权利要求16至48中任一项所述的处理装置,其中
通过上述能量束的照射而形成熔融池,形成上述造形物,
反复进行如下处理:一边照射上述能量束,一边于已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面上形成上述熔融池,使上述造形物从上述第3表面向上述第1方向成长。
50.如权利要求16至49中任一项所述的处理装置,其中
反复进行如下处理:一边照射上述能量束,一边对已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面供给上述造形材料,使上述造形物从上述第3表面向上述第1方向成长。
51.如权利要求16至50中任一项所述的处理装置,其中
一边照射上述能量束,一边对已形成的上述造形物中的朝向上述第1方向的第3表面,经由与上述第3表面相较分布于上述第1方向侧的空间而供给上述造形材料,形成上述造形物。
52.如权利要求16至51中任一项所述的处理装置,其中
一边照射上述能量束,一边形成上述造形物中的第1部分后,于上述第1部分上继续形成上述造形物中与上述第1部分交叉的第2部分。
53.如权利要求52所述的处理装置,其中
上述第1及第2部分中的至少一者与上述第1表面交叉。
54.如权利要求52或53所述的处理装置,其中
一边照射上述能量束,一边使上述第1部分向上述第1方向成长后,以变更上述能量束与上述第1部分的位置关系而使上述第2部分向上述第1方向成长的方式,变更上述能量束与上述第1部分的位置关系。
55.如权利要求16至54中任一项所述的处理装置,其中
于存在上述照射装置所照射的上述能量束由遮蔽物遮挡的可能性的情形时,变更上述遮蔽物与上述能量束的位置关系。
56.如权利要求55所述的处理装置,其中
以上述能量束不再由上述遮蔽物遮挡的方式,变更上述遮蔽物与上述能量束的位置关系。
57.如权利要求55或56所述的处理装置,其中
上述遮蔽物包含通过上述能量束的照射而形成的上述造形物的至少一部分。
58.如权利要求55至57中任一项所述的处理装置,其中
(i)于若欲使上述造形物向上述第1方向成长,则存在上述能量束由上述遮蔽物遮挡的可能性的情形时,以使上述造形物向与上述第1方向不同的第3方向成长的方式,变更上述遮蔽物与上述能量束的位置关系;(ii)于即便欲使上述造形物向上述第1方向成长,亦不存在上述能量束由上述遮蔽物遮挡的可能性的情形时,使上述造形物向上述第1方向成长。
59.如权利要求55至58中任一项所述的处理装置,其中
于在距上述能量束既定距离以内存在上述遮蔽物的情形时,判定为存在上述能量束由上述遮蔽物遮挡的可能性。
60.如权利要求16至59中任一项所述的处理装置,其中
使上述能量束的照射位置从上述第1物体上的第1位置,移动至远离上述第1物体的第2位置,形成上述造形物。
61.如权利要求16至60中任一项所述的处理装置,其中
对上述第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
62.如权利要求16至61中任一项所述的处理装置,其中
对上述第1物体照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
63.如权利要求16至62中任一项所述的处理装置,其中
使上述材料的供给位置从上述第1物体上的第1位置,移动至远离上述第1物体的第2位置,形成造形物。
64.如权利要求16至63中任一项所述的处理装置,其中
上述造形物是于上述第1方向上延伸的线状的造形物。
65.如权利要求16至64中任一项所述的处理装置,其中
上述造形物从上述第1物体突出。
66.如权利要求16至65中任一项所述的处理装置,其中
上述造形物是以上述造形物的端部远离上述第1表面的方式而成长。
67.如权利要求66所述的处理装置,其中
上述造形物是以上述造形物的上述端部朝向上述第1方向而远离上述第1表面的方式成长。
68.一种处理方法,其包括:
将能量束照射至照射位置;以及
对上述照射位置供给材料;
使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
69.如权利要求68所述的处理方法,其中
形成从上述第1位置延伸的造形物。
70.如权利要求68或69所述的处理方法,其中
对上述第1物体上的上述第1位置照射上述能量束后,使上述照射位置于远离上述第1物体的空间内移动,于上述空间内形成造形物。
71.如权利要求68至70中任一项所述的处理方法,其中
对上述第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成第2造形物。
72.如权利要求68至71中任一项所述的处理方法,其中
上述第1造形物相对于上述第1物体而突出,且上述第2造形物相对于上述第1造形物而突出。
73.如权利要求68至72中任一项所述的处理方法,其中
上述第1熔融池朝向第1方向侧,
上述第1造形物形成于上述第1物体的上述第1方向侧,且
上述第2造形物形成于上述第1造形物的上述第1方向侧。
74.如权利要求68至73中任一项所述的处理方法,其中
上述材料的供给位置从上述第1位置移动至上述第2位置。
75.一种处理方法,其包括:
照射能量束;以及
对上述能量束的照射位置供给材料;
对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
76.一种处理方法,其包括:
照射能量束;以及
对上述能量束的照射位置供给材料;
对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
77.一种处理方法,其包括:
对供给位置供给材料;以及
对上述供给位置照射能量束;
使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
78.一种处理方法,其包括:
照射能量束;以及
对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
79.一种处理方法,其包括:
照射能量束;以及
对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
80.一种处理方法,其包括:
照射能量束;以及
对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
81.一种处理方法,其包括:
照射能量束;以及
对上述能量束的照射位置供给材料;
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述能量束的照射位置的位置关系。
82.一种处理方法,其包括:
照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池;
对上述能量束的照射位置供给材料;以及
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
83.一种处理方法,其包括:
照射能量束;
配合上述能量束的照射而供给材料;以及
于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述造形材料的供给位置的位置关系。
84.如权利要求78至83中任一项所述的处理方法,其中
上述造形物是于上述第1方向上延伸的线状的造形物。
85.如权利要求78至84中任一项所述的处理方法,其中
上述造形物从上述第1物体突出。
86.如权利要求78至85中任一项所述的处理方法,其中
上述造形物是以上述造形物的端部远离上述第1表面的方式而成长。
87.如权利要求86所述的处理方法,其中
上述造形物是以上述造形物的上述端部朝向上述第1方向而远离上述第1表面的方式成长。
88.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
89.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
90.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
91.一种处理装置,其具备:
供给装置,其供给材料;
照射装置,其对上述材料的供给位置照射能量束;以及
接收如下控制信号的接收装置:以使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
92.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
93.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
94.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
95.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其对上述能量束的照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
96.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池;
供给装置,其对上述照射位置供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
97.一种处理装置,其具备:
照射装置,其照射能量束;
供给装置,其配合上述能量束的照射而供给材料;以及
接收如下控制信号的接收装置:以于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系的方式,来控制上述照射装置及上述供给装置中的至少一者。
98.一种计算机程序,其系使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
99.一种计算机程序,其系使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
100.一种计算机程序,其是使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
101.一种计算机程序,其是使对具备供给材料的供给装置、及对上述材料的供给位置照射能量束的照射装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
102.一种计算机程序,其是使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
103.一种计算机程序,其是使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
104.一种计算机程序,其是使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
105.一种计算机程序,其是使对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
106.一种计算机程序,其是使具备照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池的照射装置、及对上述照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
107.一种计算机程序,其是使对具备照射能量束的照射装置、及配合上述能量束的照射而供给材料的供给装置的处理装置进行控制的计算机所执行者,并且
使上述计算机执行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系。
108.一种记录媒体,其记录有如权利要求98至107中任一项所述的计算机程序。
109.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:使上述照射位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
110.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而形成从上述第1物体突出的第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而形成从上述第1造形物突出的第2造形物。
111.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:对第1物体照射上述能量束而形成朝向第1方向侧的第1熔融池,并且于上述第1熔融池中供给上述材料而于上述第1物体的上述第1方向侧形成第1造形物,对上述第1造形物照射上述能量束而形成朝向上述第1方向侧的第2熔融池,并且于上述第2熔融池中供给上述材料而于上述第1造形物的上述第1方向侧形成第2造形物。
112.一种控制装置,其是对具备供给材料的供给装置、及对上述材料的供给位置照射能量束的照射装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:使上述供给位置从第1物体上的第1位置移动至远离上述第1物体的第2位置而形成造形物。
113.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向与上述第1表面交叉的第1方向成长。
114.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含沿着铅直方向的方向成分的第1方向成长。
115.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边使上述造形物向包含与重力相反的方向成分的第1方向成长。
116.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及对上述能量束的照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述照射位置的位置关系。
117.一种控制装置,其是对具备照射能量束而于上述能量束的照射位置形成熔融池的照射装置、及对上述照射位置供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与上述熔融池的位置关系。
118.一种控制装置,其是对具备照射能量束的照射装置、及配合上述能量束的照射而供给材料的供给装置的处理装置进行控制,
其进行如下处理:于对第1物体照射能量束而于上述第1物体的第1表面形成造形物时,一边照射上述能量束,一边变更与上述第1表面交叉的第1方向上的上述第1表面与来自上述供给装置的上述材料的供给位置的位置关系。
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