CN113814410A - 层叠造型方法及层叠造型装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种使用金属粉末在工作台上附加地制造造型物的层叠造型方法。该层叠造型方法具有：金属粉末层形成工序，其将金属粉末供给至工作台上，并形成金属粉末层；熔融工序，其从电磁能量源向金属粉末层照射电磁能量，并使金属粉末层熔融；旋转工序，其使电磁能量源和工作台相对旋转；工作台垂直移动工序，其使工作台相对于电磁能量源相对地垂直移动。从在工作台的大致中央设置的气体喷射口向工作台外侧喷射气体。

Description

层叠造型方法及层叠造型装置

技术领域

本发明涉及一种层叠造型方法及层叠造型装置，特别地涉及一种使用粉末制造造型物的层叠造型方法及层叠造型装置。

背景技术

这样的层叠造型装置的一例在日本特表2005-534543中被公开。在该层叠造型装置中，相对于用于涂敷结构材料的层的材料涂敷设备以及凝固设备，使形成造型物的形成区域可旋转地位移。由此，能够将材料涂敷设备以及凝固设备在形成区域的不同的位置同时使用。即，通过并行地实施材料的涂敷和凝固，提高了制造物体时的生产率。

发明内容

本申请发明人发现了以下问题。

在这样的层叠造型装置中，在使其材料凝固时，产生烟尘。在多数情况下，流入气体并去除烟尘。但是，有时烟尘残留，对造型物的品质产生不良影响。

因此，本申请发明人想到增加气体的流量来抑制烟尘的残留。但是，当增加气体的流量时，在残留了大径的粉末颗粒的状态下，小径的粉末颗粒飞散，因此有时不能够形成造型物中的致密组织。

具体而言，如图12所示，在层叠造型装置900中，气体GF91的入口96和出口97分别设置在工作台95的一端95d侧和另一端95e侧。在工作台95的主面上形成有金属粉末层92。层叠造型装置900向金属粉末层92照射激光L9，并使气体GF91从入口96流向出口97。通过激光L9针对金属粉末层92的照射，产生烟尘F9。

在气体GF91的风量不足的情况下，烟尘F9残留，对造型物的品质产生不良影响。另一方面，在气体GF91的风量充足的情况下，烟尘F9通过气体GF91流向出口97。但是，气体GF91的风速在入口96附近高，但在出口97附近低。因此，在金属粉末层92的一端95d侧，小径的粉末颗粒流动，大径的粉末颗粒残留。因此，在金属粉末层92的一端95d侧，存在造型物的组织变粗的倾向。

本发明能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

本发明的层叠造型方法为使用金属粉末在工作台上附加地制造造型物的层叠造型方法，具有：

金属粉末层形成工序，其将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成金属粉末层；

熔融工序，其从电磁能量源向所述金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融；

旋转工序，其使所述电磁能量源和所述工作台相对旋转；

工作台垂直移动工序，其使所述工作台相对于所述电磁能量源相对地垂直移动，

从在所述工作台的大致中央设置的气体喷射口向所述工作台外侧喷射气体。

根据这样的结构，从形成造型物的工作台的大致中央侧向外侧喷射气体。因此，气体的移动距离缩短，并维持其风速。因此，气体将烟尘排出到工作台的外侧，能够适当地去除烟尘。因此，能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

另外，在所述熔融工序中，

以在所述金属粉末层中所述电磁能量进行照射的照射部位从所述工作台外侧朝向所述工作台中央侧移动的方式，从所述电磁能量源向所述金属粉末层照射所述电磁能量。

根据这样的结构，照射部位朝向从时刻持续产生的烟尘离开的方向移动。因此，烟尘不会阻断电磁能量的照射。因此，能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

另外，所述金属粉末层形成工序与所述熔融工序同时实施。

根据这样的结构，在形成金属粉末层之后，能够立即使其熔融，并且连续地实施该形成及和该熔融。因此，能够提高造型物的造型速度。

另外，所述金属粉末层形成工序与所述工作台垂直移动工序同时实施。

根据这样的结构，在形成金属粉末层之后，立即使其熔融。进一步地，能够在该形成的金属粉末层上进一步生成能够形成下一个金属粉末层的空间。因此，能够进一步提高造型物的造型速度。

另外，所述金属粉末层形成工序、所述熔融工序、所述工作台垂直移动工序同时实施。

根据这样的结构，能够连续地实施金属粉末层的形成、该熔融、下一个金属粉末层能够形成的空间的生成。因此，能够进一步提高造型物的造型速度。

本发明的层叠造型装置为使用金属粉末在工作台上附加地制造造型物的层叠造型装置，具有：

电磁能量源；

驱动源；

气体供给部，其设置在所述工作台的大致中央，

所述电磁能量源向金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融，所述金属粉末层是通过将所述金属粉末供给至所述工作台上而形成的，

所述工作台与所述电磁能量源以能够相对旋转的方式设置，

所述驱动源使所述工作台相对于所述电磁能量源相对地垂直移动，

所述气体供给部具有朝向所述工作台外侧喷射气体的气体喷射口。

根据这样的结构，从形成造型物的工作台的大致中央侧向外侧喷射气体。因此，气体的移动距离缩短，并维持其风速。因此，气体将烟尘排出到工作台的外侧，能够适当地去除烟尘。因此，能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

另外，所述电磁能量源以在所述金属粉末层中所述电磁能量进行照射的照射部位从所述工作台外侧朝向所述工作台中央侧移动的方式，向所述金属粉末层照射所述电磁能量。

根据这样的结构，照射部位朝向从时刻持续产生的烟尘离开的方向移动。因此，烟尘不会阻断电磁能量的照射。因此，能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

还具有刮板，

所述刮板将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成所述金属粉末层，

所述电磁能量源向所述金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融。

根据这样的结构，在形成金属粉末层之后，能够立即使其熔融，并且连续地实施该形成和该熔融。因此，可以提高造型物的造型速度。

还具有刮板，

所述刮板将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成所述金属粉末层，

所述驱动源使所述工作台相对于所述刮板和所述电磁能量源相对地垂直移动。

根据这样的结构，在形成金属粉末层之后，能够立即在该形成的金属粉末层上生成能够进一步形成下一个金属粉末层的空间。因此，能够进一步提高造型物的造型速度。

还具有刮板，

所述刮板将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成所述金属粉末层，

所述电磁能量源向所述金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融，

所述驱动源使所述工作台相对于所述刮板和所述电磁能量源相对地垂直移动。

根据这样的结构，在形成金属粉末层之后，能够立即在该形成的金属粉末层上生成能够进一步形成下一个金属粉末层的空间。因此，能够进一步提高造型物的造型速度。

本发明能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

附图说明

以下，参考附图，说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1是表示实施方式1的层叠造型方法的流程图。

图2是实施方式1的层叠造型装置的一例的剖视图。

图3是实施方式1的层叠造型装置的一例的放大剖视图。

图4是表示实施方式1的层叠造型装置的一具体例的主要部分的立体图。

图5是表示实施方式1的层叠造型装置的一具体例的一个动作的纵剖视图。

图6是表示实施方式1的层叠造型装置的一具体例的一个动作的横剖视图。

图7是表示相对于工作台部位的金属粉末层高度的一具体例的曲线图。

图8是实施方式1的层叠造型装置的一变形例的主要部分的概要图。

图9是实施方式1的层叠造型装置的一变形例的主要部分的另一概要图。

图10是表示实施方式1的层叠造型装置的一例的另一动作的侧视图。

图11是表示实施方式1的层叠造型装置的一例的另一动作的俯视图。

图12是表示本发明要解决的问题的层叠造型装置的概要图。

图13是表示本发明要解决的问题的层叠造型装置的主要部分的概要图。

图14是表示本发明要解决的问题的层叠造型装置的其他主要部分的概要图。

图15是表示本发明要解决的问题的层叠造型装置的另一动作的概要图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明适用本发明的具体实施方式。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，为了明确地进行说明，以下的记载和附图被适当地简化。

(实施方式1)

参照图1，对实施方式1的层叠造型方法进行说明。图1是表示实施方式1的层叠造型方法的流程图。

将金属粉末供给至工作台上，形成金属粉末层(金属粉末层形成工序ST1)。金属粉末例如能够使用刮板、网等供给至工作台上。

接着，使电磁能量源与工作台相对地旋转(工作台旋转移动工序ST2)。具体而言，通过该旋转，金属粉末层从在金属粉末层形成工序ST1中形成了该金属粉末层的工作台的主面上的一个区域移动到激光头的下方的工作台的主面上的另一个区域。

接着，从电磁能量源向金属粉末层照射电磁能量，使金属粉末层熔融(熔融工序ST3)。另外，在本熔融工序ST3中，从工作台的大致中央向工作台外侧喷射气体。当金属粉末层熔融并凝固时，形成造型物的一部分。

接着，使工作台相对于激光头垂直移动(工作台垂直移动工序ST4)。具体而言，使工作台以从激光头离开的方式垂直移动。工作台移动的距离可以与在熔融工序ST3中形成的造型物的一部分的厚度相同。换言之，以在工作台产生能够形成其他的金属粉末层的空间的方式，使工作台垂直移动即可。

另外，工作台旋转移动工序ST2、熔融工序ST3以及工作台垂直移动工序ST4中的至少一个也可以与金属粉末层形成工序ST1同时实施。具体而言，工作台旋转移动工序ST2、熔融工序ST3以及工作台垂直移动工序ST4中的至少一个也可以与金属粉末层形成工序ST1的开始时刻大致同时地开始。工作台旋转移动工序ST2、熔融工序ST3以及工作台垂直移动工序ST4中的至少一个也可以与金属粉末层形成工序ST1的结束时刻大致同时地结束。能够连续地实施各工序，并提高造型物的造型速度。

接着，判断造型物是否完成(完成判断工序ST5)。在判断为造型物未完成的情况下(完成判断工序ST5：否)，返回金属粉末层形成工序ST1。也就是说，重复金属粉末层形成工序ST1～工作台垂直移动工序ST4，直到判断为造型物完成为止。

由此，能够制造造型物。根据这样的结构，从形成造型物的工作台的中央侧向工作台的外侧吹出气体。气体的移动距离缩短，并维持气体的风速。因此，气体使烟尘向工作台的外侧排出，所以能够从工作台适当地去除烟尘。因此，能够抑制基于烟尘的造型物的不良影响。

(层叠造型装置)

接着，参照图2，对在实施方式1的层叠造型方法中能够使用的层叠造型装置的一具体例进行说明。图2是层叠造型装置的一具体例的剖视图。图3是图2所示的层叠造型装置的一具体例的放大剖视图。

另外，不言自明的是，图2及其他附图所示的右手系XYZ坐标是为了便于说明构成要素的位置关系的坐标。通常，Z轴正方向为铅直向上，XY平面为水平面，在图面之间是共通的。

如图2及图3所示，层叠造型装置100具有：基盘1、电机2、螺纹引导件3、外周盖4、工作台5、气体供给部6、刮板7、激光头8、罐9、控制装置10。

基盘1包括底部1a和侧壁部1b。底部1a对电机2进行保持。侧壁部1b从在底部1a中从电机2离开的位置延伸。本实施方式的侧壁部1b是圆筒状体。侧壁部1b具有在从底部1a远离的方向上延伸的槽1c。

电机2从电源(省略图示)被供给电力。螺纹引导件3可旋转地设置在基盘1的侧壁部1b的内侧。螺纹引导件3具有外螺纹部。螺纹引导件3的外螺纹部的螺距例如可以与金属粉末P1的平均粒径和刮板7的张数N的乘积大致相同。电机2利用该电力，向螺纹引导件3施加驱动力，使螺纹引导件3绕轴旋转。电机2根据从控制装置10取得的控制信号，向螺纹引导件3施加驱动力。

外周盖4具有主体4a和底部4b。主体4a是圆筒状体。该圆筒状体可以具有与螺纹引导件3的轴相同的轴。底部4b封闭主体4a的下端。主体4a的上端为开口。在主体4a的外周面设置有滑动引导件4c。滑动引导件4c可滑动移动地插入槽1c内。外周盖4经由滑动引导件4c设置在基盘1的侧壁部1b的内侧，并能够沿槽1c移动。在主体4a的内周面，设置有气体排出孔4d。底部4b包括与螺纹引导件3的外螺纹部螺合的内螺纹部4e。

工作台5设置在外周盖4的内侧，可旋转地支承在螺纹引导件3的另一端。工作台5能够保持金属粉末层P2。另外，工作台5能够保持通过金属粉末层P2的一部分熔融凝固而形成的造型物AM1和金属粉末层P2的剩余部分。工作台5相对于外周盖4可旋转地设置。也可以为了使金属粉末层P2不进入工作台5和主体4a之间，使工作台5与主体4a紧贴。

气体供给部6是具有气体喷射口6a的筒状体。气体供给部6设置在主体4a的内侧，具体而言为在工作台5的大致中央的上方(在此为Z轴正侧)。本实施方式1的气体供给部6在与螺纹引导件3的轴相同的轴上延伸。气体供给部6从气体供给源(省略图示)供给气体。

气体供给部6经由气体喷射口6a将该被供给的气体供给至工作台5上。具体而言，如图3所示，使气体GF1从气体喷射口6a喷射，从工作台5的大致中央向工作台5外侧流动。气体GF1只要是能够去除从金属粉末层P2产生的烟尘的气体即可，例如是空气、惰性气体。到达工作台5外侧的气体穿过气体排出孔4d，向外周盖4的外部排出。气体供给部6可以根据来自控制装置10的控制信号，改变气体GF1的风量、供给停止时机。

此外，气体排出孔4d只要在外周盖4的主体4a的内周面上的工作台5的上方开口即可。另外，气体排出孔4d优选与气体供给部6的气体喷射口6a相向。另外，气体排出孔4d与气体通路4f可流通气体地连接。气体通路4f从气体排出孔4d绕外周盖4的主体4a的外周面一周地与朝外周盖4的外部的开口(省略图示)连接。

刮板7是从气体供给部6向工作台5外侧延伸的板状体。层叠造型装置100也可以具有多个刮板7。刮板7在从上方观察时从工作台5的大致中央向工作台5外侧延伸。刮板7以绕气体供给部6可旋转的方式设置。刮板7包含中空区域，以使金属粉末P1能够流通。刮板7经由金属粉末P1能够流通的管(省略图示)等与罐9连接。刮板7从罐9被供给金属粉末P1。金属粉末P1例如能够通过重力下落而从罐9穿过刮板7供给到工作台5。刮板7具有开口部7a，从开口部7a向工作台5上供给金属粉末P1。金属粉末P1供给到工作台5上，形成金属粉末层P2。

激光头8设置在外周盖4的内侧且工作台5的上方。激光头8可以与刮板7相邻。层叠造型装置100也可以具有多个激光头8，也可以具有与刮板7的相同数量。激光头8向金属粉末层P2照射激光L1。金属粉末层P2受到激光L1的照射而熔融凝固，由此形成造型物AM1。另外，也可以设置电磁能量源来代替激光头8。电磁能量源只要能够照射可使金属粉末层P2熔融的电磁能量即可。电磁能量例如是激光、电子束。激光头8根据来自控制装置10的控制信号，向金属粉末层P2的各部位照射激光L1，以形成规定形状的造型物AM1。

罐9储存金属粉末P1。金属粉末P1只要是由作为层叠造型方法可利用的金属材料构成的粉末即可。这样的金属材料例如是铁、铝、钛、镍、铜或它们的合金。罐9例如是一端9a被封闭，另一端9b开口的筒状体。金属粉末P1穿过另一端9b的开口被供给。罐9经由金属粉末P1能够流通的管(省略图示)等与刮板7连接。

控制装置10向层叠造型装置100的各结构发送控制信号，根据该控制信号控制层叠造型装置100的各结构。层叠造型装置100的各结构例如为电机2、气体供给部6、激光头8。控制装置10能够使用计算机作为硬件结构。具体而言，控制装置10也可以具有控制装置、中央处理运算装置、存储了各种程序的存储介质、用户能够输入输出的接口等。控制装置读入存储在存储介质中的各种程序，中央处理运算装置根据各种程序进行执行。

另外，在控制装置10等具有的存储介质中记录的程序能够使用各种类型的非临时性的计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)来存储，并供给至计算机。非临时性计算机可读介质包括具有各种类型的实体的记录介质(tangible storagemedium)。非临时性计算机可读介质的示例包括磁性记录介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、闪存ROM、RAM(random access memory))。此外，程序还可以通过各种类型的临时计算机可读介质(transitory computer readable medium)而供给至计算机。临时计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。临时计算机可读介质能够通过电线和光纤等有线通信线路或无线通信线路向计算机供给程序。

(层叠造型装置的一具体例)

接着，参照图4～图7，对实施方式1的层叠造型装置的一具体例进行说明。图4是表示实施方式1的层叠造型装置的一具体例的主要部分的立体图。图5是表示图4所示的层叠造型装置的一具体例的一个动作的纵剖视图。图6是表示图4及图5所示的层叠造型装置的一具体例的一个动作的横剖视图。图7是表示相对于工作台部位的金属粉末层高度的一具体例的曲线图。在图4～图6中，为了容易理解，省略了阴影线的图示。另外，在图6中，为了容易理解，将工作台5图示为小于图2及图5所示的大小。

如图4所示，本实施方式1的气体供给部6设置在主体4a的内侧的大致中央。另外，本实施方式1的层叠造型装置100具有四张刮板71、72、73、74。刮板71～74分别从气体供给部6向四个方向延伸。刮板71～74正交。另外，层叠造型装置100具有的刮板7的张数N并不限定于4张，也可以是1张、2张、3张或5张以上。随着该刮板7的张数N的增多，造型物AM1的造型速度提高。刮板71～74彼此之间可以具有能够设置图2所示的激光头8的空间。

如图6所示，本实施方式1的层叠造型装置100具有四个激光头8。当从上方观察时，该四个激光头8与刮板71～74在工作台5的旋转方向(朝向图6的顺时针方向)上交替配置。具体而言，该四个激光头8分别设置在与刮板71～74相邻的位置。关于相邻的刮板71和激光头8的组，可以在工作台5的旋转方向上以刮板71、激光头8的顺序进行排列。相邻的刮板72和激光头8的组、相邻的刮板73和激光头8的组以及刮板74和激光头8的组可以与相邻的刮板71和激光头8的组同样地排列。

如上所述，外周盖4的内螺纹部4e与螺纹引导件3的外螺纹部螺合。外周盖4经由滑动引导件4c而设置在基盘1的侧壁部1b的内侧，并能够沿槽1c移动。

如图5所示，电机2向螺纹引导件3施加驱动力，使螺纹引导件3绕轴旋转。这样一来，内螺纹部4e受到沿着螺纹引导件3的轴向(在此为Z轴方向)的力以及绕螺纹引导件3的轴旋转的方向的力。滑动引导件4c被槽1c限制，外周盖4几乎不旋转。另一方面，外周盖4受到朝向螺纹引导件3的轴向的力而移动。外周盖4能够相对于基盘1的底部1a接近或远离。

另外，工作台5通过螺纹引导件3的绕轴的旋转而绕螺纹引导件3的轴旋转。这样一来，如图6所示，工作台5相对于刮板71～74和激光头8进行旋转。如上所述，工作台5支承金属粉末层P2和造型物AM1。另外，本实施方式1的气体供给部6与螺纹引导件3的轴设置在同一轴上。因此，随着工作台5的旋转，金属粉末层P2和造型物AM1绕气体供给部6旋转。

在此，使用上述实施方式1的层叠造型方法的一具体例制造了金属粉末层P2的一具体例。关于该金属粉末层P2的一具体例，在图7中示出了相对于工作台5的金属粉末层高度。在此，金属粉末层P2中的粉末的平均粒径为50μm。平均粒径能够通过激光衍射和/或散射法计算。另外，图7所示的颗粒是概略表示的颗粒，金属粉末层P2中的粉末具有规定的粒径分布。另外，螺纹引导件3的外螺纹部的螺距与金属粉末P1的平均粒径和刮板7的张数N的乘积大致相同。

如图7所示，通过刮板74，从工作台部位270°到360°形成一层。通过刮板73，从工作台部位180°到360°形成一层。通过刮板72，从工作台部位90°到360°形成一层。通过刮板71，从工作台部位0°到360°形成一层。通过刮板71～74，共计形成了四层。也就是说，该形成的四层相当于螺纹引导件3的一个螺距。当进一步进行金属粉末层P2的形成时，在基于刮板74的一层之上进一步形成一层。

(效果的示例)

接着，参照图8、图9、图13～图15，对本实施方式1的层叠造型方法的效果的示例进行说明。图8是实施方式1的层叠造型装置的一变形例的主要部分的概要图。图9是图8所示的层叠造型装置的主要部分的其他的概要图。图13是表示本发明要解决的问题的层叠造型装置的主要部分的概要图。图14是表示图13所示的层叠造型装置的其他的主要部分的概要图。图15是表示本发明要解决的问题的层叠造型装置的一个动作的概要图。

(造型精度)

图8所示的层叠造型装置101是图2所示的层叠造型装置100的一个变形例。层叠造型装置101除了具有激光头81和激光头82之外，具有与层叠造型装置100相同的结构。激光头81和82具有与图2所示的激光头8相同的结构。

激光头81设置在工作台5的大致中央5a到外缘5b之间且工作台5的上方。激光头82设置在工作台5的大致中央5a到外缘5c之间且工作台5的上方。激光头81、82都是图2所示的激光头8的一例。激光头81、82向金属粉末层P2照射激光L1、L1。激光L1与金属粉末层P2交叉而成的角度是激光L1的入射角度θ1。入射角度θ1在激光L1的照射中根据造型的造型物的形状而适当地变化。在入射角度θ1为最大的情况下，是激光L1的焦距LD1和照射直径D1b、D1c。

接着，如图13所示，是本发明要解决的问题的层叠造型装置901。层叠造型装置901具有的激光头98位于工作台95的大致中央95a的上方。激光头98向金属粉末层P92照射激光L9。激光L9与金属粉末层P92的交叉角度为激光L9的入射角度θ91。在入射角度θ91为最大的情况下，为激光L9的焦距LD9和照射直径D91。

在此，图8所示的焦距LD1与图13所示的焦距LD9相比而较小。此外，图8所示的入射角θ1与图13所示的入射角θ91相比而较小。由此，图8所示的照射直径D1与图13所示的照射直径D91相比而较小。因此，照射直径D1的能量密度分布的方差与照射直径D91的能量密度分布的方差相比而较小。因此，照射直径D1中的熔融的进行程度与照射直径D91中的熔融的进行程度相比，与照射部位对应的变化小且均匀。

另外，当激光头81、82设置在处于工作台5的主面上且从中央5a朝向外缘5b的直线上的造型物AM1的上方时，能够抑制激光L1的入射角度θ1的增大。由此，能够抑制能量密度分布的分散，并抑制照射直径D1中的熔融的进行程度的变化。

(填充率)

如图9所示，气体供给部6设置在工作台5的大致中央5a。气体排出孔4d设置在工作台5的外侧。气体供给部6位于与气体排出孔4d之间，具体而言为大致中点。气体供给部6穿过气体喷射口6a供给气体GF1、GF2，气体GF1、GF2分别穿过气体排出孔4d向外周盖4的外侧被排出。气体GF1的移动距离LG1与从工作台5的大致中央5a到工作台5的外缘5b的距离相同。同样地，气体GF2的移动距离LG2与从工作台5的大致中央5a到工作台5的外缘5c的距离相同。

接着，如图14所示，是本发明要解决的问题的层叠造型装置901。如图14所示，气体GF91的入口96设置在工作台95的一端95b。气体排出孔94d设置在工作台95的另一端95c。气体GF91的入口96供给气体GF91，气体GF91穿过气体排出孔94d向外周盖94的外侧排出。气体GF91的移动距离LG91与从工作台95的一端95b到另一端95c的距离相同。

从工作台95的一端95b到另一端95c的距离与从图9所示的工作台5的外缘5b到外缘5c的距离相同。气体GF1、GF2的移动距离LG1、LG2与气体GF91的移动距离LG91相比而较短，是移动距离LG91的一半左右。因此，气体GF1、GF2穿过气体排出孔4d，将烟尘的大致全部向外周盖4外侧运送而不在外周盖4内侧残留。也就是说，气体GF1、GF2能够适当地去除烟尘。另外，由于不需要提高气体GF1、GF2的风力，所以在金属粉末层P2中小径的粉末颗粒飞散，几乎不会残留大径的粉末颗粒。因此，造型物能够维持致密组织。

(层叠造型方法的一个具体例)

接着，参照图1～图6、图10以及图11，对实施方式1的层叠造型方法的一具体例进行说明。图10是表示实施方式1的层叠造型装置的一例的另一动作的侧视图。图11是表示图1所示的层叠造型装置的一例的另一动作的俯视图。

在金属粉末层形成工序ST1中，使用刮板7将金属粉末P1供给到工作台5上，形成金属粉末层P2。金属粉末层P2位于刮板7下方的工作台5主面上的一个区域。

接着，在工作台旋转移动工序ST2中，相对于刮板7和激光头8而使工作台5旋转。具体而言，在金属粉末层形成工序ST1中形成的金属粉末层P2从刮板7下方的工作台5主面上的一个区域移动到激光头8下方的工作台5主面上的另一个区域。

接着，在熔融工序ST3中，从激光头8向金属粉末层P2照射激光L1，使金属粉末层P2熔融。通过金属粉末层P2在熔融之后进行凝固，形成造型物AM1的至少一部分。另外，在金属粉末层P2的熔融期间，从设置在工作台5的大致中央的气体喷射口6a向工作台5外侧喷射气体。

在熔融工序ST3中，如图10所示，以在金属粉末层P2中激光L1进行照射的照射部位从工作台5的外缘5b侧向工作台5的中央5a侧移动的方式，从激光头8向金属粉末层P2照射激光L1。具体而言，通过使激光头8的姿态变化，使在金属粉末层P2中激光L1进行照射的照射部位从工作台5外侧向工作台5中央侧移动。该激光L1进行照射的照射部位与造型物AM1的一个部位AM11、AM12、AM13、AM14对应，并以该顺序移动。在造型物的一个部位AM11中，产生烟尘F11。同样地，在造型物的一个部位AM12中，产生烟尘F12，在造型物的一个部位AM13中，产生烟尘F13，在造型物的一个部位AM14中，产生烟尘F14。烟尘F11、F12、F13、F14以该顺序产生。

然后，在停止了激光L1的照射的状态下，使激光头8的姿态返回。这样一来，激光头8再次成为能够照射工作台5外侧的姿态，或者移动到能够照射的位置。

重复上述激光L1的照射、其停止以及激光头8的姿态变化。例如，如图11所示，以在金属粉末层P2中激光L1进行照射的照射部位沿着轨迹R1移动的方式，从激光头8向金属粉末层P2照射激光L1。之后，在停止激光L1的照射的状态下，以激光L1的照射轴与金属粉末层P2的交点沿着轨迹R2移动的方式，改变激光头8的姿态。

接着，在工作台垂直移动工序ST4中，相对于刮板7和激光头8而使工作台5垂直移动。具体而言，使刮板7和激光头8上升，并从工作台5离开。刮板7与激光头8上升的距离可以与金属粉末层P2或造型物AM1的厚度相同。另外，也可以适当地以激光头8和金属粉末层P2的距离成为固定的方式，使刮板7和激光头8上升。

接着，判断造型物AM1是否已完成(完成判断工序ST5)。在判断为造型物AM1未完成的情况下(完成判断工序ST5：否)，返回金属粉末层形成工序ST1。也就是说，重复金属粉末层形成工序ST1～工作台垂直移动工序ST4，直到判断为造型物AM1完成为止。

上述的金属粉末层形成工序ST1～工作台垂直移动工序ST4能够在大致同时开始之后大致同时结束。

由此，能够制造造型物AM1。

根据这样的层叠造型方法，在形成造型物AM1的期间，从工作台5的中央侧向外侧吹出气体。气体的移动距离缩短，能够使气体猛烈地流动。因此，气体将烟尘排出到工作台5的外侧，所以能够适当地去除烟尘。因此，能够抑制基于烟尘的造型物AM1的品质的影响。

另外，在本实施方式1的层叠造型方法的一具体例中，也可以在熔融工序ST3中以在金属粉末层P2中激光L1进行照射的照射部位从工作台5外侧向工作台5中央侧移动的方式，从激光头8向金属粉末层P2照射激光L1。由此，照射部位从工作台5外侧向工作台5中央侧移动。烟尘由于气体而从工作台5的中央侧向外侧流动，因此照射部位朝向离开烟尘的方向移动。因此，烟尘不会阻断电磁能量的照射。因此，能够进一步抑制基于烟尘的造型物AM1的品质的影响。

另外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离主旨的范围内进行适当改变。另外，本发明也可以适当组合实施上述实施方式、其一例。另外，在上述实施方式1的层叠造型方法的一具体例中，在工作台旋转移动工序ST2中，相对于刮板7和激光头8而使工作台5旋转，但也可以相对于工作台5而使刮板7和激光头8旋转。另外，在上述实施方式1的层叠造型方法的一具体例中，在金属粉末层形成工序ST1中，使用刮板7将金属粉末P1供给到工作台5上，但也可以使用网(省略图示)将金属粉末P1供给到工作台5上。具体而言，层叠造型装置100具有网来代替刮板7。该网具有金属粉末P1能够流通的网眼。该网经由管道(省略图示)等连接，从罐9被供给金属粉末P1。金属粉末P1例如能够通过重力下落而从罐9经由该网向工作台5供给。

Claims (10)

1.一种层叠造型方法，其为使用金属粉末在工作台上附加地制造造型物的层叠造型方法，具有：

金属粉末层形成工序，其将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成金属粉末层；

熔融工序，其从电磁能量源向所述金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融；

旋转工序，其使所述电磁能量源与所述工作台相对旋转；

工作台垂直移动工序，其使所述工作台相对于所述电磁能量源相对地垂直移动，

从在所述工作台的大致中央设置的气体喷射口向所述工作台外侧喷射气体。

2.根据权利要求1所述的层叠造型方法，其特征在于，

在所述熔融工序中，

以在所述金属粉末层中所述电磁能量进行照射的照射部位从所述工作台外侧朝向所述工作台中央侧移动的方式，从所述电磁能量源向所述金属粉末层照射所述电磁能量。

3.根据权利要求1或2所述的层叠造型方法，其特征在于，

所述金属粉末层形成工序与所述熔融工序同时实施。

4.根据权利要求1或2所述的层叠造型方法，其特征在于，

所述金属粉末层形成工序与所述工作台垂直移动工序同时实施。

5.根据权利要求1或2所述的层叠造型方法，其特征在于，

所述金属粉末层形成工序、所述熔融工序、所述工作台垂直移动工序同时实施。

6.一种层叠造型装置，其为使用金属粉末在工作台上附加地制造造型物的层叠造型装置，具有：

电磁能量源；

驱动源；

气体供给部，其设置在所述工作台的大致中央，

所述电磁能量源向金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融，所述金属粉末层是通过将所述金属粉末供给至所述工作台上而形成的，

所述工作台与所述电磁能量源以能够相对旋转的方式设置，

所述驱动源使所述工作台相对于所述电磁能量源相对地垂直移动，

所述气体供给部具有朝向所述工作台外侧喷射气体的气体喷射口。

7.根据权利要求6所述的层叠造型装置，其特征在于，

所述电磁能量源以在所述金属粉末层中所述电磁能量进行照射的照射部位从所述工作台外侧朝向所述工作台中央侧移动的方式，向所述金属粉末层照射所述电磁能量。

8.根据权利要求6或7所述的层叠造型装置，其特征在于，

还具有刮板，

所述刮板将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成所述金属粉末层，

所述电磁能量源向所述金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融。

9.根据权利要求6或7所述的层叠造型装置，其特征在于，

还具有刮板，

所述刮板将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成所述金属粉末层，

所述驱动源使所述工作台相对于所述刮板和所述电磁能量源相对地垂直移动。

10.根据权利要求6或7所述的层叠造型装置，其特征在于，

还具有刮板，

所述刮板将所述金属粉末供给至所述工作台上，并形成所述金属粉末层，

所述电磁能量源向所述金属粉末层照射电磁能量，并使所述金属粉末层熔融，

所述驱动源使所述工作台相对于所述刮板和所述电磁能量源相对地垂直移动。

Images