CN117355408A - 造型装置及造型方法 - Google Patents

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志岐文香
中山凌
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Abstract

本发明的造型装置将第1位置作为射束的照射位置,照射射束,造型第1造型物,且将第1造型物的第2位置作为射束的照射位置,对第1造型物照射射束,造型第2造型物,由此造型出第1构造层。造型装置进而将第1构造层的第3位置作为射束的照射位置,对第1构造层照射射束,造型第3造型物,且将第3造型物的第4位置作为射束的照射位置,对第3造型物照射射束,造型第4造型物,由此造型出第2构造层。第1位置与第2位置的距离及第3位置与第4位置的距离中的至少一者比第2位置与第3位置的距离短。结果,造型装置造型出包含第1及第2构造层且相对于光轴方向倾斜的构造物。

Description

造型装置及造型方法
技术领域
本发明例如涉及能够造型构造物的造型装置及造型方法的技术领域。
背景技术
专利文献1中记载了能够造型构造物的造型装置的一例。在这种造型装置中,如何得当地造型构造物成为技术课题。
先前技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2014/0197576号说明书
发明内容
根据第1样态,提供一种造型装置,包含:造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且所述造型控制部以将第1位置作为所述能量束的照射位置,照射能量束,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1造型物照射所述能量束,造型第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且以将所述第1构造层的第3位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1构造层照射所述能量束,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置,对所述第3造型物照射所述能量束,造型第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且以所述第1位置与所述第2位置的沿着所述光学系统的光轴方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述光轴方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述光轴方向的距离短的方式,控制所述造型部;且以所述第1位置与所述第2位置的沿着和所述光轴方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部;且以造型出至少包含所述第1构造层及所述第2构造层且相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
根据第2样态,提供一种造型装置,包含:造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且所述造型控制部能够根据用户的输入,切换第1动作模式与第2动作模式,所述第1动作模式用来造型包含相对于重力方向以第1角度交叉的倾斜面的第1构造物,所述第2动作模式用来造型包含相对于所述重力方向以第2角度交叉的倾斜面的第2构造物。
根据第3样态,提供一种造型装置,包含:造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且所述造型控制部以沿着与所述光学系统的光轴方向交叉的交叉面内的扫描方向,将第1位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第1造型物,沿着所述交叉面内的扫描方向,将第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且以将所述第1造型物的至少一部分的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第3造型物,将所述第2造型物的至少一部分的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且以所述第1造型物及所述第2造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型,所述第3造型物及所述第4造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型的方式,控制所述造型部;且以通过形成至少包含所述第1构造层及所述第2构造层的构造层而造型出相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
本发明的作用及其它优点由以下所说明的实施方式被明确。
附图说明
图1是表示本实施方式的造型装置的系统构成的框图。
图2是表示本实施方式的造型装置的构造的剖视图。
图3是表示本实施方式的造型装置的构造的剖视图。
图4(a)至图4(e)各自是表示向工件上的某区域照射造型光且供给造型材料时的情况的剖视图。
图5(a)及图5(b)各自是表示造型光的照射目标位置的剖视图。
图6(a)及图6(b)各自是表示造型光的照射目标位置的剖视图。
图7(a)至图7(c)各自是表示造型三维构造物的过程的剖视图。
图8(a)是表示倾斜构造物的一例的立体图,图8(b)是表示倾斜构造物的一例的剖视图。
图9(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图9(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图10(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图10(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图11是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图12(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图12(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图13是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图14(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图14(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图15(a)至图15(b)各自是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图16(a)至图16(c)各自是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图17(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图17(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图18(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图18(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图19(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图19(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图20(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图21(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图21(a)是表示倾斜构造物的一例的立体图,图21(b)是表示倾斜构造物的一例的剖视图。
图22(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图22(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图23(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图23(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图24(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图24(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图25(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图25(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图26(a)是表示倾斜构造物的一例的立体图,图26(b)是表示倾斜构造物的一例的剖视图。
图27(a)及图27(b)各自是表示倾斜面相对于重力方向的倾斜角度的剖视图。
图28是表示第1动作模式及第2动作模式的条形图。
图29是表示第1动作模式及第2动作模式的条形图。
图30是表示第1动作模式及第2动作模式的条形图。
图31是表示第1动作模式及第2动作模式的条形图。
图32是表示第1动作模式及第2动作模式的条形图。
图33(a)是表示厚板状的倾斜构造物的一例的立体图,图33(b)是表示厚板状的倾斜构造物的一例的剖视图。
图34是表示构成厚板状的倾斜构造物的构造层的俯视图。
图35是表示构成厚板状的倾斜构造物的构造层的俯视图。
图36(a)是表示外壁面及内壁面两者均成为倾斜面的厚板状的倾斜构造物的一例的立体图,图36(b)是表示外壁面及内壁面两者均成为倾斜面的厚板状的倾斜构造物的一例的剖视图。
图37是表示构成外壁面及内壁面两者均成为倾斜面的厚板状的倾斜构造物的构造层的俯视图。
图38(a)是表示具备以沿着扫描方向倾倒的方式倾斜的倾斜面的倾斜构造物的一例的立体图,图38(b)是表示具备以沿着扫描方向倾倒的方式倾斜的倾斜面的倾斜构造物的一例的剖视图。
图39(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图39(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图40(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图40(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图41(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图41(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图42(a)是表示倾斜构造物的一例的立体图,图42(b)是表示倾斜构造物的一例的剖视图。
图43是表示空隙构造物的一例的剖视图。
图44是表示造型空隙构造物的一工序的剖视图。
图45是表示造型空隙构造物的一工序的剖视图。
图46是表示造型空隙构造物的一工序的剖视图。
图47是表示造型空隙构造物的一工序的剖视图。
图48(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图48(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图49(a)是表示造型倾斜构造物的一工序的立体图,图49(b)是表示造型倾斜构造物的一工序的剖视图。
图50是表示旋转的载台的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图,对造型装置及造型方法的实施方式进行说明。以下,采用能够对作为物体的一例的工件W进行加工的造型装置SYS来说明造型装置及造型方法的实施方式。尤其是,下面采用进行基于激光堆焊法(LMD:Laser Metal Deposition,激光金属沉积法)的附加加工的造型装置SYS来说明造型装置及造型方法的实施方式。基于激光堆焊法的附加加工是通过利用造型光EL(即,具有光形态的能量束)将供给到工件W的造型材料M熔融,而造型与工件W一体化或能够与工件W分离的造型物的附加加工。但造型装置SYS也可以进行基于与激光堆焊法不同的方法的附加加工。或者,造型装置SYS也可以进行与附加加工不同的任意加工(例如,去除加工)。
此外,激光堆焊法(LMD)也可以称为直接金属沉积法、定向能量沉积法、激光熔覆法、激光工程化净成型法、直接光制造法、激光固结法、形状沉积制造法、送丝激光沉积法、通气焊丝法、激光粉末熔融法、激光金属成形法、选择性激光粉末重熔法、激光直接铸造法、激光粉末沉积法、激光增材制造法、激光快速成形法。
另外,以下说明中,使用由相互正交的X轴、Y轴及Z轴定义的XYZ正交坐标系,对构成造型装置SYS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轴方向分别为水平方向(即,水平面内的既定方向),Z轴方向为铅直方向(即,与水平面正交的方向,实质上为上下方向)。另外,将绕着X轴、Y轴及Z轴的旋转方向分别称为θX方向、θY方向及θZ方向。此处,也可以使Z轴方向为重力方向。另外,也可以使XY平面为水平方向。
(1)造型装置SYS的构造
首先,参照图1至图3,对本实施方式的造型装置SYS的构造进行说明。图1是表示本实施方式的造型装置SYS的系统构成的系统构成图。图2及图3分别是示意性表示本实施方式的造型装置SYS的构造的剖视图。
造型装置SYS能够对工件W进行附加加工。造型装置SYS能够通过对工件W进行附加加工,而造型出与工件W一体化(或者,能够分离)的造型物。该情况下,对工件W进行的附加加工相当于将与工件W一体化(或者,能够分离)的造型物附加到工件W的加工。此外,本实施方式中的造型物可以表示造型装置SYS所造型的任意物体。例如,作为造型物的一例,造型装置SYS可以造型三维构造物(即,在三维方向中的任一方向上均具有大小的三维的构造物,立体物,换言之,在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上具有大小的构造物)ST。
工件W为下述载台31的情况下,造型装置SYS能够对载台31进行附加加工。工件W为载置在载台31的物体即载置物的情况下,造型装置SYS能够对载置物进行附加加工。载置在载台31的载置物也可以为造型装置SYS所造型出的其它三维构造物ST(即,既存构造物)。此外,图1示出了工件W为由载台31保持的既存构造物的例子。另外,下面即采用工件W为由载台31保持的既存构造物的例子继续进行说明。
工件W也可以为存在缺损部位的需修理品。该情况下,造型装置SYS也可以通过进行造型用来修补缺损部位的造型物的附加加工,而进行修补需修理品的修补加工。即,造型装置SYS所进行的附加加工也可以包括将用来修补缺损部位的造型物附加到工件W的附加加工。
如上所述,造型装置SYS能够进行基于激光堆焊法的附加加工。即,造型装置SYS也可以说是使用积层造型技术来造型物体的3D打印机。此外,积层造型技术也可以称为快速原型法(Rapid Prototyping)、快速制造法(Rapid Manufacturing)或增材制造法(Additive Manufacturing)。
造型装置SYS通过使用造型光EL加工造型材料M而进行附加加工。造型材料M是可以通过既定强度以上的造型光EL的照射而熔融的材料。作为这种造型材料M,例如可以使用金属性材料及树脂性材料中的至少一者。但也可以使用与金属性材料及树脂性材料不同的其它材料作为造型材料M。造型材料M是粉状或粒状的材料。即,造型材料M为粉粒体。但造型材料M也可以不为粉粒体。例如,也可以使用丝线状造型材料及气体状造型材料中的至少一者作为造型材料M。
为了进行附加加工,造型装置SYS如图1至图3所示,具备材料供给源1、造型单元2、载台单元3、测量装置4、光源5、气体供给源6及控制装置7。造型单元2及载台单元3可以收容在壳体8的内部空间。
材料供给源1向造型单元2供给造型材料M。材料供给源1是以向造型单元2供给为了进行附加加工从而每单位时间所需的分量的造型材料M的方式,供给与该所需分量相应的希望量的造型材料M。
造型单元2加工从材料供给源1供给来的造型材料M而造型造型物。为了造型造型物,造型单元2具备造型头21及头驱动系统22。此外,造型头21也可以称为“造型部”。进而,造型头21具备射束照射部211及材料喷嘴(即,供给造型材料M的供给系统)212。此外,图1至图3所示的例子中,造型头21具备单个材料喷嘴212,但造型头21也可以具备多个材料喷嘴212。
射束照射部211对工件W照射造型光EL。射束照射部211为了对工件W照射造型光EL,而具备照射光学系统2111。照射光学系统2111是用来射出造型光EL的光学系统(例如,聚光光学系统)。具体来说,照射光学系统2111经由光纤或光导管等光传输部件51而与发出造型光EL的光源5光学连接。照射光学系统2111射出经由光传输部件51从光源5传送来的造型光EL。照射光学系统2111从照射光学系统2111朝向下方(即,-Z侧)照射造型光EL。在照射光学系统2111的下方配置有载台31。在载台31载置有工件W的情况下,照射光学系统2111向工件W照射作为能量束的造型光EL。具体来说,照射光学系统2111能够向作为被射出造型光EL的区域而设定在工件W上或工件W附近(或者,设定在下述造型面MS上或造型面MS附近)的照射目标位置EP射出造型光EL。进而,在控制装置7的控制下,照射光学系统2111的状态能够在向照射目标位置EP射出造型光EL的状态与不向照射目标位置EP射出造型光EL的状态之间切换。此外,从照射光学系统2111射出的造型光EL的方向并不限定于正下方(即,与-Z轴方向一致),例如也可以为相对于Z轴倾斜既定角度的方向。
在材料喷嘴212形成有供给出口214。材料喷嘴212从供给出口214供给(例如,射出、喷射、喷出或吹送)造型材料M。因此,材料喷嘴212也可以称为材料供给部。材料喷嘴212经由供给管11及混合装置12而与作为造型材料M的供给源的材料供给源1物理连接。材料喷嘴212经由供给管11及混合装置12而供给从材料供给源1供给来的造型材料M。材料喷嘴212也可以经由供给管11而压送从材料供给源1供给来的造型材料M。即,来自材料供给源1的造型材料M与搬送用气体(即,压送气体,例如氮气或氩气等惰性气体)也可以在混合装置12中混合后经由供给管11而压送到材料喷嘴212。结果,材料喷嘴212供给造型材料M,同时一并供给搬送用气体。作为搬送用气体,例如使用从气体供给源6供给来的冲洗气体。但也可以使用从与气体供给源6不同的气体供给源供给来的气体作为搬送用气体。此外,图1中材料喷嘴212被绘制成管状,但材料喷嘴212的形状并不限定于该形状。材料喷嘴212从材料喷嘴212朝向下方(即,-Z侧)供给造型材料M。在材料喷嘴212的下方配置有载台31。在载台31搭载有工件W的情况下,材料喷嘴212向工件W或工件W附近供给造型材料M。此外,从材料喷嘴212供给来的造型材料M的行进方向是相对于Z轴方向倾斜既定角度(作为一例,为锐角)的方向,但也可以为-Z侧(即,正下方)。
本实施方式中,材料喷嘴212向会被照射来自照射光学系统2111的造型光EL的部位供给造型材料M。例如,材料喷嘴212可以向会被照射光学系统2111射出造型光EL的照射目标位置EP供给造型材料M。例如,材料喷嘴212也可以向会被照射光学系统2111实际照射造型光EL的实际照射位置AP(参照下述图6(a)及图6(b))供给造型材料M。例如,材料喷嘴212还可以向通过从照射光学系统2111射出的造型光EL而形成的熔融池MP(参照下述图4等)供给造型材料M。但材料喷嘴212也可以不向熔融池MP供给造型材料M。例如,造型装置SYS也可以在来自材料喷嘴212的造型材料M到达工件W之前,利用造型光EL熔融该造型材料M,使熔融的造型材料M附着于工件W。
头驱动系统22使造型头21移动。头驱动系统22使造型头21沿着例如X轴、Y轴、Z轴、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一者移动。图2至图3所示的例子中,头驱动系统22使造型头21分别沿着X轴、Y轴及Z轴移动。该情况下,头驱动系统22可以具备头驱动系统22X、头驱动系统22Y及头驱动系统22Z。头驱动系统22X使造型头21沿着X轴移动。头驱动系统22Y使造型头21沿着Y轴移动。头驱动系统22Z使造型头21沿着Z轴移动。
头驱动系统22Y具备:Y导引部件221Y,与经由空气弹簧等抗振装置而设置在壳体8的底面(或者,配置在壳体8的底面的压盘)的支撑框224连接,且沿着Y轴延伸;Y滑动部件222Y,可以沿着Y导引部件221Y移动;及未图示的马达,使Y滑动部件222Y移动。头驱动系统22X具备:X导引部件221X,连接于Y滑动部件222Y,且沿着X轴延伸;X滑动部件222X,可以沿着X导引部件221X移动;及未图示的马达,使X滑动部件222X移动。头驱动系统22Z具备:Z导引部件221Z,连接于X滑动部件222X,且沿着Z轴延伸;Z滑动部件222Z,可以沿着Z导引部件221Z移动;及未图示的马达,使Z滑动部件222Z移动。在Z滑动部件222Z连接有造型头21。若Y滑动部件222Y沿着Y导引部件221Y移动,则连接于Y滑动部件222Y的造型头21经由头驱动系统22X及22Z而沿着Y轴移动。若X滑动部件222X沿着X导引部件221X移动,则连接于X滑动部件222X的造型头21经由头驱动系统22Z而沿着X轴移动。若Z滑动部件222Z沿着Z导引部件221Z移动,则连接于Z滑动部件222Z的造型头21沿着Z轴移动。
若头驱动系统22使造型头21移动,则造型头21分别与载台31及载置在载台31的工件W的相对位置改变。因此,头驱动系统22也可以作为用来变更造型头21分别与载台31及工件W的相对位置关系的位置变更装置发挥功能。进而,若造型头21分别与载台31及工件W的相对位置改变,则照射目标位置EP(进而,熔融池MP)相对于工件W而相对地移动。因此,也可以看成是:头驱动系统22作为用来使照射目标位置EP移动的移动装置发挥功能。
载台单元3具备载台31及载台驱动系统32。
在载台31载置作为物体的工件W。具体来说,在作为载台31的上表面的至少一部分的载置面311载置工件W。通常,载置面311是沿着XY平面的面,工件W的表面WS也是沿着XY平面的面。载台31能够支撑载置在载台31的工件W。载台31也可以能够保持载置在载台31的工件W。该情况下,载台31为了保持工件W,可以具备机械夹盘、静电夹盘及真空吸附夹盘等中的至少一者。或者,载台31也可以不能保持载置在载台31的工件W。该情况下,工件W也可以不使用夹具地载置在载台31。所述照射光学系统2111在载台31上载置有工件W的期间的至少一部分时段内射出造型光EL。进而,所述材料喷嘴212在载台31上载置有工件W的期间的至少一部分时段内供给造型材料M。
本实施方式中,载台31包含载台31θX及载台31θZ。载台31包含载台31θX及载台31θZ的目的在于,如下文详细所述,通过下述载台驱动系统32使载台31分别沿着θX方向及θZ方向移动。工件W载置在载台31θZ。因此,载台31θZ的上表面的至少一部分作为供载置工件W的载置面311来使用。载台31θX如下所述,可以通过载台驱动系统32沿着θX方向移动(即,可以绕沿着X轴的旋转轴旋转)。载台31θZ以可随着载台31θX的旋转,与载台31θX一起绕沿着X轴的旋转轴旋转的方式,配置在载台31θX上所形成的凹部。载台31θZ如下所述,以可与载台31θX的旋转无关地,通过载台驱动系统32沿着θZ方向移动(即,可以绕沿着Z轴的旋转轴旋转)的方式,配置在载台31θX上所形成的凹部。此外,载台31的构成并不限定于图2及图3所示的构成。作为一例,载台31θZ也可以不配置在载台31θX上所形成的凹部。
载台驱动系统32使载台31移动。载台驱动系统32使载台31沿着例如X轴、Y轴、Z轴、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一者移动。此外,使载台31沿着θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一者移动的动作与通过使载台31绕沿着X轴的旋转轴、沿着Y轴的旋转轴、及沿着Z轴的旋转轴中的至少一者旋转,而变更载台31相对于造型头21的姿势(进而,载置在载台31的工件W的姿势)的动作等效。因此,载台驱动系统32也可以称为姿势变更装置。图2至图3所示的例子中,载台驱动系统32使载台31分别沿着θX方向及θZ方向移动。即,载台驱动系统32使载台31绕沿着X轴的旋转轴旋转,且使载台31绕沿着Z轴的旋转轴旋转。该情况下,载台驱动系统32可以具备载台驱动系统32θX及载台驱动系统32θZ。载台驱动系统32θX使载台31(尤其是载台31θX)绕沿着X轴的旋转轴旋转。载台驱动系统32θZ使载台31(尤其是载台31θZ)绕沿着Z轴的旋转轴旋转。载台驱动系统32θX具备:一对旋转轴321θX,可旋转地分别与经由空气弹簧等抗振装置而设置在壳体8的底面(或者,配置在壳体8的底面的压盘)的一对支撑框323连接;及马达322θX,是使一对旋转轴321θX绕沿着X轴的旋转轴旋转的驱动装置。一对旋转轴321θX沿着X轴方向延伸。一对旋转轴321θX以沿着X轴方向夹住载台31θX的方式,连接于载台31θX。载台驱动系统32θZ具备:旋转轴321θZ,沿着Z轴方向延伸,且与载台31θZ的底面(具体来说,与载台31θX对向的面)连接;及马达322θZ,使旋转轴321θZ绕沿着Z轴的旋转轴旋转。若一对旋转轴321θX旋转,则载台31θX绕沿着X轴的旋转轴旋转。结果,载台31θX所支撑的载台31θZ(进而,载台31θZ所支撑的工件W)也绕沿着X轴的旋转轴旋转。若旋转轴321θZ旋转,则载台31θZ(进而,载台31θZ所支撑的工件W)也绕沿着Z轴的旋转轴旋转。此外,图2及图3所示的载台31具有载台31θX被支撑框323从两侧支撑的两端固定构造。但载台31也可以具有载台31θX被支撑框323从单侧支撑的一端固定构造。
若载台驱动系统32使载台31移动,则造型头21分别与载台31及载置在载台31的工件W的相对位置改变。因此,载台驱动系统32也可以作为用来变更造型头21分别与载台31及工件W的相对位置关系的位置变更装置发挥功能。进而,若造型头21分别与载台31及工件W的相对位置改变,则照射目标位置EP(进而,熔融池MP)相对于工件W而相对地移动。因此,也可以看成是:载台驱动系统32作为用来使照射目标位置EP移动的移动装置发挥功能。
使载台31绕着旋转轴旋转的动作实质上也可以看成与变更载台31的姿势(例如,变更载台31相对于造型头21的相对姿势)的动作等效。因此,载台驱动系统32通过变更载台31相对于造型头21的相对姿势,也可以作为用来变更造型头21分别与载台31及工件W的相对位置关系的位置变更装置发挥功能。
光源5射出例如红外光、可见光及紫外光中的至少一者作为造型光EL。但也可以使用其它种类的光作为造型光EL。造型光EL也可以包含多个脉冲光(即,多个脉冲束)。造型光EL可以为激光。该情况下,光源5可以包含激光光源(例如,激光二极管(LD:Laser Diode))等半导体激光器。作为激光光源,可以为光纤激光器、CO2激光器、YAG激光器、准分子激光器等。但造型光EL也可以不为激光。光源5也可以包含任意光源(例如,LED(Light EmittingDiode)及放电灯等中的至少一者)。
气体供给源6是用来冲洗壳体8的内部空间的冲洗气体的供给源。冲洗气体包括惰性气体。作为惰性气体的一例,例举氮气或氩气。气体供给源6经由将气体供给源6与壳体8连接的供给管61而向壳体8的内部空间供给冲洗气体。结果,壳体8的内部空间成为被冲洗气体冲洗过的空间。此外,气体供给源6可以为储存有氮气或氩气等惰性气体的储气罐。惰性气体为氮气的情况下,气体供给源6也可以为以大气为原料而产生氮气的氮气产生装置。
如上所述,材料喷嘴212供给造型材料M,同时一并供给冲洗气体的情况下,气体供给源6也可以向被供给来自材料供给源1的造型材料M的混合装置12供给冲洗气体。具体来说,气体供给源6也可以经由将气体供给源6与混合装置12连接的供给管62而连接于混合装置12。结果,气体供给源6经由供给管62而向混合装置12供给冲洗气体。该情况下,来自材料供给源1的造型材料M也可以通过经由供给管62从气体供给源6供给来的冲洗气体,从供给管11内穿过而向材料喷嘴212供给(具体为压送)。即,气体供给源6也可以经由供给管62、混合装置12及供给管11而连接于材料喷嘴212。该情况下,材料喷嘴212从供给出口214供给造型材料M,同时一并供给用来压送造型材料M的冲洗气体。
控制装置7控制造型装置SYS的动作。控制装置7通过控制造型装置SYS的动作,而控制三维构造物ST的造型。结果,造型装置SYS在控制装置7的控制下,通过对工件W进行附加加工而造型三维构造物ST。因此,控制装置7也可以称为造型控制部。具体来说,例如,控制装置7能以对工件W进行附加加工的方式,控制造型装置SYS所具备的造型单元2(例如,造型头21及头驱动系统22中的至少一者)。例如,控制装置7也能以对工件W进行附加加工的方式,控制造型装置SYS所具备的载台单元3(例如,载台驱动系统32)。
控制装置7例如可以具备运算装置及存储装置。运算装置例如可以包含CPU(Central Processing Unit)及GPU(Graphics Processing Unit)中的至少一者。存储装置例如可以包含存储器。控制装置7通过运算装置执行计算机程序而作为控制造型装置SYS的动作的装置发挥功能。该计算机程序是用来使运算装置进行(即,执行)控制装置7所应进行的下述动作的计算机程序。即,该计算机程序是用来使控制装置7发挥功能,以让造型装置SYS进行下述动作的计算机程序。运算装置所执行的计算机程序可以记录在控制装置7所具备的存储装置(即,记录媒体)中,也可以记录在内置于控制装置7或能够外设于控制装置7的任意存储媒体(例如,硬盘或半导体存储器)中。或者,运算装置也可以经由网络接口而从控制装置7的外部装置下载所应执行的计算机程序。
控制装置7可以控制射束照射部211射出造型光EL的射出样态。射出样态例如可以包含造型光EL的强度及造型光EL的射出时序中的至少一者。造型光EL包含多个脉冲光的情况下,射出样态例如也可以包含脉冲光的发光时间、脉冲光的发光周期、及脉冲光的发光时间的长度与脉冲光的发光周期的比(所谓的工作比)中的至少一者。进而,控制装置7也可以控制头驱动系统22移动造型头21的移动样态。控制装置7还可以控制载台驱动系统32移动载台31的移动样态。移动样态例如可以包含移动量、移动速度、移动方向及移动时序(移动时期)中的至少一者。进而,控制装置7也可以控制材料喷嘴212供给造型材料M的供给样态。供给样态例如可以包含供给量(尤其是每单位时间的供给量)及供给时序(供给时期)中的至少一者。
控制装置7也可以不设置在造型装置SYS的内部。例如,控制装置7也可以作为服务器等设置在造型装置SYS之外。该情况下,控制装置7与造型装置SYS可以通过有线及/或无线的网络(或者,数据总线及/或通信线路)而连接。作为有线网络,例如可以使用采用IEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及USB中的至少一者所代表的串行总线方式接口的网络。作为有线网络,也可以使用采用并行总线方式接口的网络。作为有线网络,还可以使用采用10BASE-T、100BASE-TX及1000BASE-T中的至少一者所代表的以太网(注册商标)标准接口的网络。作为无线网络,可以使用采用电波的网络。作为采用电波的网络的一例,例举IEEE802.1x标准的网络(例如,无线LAN及Bluetooth(注册商标)中的至少一者)。作为无线网络,也可以使用采用红外线的网络。作为无线网络,还可以使用采用光通信的网络。该情况下,控制装置7与造型装置SYS能以可经由网络而收发各种信息的方式构成。另外,控制装置7也可以能够经由网络而向造型装置SYS发送指令及控制参数等信息。造型装置SYS可以具备经由所述网络而接收来自控制装置7的指令及控制参数等信息的接收装置。造型装置SYS也可以具备经由所述网络而向控制装置7发送指令及控制参数等信息的发送装置(即,向控制装置7输出信息的输出装置)。或者,也可以为执行控制装置7所进行的处理中的一部分的第1控制装置设置在造型装置SYS的内部,而执行控制装置7所进行的处理中的其它部分的第2控制装置设置在造型装置SYS的外部。
控制装置7内可以安装有能够通过运算装置执行计算机程序而利用机械学习来搭建的运算模型。作为能够利用机械学习来搭建的运算模型的一例,例如例举包含神经网络的运算模型(所谓的人工智能(AI:Artificial Intelligence))。该情况下,运算模型的学习可以包括神经网络参数(例如,权重及偏差中的至少一者)的学习。控制装置7可以使用运算模型,控制造型装置SYS的动作。即,控制造型装置SYS的动作的动作可以包含使用运算模型控制造型装置SYS的动作的动作。此外,控制装置7内也可以安装有通过使用教导数据的线上机械学习而搭建完成的运算模型。另外,控制装置7中安装的运算模型可以在控制装置7上通过线上机械学习被更新。或者,控制装置7也可以除了控制装置7中安装的运算模型以外进而使用控制装置7外部的装置(即,设置在造型装置SYS的外部的装置中安装的运算模型,或使用上述控制装置7外部的装置中安装的运算模型来取代上述控制装置7中安装的运算模型,控制造型装置SYS的动作)。
此外,作为记录控制装置7所执行的计算机程序的记录媒体,可以使用CD-ROM、CD-R、CD-RW、软盘、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及Blu-ray(注册商标)等光盘、磁带等磁媒体、磁光盘、USB存储器等半导体存储器、及其它能够储存程序的任意媒体中的至少一者。记录媒体中也可以包括能够记录计算机程序的设备(例如,使计算机程序呈能以软件及固件等中的至少一者的形态来执行的状态安装在其中的通用设备或专用设备)。进而,计算机程序中包含的各处理及功能可以由通过控制装置7(即,计算机)执行计算机程序而在控制装置7内实现的逻辑处理区块来达成,也可以由控制装置7所具备的既定的栅极阵列(FPGA、ASIC)等硬件来达成,还可以采用逻辑处理区块与实现硬件的一部分要素的部分硬件模块混合存在的形式来达成。
(2)造型装置SYS的动作
接下来,对造型装置SYS的动作进行说明。
(2-1)附加加工的基本动作
首先说明造型装置SYS对工件W进行的附加加工的基本动作。对工件W进行的附加加工相当于以将与工件W一体化(或者,能够分离)的造型物附加到工件W的方式造型造型物的动作。以下,为了便于说明,对造型作为具有希望形状的造型物的三维构造物ST的附加加工进行说明。如上所述,造型装置SYS通过进行基于激光堆焊法的附加加工,而造型三维构造物ST。因此,造型装置SYS可以通过进行依据激光堆焊法的既存的附加加工,而造型三维构造物ST。以下,简单地对使用激光堆焊法造型三维构造物ST的动作的一例进行说明。
造型装置SYS基于所应造型的三维构造物ST的三维模型数据(例如,CAD(ComputerAided Design)数据)等,在工件W上造型三维构造物ST。作为三维模型数据,可以使用由设置在造型装置SYS内的未图示的测量装置、及与造型装置SYS分开设置的三维形状测量器中的至少一者所测量出的立体物的测量数据。造型装置SYS为了造型三维构造物ST,而依次造型例如沿着Z轴方向排列的多个层状的部分构造物(以下,称为“构造层”)SL。例如,造型装置SYS基于通过沿着Z轴方向将三维构造物ST的三维模型切成圆片而获得的多个层的数据,逐层依次造型多个构造层SL。结果,造型出作为多个构造层SL积层而成的积层构造体的三维构造物ST。此外,构造层SL可以未必是具有层状形状的造型物。以下,对通过逐层依次造型多个构造层SL而造型三维构造物ST的动作流程进行说明。
首先,参照图4(a)至图4(e),对造型各构造层SL的动作进行说明。造型装置SYS在控制装置7的控制下,以在工件W或造型完毕的构造层SL(或者,任意造型物,以下同样如此)的第1希望位置设定照射目标位置EP的方式,使造型头21及载台31中的至少一者移动。之后,造型装置SYS从照射光学系统2111向照射目标位置EP射出造型光EL。结果,如图4(a)所示,造型装置SYS对相当于工件W的表面或造型完毕的构造层SL的表面的造型面MS上的第2希望位置照射造型光EL。此外,由于造型面MS被照射造型光EL,因此典型的情况是,造型面MS成为与射出造型光EL的照射光学系统2111的光轴AX交叉的面(例如,沿着XY平面的面)。
此处,使用图5(a)至图5(b)及图6(a)至图6(b),对照射目标位置EP进行说明。照射目标位置EP是应该被照射来自射束照射部211的造型光EL的位置。如图5(a)所示,照射目标位置EP可以表示应该聚集来自射束照射部211的造型光EL的位置。即,照射目标位置EP可以表示来自射束照射部211的造型光EL的最佳聚焦部分(即,造型光EL最集中的部分)CP应该处于的位置。该情况下,照射目标位置EP也可以称为聚光目标位置。或者,如图5(b)所示,照射目标位置EP也可以表示与来自射束照射部211的造型光EL的最佳聚焦部分不同的部分应该处于的位置。即,照射目标位置EP也可以表示来自射束照射部211的造型光EL中散焦量成为希望量的部分应该处于的位置。此外,照射目标位置EP包括与照射光学系统2111的光轴AX交叉的面内的位置(例如,XY平面内的位置)、及光轴AX的方向上的位置(例如,Z方向的位置)两者。以下说明中,为了便于说明,对照射目标位置EP为应该聚集来自射束照射部211的造型光EL的位置的例子进行说明。
控制装置7如图6(a)所示,可以将照射目标位置EP设定在相当于工件W的表面或造型完毕的构造层SL的表面的造型面MS上。即,控制装置7如图6(a)所示,可以将照射目标位置EP设定在造型面MS上的位置。例如,工件W的表面包含造型面MS的情况下,控制装置7可以将照射目标位置EP设定在工件W的表面。例如,构造层SL的表面包含造型面MS的情况下,控制装置7可以将照射目标位置EP设定在构造层SL的表面。如上所述,射束照射部211对造型面MS照射造型光EL。因此,照射目标位置EP设定在造型面MS上的情况下,造型面MS上实际被照射造型光EL的实际照射位置AP可以与照射目标位置EP一致。
控制装置7如图6(b)所示,也可以将照射目标位置EP设定在表面成为造型面MS的工件W或造型完毕的构造层SL的内部。即,控制装置7也可以将照射目标位置EP设定在表面成为造型面MS的工件W或造型完毕的构造层SL的内部的位置。照射目标位置EP设定在工件W或造型完毕的构造层SL的内部的情况下,造型光EL会被工件W、造型完毕的构造层SL或熔融池MP遮住(例如,被吸收、反射或散射),因此造型光EL有可能不到达照射目标位置EP。即,虽然射束照射部211向照射目标位置EP射出了造型光EL,但造型光EL有可能实际不被照射到照射目标位置EP。该情况下,造型面MS上实际被照射造型光EL的实际照射位置AP也可以与照射目标位置EP不一致。例如,实际照射位置AP也可以位于沿着照射光学系统2111的光轴AX延伸的光轴方向(图6(b)所示的例子中为Z轴方向)偏离照射目标位置EP的位置。具体来说,实际照射位置AP也可以位于包含光轴AX与造型面MS的交点的造型面MS上的区域。但造型光EL到达了照射目标位置EP的情况下,实际照射位置AP也可以与照射目标位置EP一致。
考虑到照射目标位置EP与实际照射位置AP的位置关系能够按照一定规则被规定,因此设定照射目标位置EP的动作实质上也可以看成与设定实际照射位置AP的动作等效。下述供设定照射目标位置EP的位置的相关条件实质上也可以看成与供设定实际照射位置AP的位置的相关条件等效。
如此,在工件W或造型完毕的构造层SL的第1希望位置设定照射目标位置EP的动作可以包含以下两个动作中的至少一者:在相当于工件W的表面或造型完毕的构造层SL的表面的造型面MS上的位置设定照射目标位置EP;及在表面成为造型面MS的工件W或造型完毕的构造层SL的内部的位置设定照射目标位置EP。
再次参照图4(a),若对造型面MS照射造型光EL,则在被照射造型光EL的造型面MS上的包含实际照射位置AP的区域形成熔融池(即,被造型光EL熔融的金属等的蓄池)MP。进而,造型装置SYS在控制装置7的控制下,从材料喷嘴212供给造型材料M。结果,造型材料M供给到熔融池MP。供给到熔融池MP的造型材料M被照射到熔融池MP的造型光EL熔融。或者,从材料喷嘴212供给来的造型材料M也可以在到达熔融池MP之前便被造型光EL熔融,熔融的造型材料M被供给到熔融池MP。之后,若随着造型头21及载台31中的至少一者的移动,熔融池MP不再被照射造型光EL,则在熔融池MP中熔融的造型材料M冷却而固化(即,凝固)。结果,如图4(c)所示,由固化的造型材料M构成的造型物堆积在造型面MS上。
造型装置SYS一面如图4(d)所示,相对于造型面MS使造型头21沿着X轴方向及Y轴方向中的至少一者移动,一面反复进行一系列造型处理,该一系列造型处理包括通过这种造型光EL的照射而形成熔融池MP、向熔融池MP供给造型材料M、将供给来的造型材料M熔融、及使熔融的造型材料M固化。这时,造型装置SYS对造型面MS上希望造型造型物的区域照射造型光EL,但不对造型面MS上不欲造型造型物的区域照射造型光EL。即,造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS沿着既定的移动轨迹移动,一面根据希望造型造型物的区域的分布样态,在适当时序对造型面MS照射造型光EL。结果,熔融池MP也沿着与照射目标位置EP的移动轨迹相应的移动轨迹,在造型面MS上移动。具体来说,熔融池MP在造型面MS上,依次形成在沿着照射目标位置EP的移动轨迹的区域中被照射造型光EL的部分。结果,如图4(e)所示,在造型面MS上造型出构造层SL,该构造层SL相当于作为熔融后固化的造型材料M的集合体的造型物。即,以与熔融池MP的移动轨迹相应的图案,造型出相当于造型在造型面MS上的造型物的集合体的构造层SL(即,俯视下具有与熔融池MP的移动轨迹相应的形状的构造层SL)。此外,照射目标位置EP设定在不欲造型造型物的区域的情况下,造型装置SYS可以对照射目标位置EP照射造型光EL,并且停止造型材料M的供给。另外,照射目标位置EP设定在不欲造型造型物的区域的情况下,造型装置SYS也可以向照射目标位置EP供给造型材料M,并且对照射目标位置EP照射强度不至于使熔融池MP出现的造型光EL。
造型装置SYS在控制装置7的控制下,基于三维模型数据,反复进行用来造型这种构造层SL的动作。具体来说,首先,控制装置7在进行用来造型构造层SL的动作之前,将三维模型数据以积层间距进行切片处理而创建切片数据。造型装置SYS基于与构造层SL#1对应的切片数据,进行用来在相当于工件W的表面的造型面MS上造型第1层构造层SL#1的动作。具体来说,控制装置7基于与构造层SL#1对应的切片数据,产生用来以造型第1层构造层SL#1的方式控制造型单元2及载台单元3的加工控制信息。加工控制信息例如可以包含加工路径信息,该加工路径信息包含表示造型光EL的照射目标位置EP的移动轨迹(例如,相对于造型面MS的移动轨迹)的加工路径。之后,控制装置7基于加工控制信息,以造型第1层构造层SL#1的方式控制造型单元2及载台单元3。结果,如图7(a)所示,在造型面MS上造型出构造层SL#1。此外,造型装置SYS也可以在开始附加加工之前,预先产生加工控制信息。该情况下,控制装置7也可以不产生加工控制信息,而是取得预先产生的加工控制信息,基于所取得的加工控制信息,以造型构造层SL的方式控制造型单元2及载台单元3。之后,造型装置SYS在将构造层SL#1的表面(即,上表面)设定为新的造型面MS的基础上,在该新的造型面MS上造型第2层构造层SL#2。为了造型构造层SL#2,控制装置7首先以造型头21相对于载台31沿着Z轴移动的方式,控制头驱动系统22及载台驱动系统32中的至少一者。具体来说,控制装置7控制头驱动系统22及载台驱动系统32中的至少一者,以照射目标位置EP设定在构造层SL#1的表面(即,新的造型面MS)或构造层SL#1的内部的方式,使造型头21朝向+Z侧移动及/或使载台31朝向-Z侧移动。之后,造型装置SYS在控制装置7的控制下,通过与造型构造层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,在构造层SL#1上造型构造层SL#2。结果,如图7(b)所示,造型出构造层SL#2。以后,反复进行相同的动作,直到造型出构成应该造型在工件W上的三维构造物ST的所有构造层SL为止。结果,如图7(c)所示,通过多个构造层SL积层而成的积层构造物,造型出三维构造物ST。
(2-2)具备倾斜面SS的三维构造物ST的造型动作
本实施方式中,造型装置SYS可以在控制装置7的控制下,对工件W进行所述附加加工,由此造型出具备倾斜面SS的三维构造物ST。以后说明中,为了便于说明,将包含倾斜面SS的三维构造物ST称为“倾斜构造物SST”。图8(a)及图8(b)中示出了倾斜构造物SST的一例。图8(a)是表示倾斜构造物SST的一例的立体图,图8(b)是表示倾斜构造物SST的一例的剖视图。如图8(a)及图8(b)所示,倾斜面SS可以包含相对于工件W的表面WS(图8(a)及图8(b)所示的例子中为沿着XY平面的面)倾斜的面。如图8(a)及图8(b)所示,倾斜面SS也可以包含相对于工件W的表面WS的法线(图8(a)及图8(b)所示的例子中为沿着Z轴方向延伸的线)倾斜的面。如图8(a)及图8(b)所示,倾斜面SS可以包含相对于工件W的表面WS倾斜的面。倾斜面SS也可以包含相对于Z轴方向(即,重力方向)倾斜的面。由于照射光学系统2111的光轴AX是平行于Z轴的轴,因此倾斜面SS也可以包含相对于照射光学系统2111的光轴AX延伸的光轴方向倾斜的面。倾斜面SS可以包含与工件W的表面WS之间形成空间的面。倾斜面SS也可以包含其下方成为空间的面。
图8(a)及图8(b)示出了倾斜构造物SST为具备朝向+Z侧的倾斜面SS#1、及朝向-Z侧的倾斜面SS#2作为倾斜面SS的薄板状的构造物的例子。倾斜面SS#1及SS#2各自具有随着从工件W的表面WS与倾斜构造物SST的连接部C向上方(具体为+Z侧)远离,而沿着厚度方向(具体为Y轴方向)远离连接部C的形状。此外,本实施方式中,方便起见,将倾斜面SS从延自连接部C的工件W的表面WS的法线N远离的方向(即,倾斜面ss倾倒的方向)称为倾倒方向。图8(a)及图8(b)所示的例子中,工件W的表面WS的法线N沿着Z轴方向延伸,倾斜面SS沿着Y轴方向远离法线N,因此Y轴方向成为倾倒方向。典型的情况是,倾倒方向成为与光轴方向交叉的方向。因此,倾倒方向也可以称为交叉方向。但倾斜构造物SST的形状并不限定于图8(a)及图8(b)所示的例子。此外,倾斜构造物SST的倾斜面SS#1及SS#2各自的斜率也可以随着从工件W的表面WS远离而变化。
造型倾斜构造物SST的情况下也同样地,造型装置SYS通过依次造型沿着Z轴方向积层的多个构造层SL(即,使多个构造层SL沿着Z轴方向积层),而造型包含多个构造层SL的倾斜构造物SST。但造型装置SYS造型倾斜构造物SST的情况下,造型装置SYS为了造型构成三维构造物ST的多个构造层ST中的每一者,也可以在造型出一造型物之后,至少造型另一造型物。即,造型装置SYS为了造型各构造层ST,也可以在进行用来造型一造型物的图4(a)至图4(e)所示的一系列造型处理之后,至少进行用来造型另一造型物的图4(a)至图4(e)所示的一系列造型处理。该情况下,如下文详细所述,与为了造型各构造层ST而造型一造型物但不造型另一造型物的情况相比,能够得当地造型出倾斜构造物SST。
以下,进而对用来造型倾斜构造物SST的造型动作的具体例进行说明。此外,下面对用来造型图8(a)及图8(b)所示的倾斜构造物SST的造型动作进行说明。造型装置SYS也可以通过进行与以下所说明的造型动作相同的动作,而造型具有与图8(a)及图8(b)所示的倾斜构造物SST不同的形状的其它倾斜构造物SST。另外,如上所述,造型装置SYS在控制装置7的控制下造型倾斜构造物SST。因此,以下造型动作的说明实质上也可以看成与控制装置7控制造型装置SYS来造型倾斜构造物SST的动作的说明等效。
(2-2-1)用来造型倾斜构造物SST的第1造型动作
首先,对用来在工件W造型倾斜构造物SST的造型动作的第1具体例(第1造型动作)进行说明。如上所述,造型倾斜构造物SST的情况下,造型装置SYS为了在造型面MS造型各构造层SL,而在造型出一造型物之后,至少造型另一造型物。尤其是,造型装置SYS于在造型面MS的一位置设定照射目标位置EP的基础上,对造型面MS照射造型光EL,由此造型出造型物,之后于在一造型物的另一位置设定照射目标位置EP的基础上,对一造型物照射造型光EL,由此造型出另一造型物。第1造型动作是如下动作:在倾倒方向(交叉方向)上,以供设定用来造型一造型物的照射目标位置EP的一位置与供设定用来造型另一造型物的照射目标位置EP的另一位置成为相同位置的方式,造型一造型物及另一造型物,由此造型出倾斜构造物SST。以下,参照图8至图21,对第1造型动作的流程进行说明。
首先,造型装置SYS在被设定为造型面MS的工件W的表面WS,造型构成倾斜构造物SST的第1层构造层SL#1。具体来说,造型装置SYS为了造型构造层SL#1,先造型作为一造型物的造型物BO#11(参照下述图10),然后造型作为另一造型物的造型物BO#12(参照下述图14)。具体来说,造型装置SYS造型沿着与光轴方向及倾倒方向交叉的扫描方向延伸的造型物BO#11及BO#12。例如,造型图8(a)及图8(b)所示的倾斜构造物SST的情况下,造型装置SYS造型沿着与光轴方向即Z轴方向及倾倒方向即Y轴方向交叉的扫描方向(即,X轴方向)延伸的造型物BO#11及BO#12。
为了造型造型物BO#11,造型装置SYS首先如图9(a)及图9(b)所示,以能够在工件W的表面WS或内部设定照射目标位置EP的方式,使造型头21及载台31中的至少一者移动。之后,造型装置SYS基于加工控制信息(尤其是包含用来造型造型物BO#11的加工路径PP#11的加工路径信息),使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动。结果,在工件W的表面WS或内部,照射目标位置EP被依次设定在加工路径PP#11所表示的位置P#11。此外,图9(a)及图9(b)所示的例子中,加工路径PP#11表示沿着扫描方向即X轴方向延伸的移动轨迹。即,加工路径PP#11表示沿着扫描方向即X轴方向延伸的用来造型造型物BO#11的照射目标位置EP的移动轨迹。
造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对造型面MS中应该造型造型物BO#11的区域照射造型光EL。结果,如图9(b)所示,在造型面MS上应该造型造型物BO#11的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图9(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图9(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图9(b)所示的形状不同的熔融池MP。
之后,若随着造型头21及载台31中的至少一者的移动,熔融池MP不再被照射造型光EL,则在熔融池MP中熔融的造型材料M冷却而固化(即,凝固)。结果,如图10(a)及图10(b)所示,在造型面MS上造型出由固化的造型材料M构成的造型物BO#11。此外,图10(b)中的造型物BO#11归根到底只是一个例子,也可以在与图10(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图10(b)所示的形状不同的造型物BO#11。
此外,图10(b)示出了造型物BO#11造型在造型面MS(图10(b)所示的例子中为工件W的表面WS)上的例子。即,图10(b)示出了造型物BO#11具有不进入到工件W的内部的形状的例子。另一方面,在设定于工件W的表面WS的造型面MS形成熔融池MP的情况下,熔融池MP中有可能包含构成工件W的一部分的材料(例如,熔融金属)。该情况下,如图11所示,造型物BO#11也可以具有进入到工件W的内部的形状。此外,为了使附图简明易懂,图10(b)及图11中标明了造型物BO#11与工件W的边界。但其实造型物BO#11与工件W的边界也可以不为能够在其截面上看见的边界。例如,造型材料M与构成工件W的材料为同一种材料的情况下,造型物BO#11与工件W的边界有可能不成为能够在其截面上看见的边界。而造型材料M与构成工件W的材料为不同种材料的情况下,造型物BO#11与工件W的边界也可以成为能够在其截面上看见的边界。以下说明中也同样如此。
之后,造型装置SYS造型造型物BO#12。因此,造型装置SYS首先如图12(a)及图12(b)所示,以能够在造型完毕的造型物BO#11的表面或内部设定照射目标位置EP的方式,使造型头21及载台31中的至少一者移动。但即便不使造型头21及载台31移动也能够在造型物BO#11的表面WS或内部设定照射目标位置EP的情况下,造型装置SYS也可以不使造型头21及载台31中的至少一者移动。之后,造型装置SYS基于加工控制信息(尤其是表示用来造型造型物BO#12的加工路径PP#12的加工路径信息),使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动。结果,在造型物BO#11的表面或内部,照射目标位置EP被依次设定在加工路径PP#12所表示的位置P#12。
图12(a)及图12(b)所示的例子中,加工路径PP#12与加工路径PP#11同样地,表示沿着扫描方向即X轴方向延伸的移动轨迹。即,加工路径PP#12表示沿着扫描方向即X轴方向延伸的用来造型造型物BO#12的照射目标位置EP的移动轨迹。如此,用来分别造型为了造型某构造层SL而造型的至少两个造型物的至少两个加工路径可以表示具有相同形状的移动轨迹。用来分别造型为了造型某构造层SL而造型的至少两个造型物的至少两个加工路径也可以表示形状呈全等关系的移动轨迹。
本实施方式中,如图12(b)所示,造型装置SYS在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#12的照射目标位置EP的位置P#12(参照图12(b)上侧的图)与供设定用来造型造型物BO#11的照射目标位置EP的位置P#11(参照图12(b)下侧的图)成为相同位置的方式,设定照射目标位置EP。此外,图12(b)上侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#12的照射目标位置EP的位置P#12,图12(b)下侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#11的照射目标位置EP的位置P#11。因此,造型装置SYS可以在倾倒方向上基于包含加工路径PP#12的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#12表示与加工路径PP#11所表示的位置P#11相同的位置P#12。
进而,如图12(b)所示,造型装置SYS可以在光轴方向即Z轴方向上,以位置P#12(参照图12(b)上侧的图)与位置P#11(参照图12(b)下侧的图)成为相同位置的方式,设定照射目标位置EP。该情况下,造型装置SYS可以在光轴方向上基于包含加工路径PP#12的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#12表示与加工路径PP#11所表示的位置P#11相同的位置P#12。
或者,造型装置SYS也可以在光轴方向上,以位置P#12与位置P#11成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。该情况下,造型装置SYS可以在光轴方向上基于包含加工路径PP#12的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#12表示与加工路径PP#11所表示的位置P#11不同的位置P#12。例如,如图13所示,造型装置SYS也可以在光轴方向上,以位置P#12位于比位置P#11靠上方(即,+Z侧)之处的方式,设定照射目标位置EP。
造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对造型物BO#11中应该造型造型物BO#12的区域照射造型光EL。结果,如图12(b)所示,在造型物BO#11上应该造型造型物BO#12的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图12(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图12(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图12(b)所示的形状不同的熔融池MP。
之后,若随着造型头21及载台31中的至少一者的移动,熔融池MP不再被照射造型光EL,则在熔融池MP中熔融的造型材料M冷却而固化(即,凝固)。结果,如图14(a)及图14(b)所示,造型出由固化的造型材料M构成的造型物BO#12。图14(a)及图14(b)所示的例子中,造型物BO#12造型在造型物BO#11上。此外,图14(b)中的造型物BO#12归根到底只是一个例子,也可以在与图14(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图14(b)所示的形状不同的造型物BO#14。
如此,造型出包含造型物BO#11及BO#12的构造层SL#1。该情况下,构造层SL#1的高度(即,Z轴方向的尺寸)h_SL#1比构成构造层SL#1的造型物BO#11的高度h_BO#11高。因此,根据第1造型动作,与造型包含造型物BO#11但不包含造型物BO#12的构造层SL#1的情况相比,能够造型出高度更高的构造层SL#1。但构造层SL#1的高度h_SL#1也可以不比造型物BO#11的高度h_BO#11高。例如,构造层SL#1的高度h_SL#1也可以与造型物BO#11的高度h_BO#11相同。
另外,构造层SL#1的宽度(即,沿着XY平面的方向的尺寸,图14(b)所示的例子中为Y轴方向的尺寸)w_SL#1比构成构造层SL#1的造型物BO#11的宽度w_BO#11大。因此,根据第1造型动作,与造型包含造型物BO#11但不包含造型物BO#12的构造层SL#1的情况相比,能够造型出宽度更大的构造层SL#1。但构造层SL#1的宽度w_SL#1也可以不比构成构造层SL#1的造型物BO#11的宽度w_BO#11大。例如,构造层SL#1的宽度w_SL#1也可以与构成构造层SL#1的造型物BO#11的宽度w_BO#11相同。
此外,造型装置SYS也可以在造型出造型物BO#11及BO#12之后,造型构成构造层SL#1的至少一个其它造型物。例如,造型装置SYS也可以通过在造型完毕的造型物BO#12的表面或内部设定新的照射目标位置EP,进而造型与造型物BO#11及BO#12不同的未图示的造型物BO#13。该情况下,造型的是除了包含造型物BO#11及BO#12以外还包含至少一个其它造型物的构造层SL#1。造型与构造层SL#1不同的构造层SL的情况下也可以说同样如此。
另外,图14(b)示出了造型物BO#12具有不进入到造型造型物BO#12之前的造型物BO#11的内部的形状的例子。另一方面,在造型物BO#11形成熔融池MP的情况下,熔融池MP中有可能包含构成造型物BO#11的至少一部分的材料(例如,熔融金属)。该情况下,如图15(a)及图15(b)所示,造型物BO#12也可以具有至少部分进入到造型造型物BO#12之前的造型物BO#11的内部的形状。例如,图15(a)示出了通过在造型物BO#11形成熔融池MP而致造型物BO#11的一部分熔融的情况下造型的造型物BO#12的一例。该情况下,如图15(a)所示,造型物BO#12可以具有部分进入到造型造型物BO#12之前的造型物BO#11的内部的形状。该情况下,尽管通过在造型物BO#11形成熔融池MP,造型物BO#11的一部分熔融,但造型物BO#11的其它部分不会熔融。因此,造型物BO#11部分残存。另一方面,例如,图15(b)示出了通过在造型物BO#11形成熔融池MP而致造型物BO#11全部熔融的情况下造型的造型物BO#12的一例。该情况下,如图15(b)所示,造型物BO#12可以具有全部进入到造型造型物BO#12之前的造型物BO#11的内部的形状。该情况下,通过在造型物BO#11形成熔融池MP,造型物BO#11会全部熔融,因此在造型出造型物BO#12之后,造型物BO#11也可以不部分残存。即,造型物BO#11也可以实质上已被造型物BO#12吸收。该情况下,可以看成是:构造层SL#1包含造型物BO#12但不包含造型物BO#11。或者,该情况下同样地,由于造型物BO#12原本即包含构成造型物BO#11的材料,因此也可以看成是:构造层SL#1包含造型物BO#11及BO#12。此外,并不限于造型物BO#12,在一造型物上造型另一造型物的情况下也同样地,另一造型物可以具有不进入到一造型物的内部的形状,也可以具有至少部分进入到一造型物的内部的形状。
此外,此处,“第1造型物不进入到造型第1造型物之前的第2造型物的内部”的状态可以表示“第2造型物的形状在第1造型物的造型前及造型后不变的状态”。“第1造型物不进入到造型第1造型物之前的第2造型物的内部”的状态也可以表示“在第1造型物的造型前,存在第2造型物的区域内不存在第1造型物的至少一部分的状态”。反之,“第1造型物进入到造型第1造型物之前的第2造型物的内部”的状态可以表示“第2造型物的形状在第1造型物的造型前及造型后有所改变的状态”。“第1造型物进入到造型第1造型物之前的第2造型物的内部”的状态也可以表示“在第1造型物的造型前,存在第2造型物的区域内存在第1造型物的至少一部分的状态”。另外,关于所述“造型物进入或不进入到造型造型物之前的工件W的内部”的状态,也同样如此。
进而,如参照图11所说明的那样,如上所述,造型物BO#11可以具有进入到工件W的内部的形状。该情况下同样地,造型物BO#12可以具有不进入到造型造型物BO#12之前的造型物BO#11的内部的形状。或者,如图16(a)至图16(b)所示,造型物BO#12也可以具有至少部分进入到造型造型物BO#12之前的造型物BO#11的内部的形状。例如,图16(a)示出了造型物BO#12进入到造型物BO#11中未进入到工件W的内部的非进入部分E1的内部,但不进入到造型物BO#11中已进入到工件W的内部的进入部分E2的内部的例子。例如,图16(b)示出了造型物BO#12进入到造型物BO#11中未进入到工件W的内部的非进入部分E1的内部,且也部分进入到造型物BO#11中已进入到工件W的内部的进入部分E2的内部的例子。例如,图16(c)示出了造型物BO#12进入到造型物BO#11中未进入到工件W的内部的非进入部分E1的内部,且也全部进入到造型物BO#11中已进入到工件W的内部的进入部分E2的内部的例子。即,图16(b)及图16(c)示出了造型物BO#12进入到工件W的内部的例子。
此外,造型物BO#11及BO#12中的至少一者具有进入到工件W的内部的形状的情况下,可以将包含造型物BO#11及BO#12中已进入到工件W的内部的部分的构造物STa(参照图16(a)至图16(c))称为构造层SL#1。或者,也可以将不包含造型物BO#11及BO#12中已进入到工件W的内部的部分的构造物STb(参照图16(a)至图16(c))称为构造层SL#1。
造型出构造层SL#1之后,造型装置SYS在将构造层SL#1的表面设定为新的造型面MS的基础上,在构造层SL#1上造型构成倾斜构造物SST的第2层构造层SL#2。具体来说,造型装置SYS为了造型构造层SL#2,先造型作为一造型物的造型物BO#21,然后造型作为另一造型物的造型物BO#22。具体来说,造型装置SYS造型沿着与光轴方向及倾倒方向交叉的扫描方向延伸的造型物BO#21及BO#22。例如,造型图8(a)及图8(b)所示的倾斜构造物SST的情况下,造型装置SYS造型沿着与光轴方向即Z轴方向及倾倒方向即Y轴方向交叉的扫描方向(即,X轴方向)延伸的造型物BO#21及BO#22。
首先,为了造型造型物BO#21,造型装置SYS如图17(a)及图17(b)所示,以能够在造型完毕的构造层SL#1的表面或内部(例如,在构成构造层SL#1的造型物BO#12的表面或内部,以下同样如此)设定照射目标位置EP的方式,使造型头21及载台31中的至少一者移动。但即便不使造型头21及载台31移动也能够在构造层SL#1的表面或内部设定照射目标位置EP的情况下,造型装置SYS也可以不使造型头21及载台31中的至少一者移动。之后,造型装置SYS基于加工控制信息(尤其是表示用来造型造型物BO#21的加工路径PP#21的加工路径信息),使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动。结果,在构造层SL#1的表面或内部,照射目标位置EP被依次设定在加工路径PP#21所表示的位置P#21。
本实施方式中,如图17(b)所示,造型装置SYS在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21(参照图17(b)上侧的图)与所述位置P#11及P#12(参照图17(b)下侧的图)成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。此外,图17(b)上侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21,图17(b)下侧的图示出了分别供设定用来造型造型物BO#11及BO#12的照射目标位置EP的位置P#11及P#12。具体来说,造型装置SYS可以在倾倒方向即Y轴方向上,以位置P#21与位置P#11及P#12在倾斜面SS相对于工件W的法线N而倾倒的方向(图17(a)及图17(b)所示的例子中为朝向+Y侧的方向)上相隔第1既定量的方式,设定照射目标位置EP,所述工件W的法线N是从工件W与倾斜构造物SST的连接部C(参照图8(a)及图8(b))延伸的线。因此,造型装置SYS可以在倾倒方向上基于包含加工路径PP#21的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#21表示与加工路径PP#11所表示的位置P#11及加工路径PP#12所表示的位置P#12不同的位置P#21。
此处,如上文参照图12(b)所述,在倾倒方向上,位置P#11与位置P#12是相同的位置。因此,可以看成是:造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#11与位置P#12之间的距离比倾倒方向上的位置P#21与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离短的方式,设定照射目标位置EP。也可以看成是:造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#11与位置P#12之间的距离比第1既定距离短,而倾倒方向上的位置P#21与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离比第1既定距离长的方式,设定照射目标位置EP。
另外,本实施方式中,如图17(b)所示,造型装置SYS在光轴方向即Z轴方向上,以位置P#21(参照图17(b)上侧的图)与位置P#11及P#12(参照图17(b)下侧的图)成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。因此,造型装置SYS可以在光轴方向上基于包含加工路径PP#21的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#21表示与加工路径PP#11所表示的位置P#11及加工路径PP#12所表示的位置P#12不同的位置P#21。
此处,如上所述,在光轴方向上,位置P#11与位SP#12可以为相同的位置,也可以为不同的位置。该情况下,造型装置SYS能以光轴方向上的位置P#11与位置P#12之间的距离比光轴方向上的位置P#21与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离短的方式,设定照射目标位置EP。造型装置SYS也能以光轴方向上的位置P#11与位置P#12之间的距离比第2既定距离短,而光轴方向上的位置P#21与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离比第2既定距离长的方式,设定照射目标位置EP。
造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于工件W而移动,一面对构造层SL#1(例如,造型物BO#12)中应该造型造型物BO#21的区域照射造型光EL。结果,如图17(b)所示,在构造层SL#1(例如,造型物BO#12)上应该造型造型物BO#21的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图17(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图9(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图17(b)所示的形状不同的熔融池MP。
之后,若随着造型头21及载台31中的至少一者的移动,熔融池MP不再被照射造型光EL,则在熔融池MP中熔融的造型材料M冷却而固化(即,凝固)。结果,如图18(a)及图18(b)所示,造型出由固化的造型材料M构成的造型物BO#21。图18(a)及图18(b)所示的例子中,造型物BO#21造型在构造层SL#1(例如,造型物BO#12)上。此外,图18(b)中的造型物BO#21归根到底只是一个例子,也可以在与图18(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图18(b)所示的形状不同的造型物BO#21。
此处,如上所述,在倾倒方向即Y轴方向上,供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21与供设定用来造型构造层SL#1的照射目标位置EP的位置P#11及P#12分离,因此如图18(b)所示,倾倒方向上的造型物BO#21的中心与倾倒方向上的构造层SL#1的中心分离。结果,造型物BO#21以朝向相对于光轴方向即Z轴方向(即,重力方向)倾斜的方向从构造层SL#1延伸的方式造型而成。结果,造型物BO#21能够与构造层SL#1一起形成以沿着倾倒方向即Y轴方向倾倒的方式倾斜的倾斜面SS。即,造型物BO#21能够与构造层SL#1一起形成沿着相对于重力方向(光轴方向或工件W的表面WS的法线N)倾斜的方向延伸(扩展)的倾斜面SS。
此外,图18(b)示出了造型物BO#21具有不进入到位于造型物BO#21的下方的构造层SL#1的内部的形状的例子。另一方面,在设定于构造层SL#1的表面的造型面MS形成熔融池MP的情况下,熔融池MP中有可能包含构成构造层SL#1的至少一部分的材料(例如,熔融金属)。该情况下,造型物BO#21也可以具有至少部分进入到构造层SL#1的内部的形状。此外,造型物BO#21至少部分进入到位于造型物BO#21的下方的构造层SL#1的内部的状态可以与造型物BO#11进入到位于造型物BO#11的下方的工件W的内部的状态(参照图11)、及造型物BO#12进入到位于造型物BO#12的下方的造型物BO#11的内部的状态(参照图15(a)至图15(b)及图16(a)至图16(c))中的至少一者相同。因此,省略有关造型物BO#21至少部分进入到位于造型物BO#21的下方的构造层SL#1的内部的状态的详细说明。
之后,造型装置SYS造型造型物BO#22。因此,首先,造型装置SYS如图19(a)及图19(b)所示,以能够在造型完毕的造型物BO#21的表面或内部设定照射目标位置EP的方式,使造型头21及载台31中的至少一者移动。但即便不使造型头21及载台31移动也能够在造型物BO#21的表面WS或内部设定照射目标位置EP的情况下,造型装置SYS也可以不使造型头21及载台31中的至少一者移动。之后,造型装置SYS基于加工控制信息(尤其是表示用来造型造型物BO#22的加工路径PP#22的加工路径信息),使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动。结果,在造型物BO#21的表面或内部,照射目标位置EP被依次设定在加工路径PP#22所表示的位置P#22。
本实施方式中,如图19(b)所示,造型装置SYS在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP的位置P#22(参照图19(b)上侧的图)与供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21(参照图19(b)下侧的图)成为相同位置的方式,设定照射目标位置EP。此外,图19(b)上侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP的位置P#22,图19(b)下侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21。因此,造型装置SYS可以在倾倒方向上基于包含加工路径PP#22的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#22表示与加工路径PP#21所表示的位置P#21相同的位置P#22。
该情况下,可以看成是:造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#21与位置P#22之间的距离比倾倒方向上的位置P#21及P#22中的至少一者与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离短的方式,设定照射目标位置EP。也可以看成是:造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#21与位置P#22之间的距离比第1既定距离短,而倾倒方向上的位置P#21及P#22中的至少一者与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离比第1既定距离长的方式,设定照射目标位置EP。
进而,如图19(b)所示,造型装置SYS可以在光轴方向即Z轴方向上,以位置P#22与位置P#21成为相同位置的方式,设定照射目标位置EP。该情况下,造型装置SYS可以在光轴方向上基于包含加工路径PP#22的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#22表示与加工路径PP#21所表示的位置P#21相同的位置P#22。或者,造型装置SYS也可以在光轴方向上,以位置P#22与位置P#21成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。该情况下,造型装置SYS可以在光轴方向上基于包含加工路径PP#22的加工路径信息,设定照射目标位置EP(即,可以使之移动),所述加工路径PP#22表示与加工路径PP#21所表示的位置P#21不同的位置P#22。
该情况下,造型装置SYS能以光轴方向上的位置P#21与位置P#22之间的距离比光轴方向上的位置P#21及P#22中的至少一者与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离短的方式,设定照射目标位置EP。造型装置SYS也能以光轴方向上的位置P#21与位置P#22之间的距离比第2既定距离短,而光轴方向上的位置P#21及P#22中的至少一者与位置P#11及P#12中的至少一者之间的距离比第2既定距离长的方式,设定照射目标位置EP。
造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对造型物BO#21中应该造型造型物BO#22的区域照射造型光EL。结果,如图19(b)所示,在造型物BO#21上应该造型造型物BO#22的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图19(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图19(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图19(b)所示的形状不同的熔融池MP。
之后,若随着造型头21及载台31中的至少一者的移动,熔融池MP不再被照射造型光EL,则在熔融池MP中熔融的造型材料M冷却而固化(即,凝固)。结果,如图20(a)及图20(b)所示,造型出由固化的造型材料M构成的造型物BO#22。图20(a)及图20(b)所示的例子中,造型物BO#22造型在造型物BO#21上。此外,图20(b)中的造型物BO#22归根到底只是一个例子,也可以在与图20(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图20(b)所示的形状不同的造型物BO#22。
如此,造型出包含造型物BO#21及BO#22的构造层SL#2。该情况下,构造层SL#2的高度(即,Z轴方向的尺寸)h_SL#2比构成构造层SL#2的造型物BO#21的高度h_BO#21高。因此,根据第1造型动作,与造型包含造型物BO#21但不包含造型物BO#22的构造层SL#2的情况相比,能够造型出高度更高的构造层SL#2。但构造层SL#2的高度h_SL#2也可以不比造型物BO#21的高度h_BO#21高。例如,构造层SL#2的高度h_SL#2也可以与造型物BO#21的高度h_BO#21相同。
另外,构造层SL#2的宽度(即,沿着XY平面的方向的尺寸,图20(b)所示的例子中为Y轴方向的尺寸)w_SL#2比构成构造层SL#2的造型物BO#21的宽度w_BO#21大。因此,根据第1造型动作,与造型包含造型物BO#21但不包含造型物BO#22的构造层SL#2的情况相比,能够造型出宽度更大的构造层SL#2。但构造层SL#2的宽度w_SL#2也可以不比构成构造层SL#2的造型物BO#21的宽度w_BO#21大。例如,构造层SL#2的宽度w_SL#2也可以与构成构造层SL#2的造型物BO#21的宽度w_BO#21相同。
此处,如上所述,在倾倒方向即Y轴方向上,供设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP的位置P#22与供设定用来造型构造层SL#1的照射目标位置EP的位置P#11及P#12分离,因此如图20(b)所示,倾倒方向上的造型物BO#22的中心和倾倒方向上的造型物BO#21的中心同样地,与倾倒方向上的构造层SL#1的中心分离。结果,造型物BO#22以朝向相对于光轴方向即Z轴方向(即,重力方向)倾斜的方向从构造层SL#1延伸的方式造型而成。结果,造型物BO#22能够与构造层SL#1一起形成以沿着倾倒方向即Y轴方向倾倒的方式倾斜的倾斜面SS。即,包含造型物BO#21及BO#22的构造层SL#2能够与构造层SL#1一起形成沿着相对于重力方向(光轴方向或工件W的表面WS的法线N)倾斜的方向延伸(扩展)的倾斜面SS。
此外,造型装置SYS也可以在造型出造型物BO#21及BO#22之后,造型构成构造层SL#2的至少一个其它造型物。例如,造型装置SYS也可以通过在造型完毕的造型物BO#22的表面或内部设定新的照射目标位置EP,进而造型与造型物BO#21及BO#22不同的未图示的造型物BO#23。该情况下,造型的是除了造型物BO#21及BO#22以外还包含至少一个其它造型物的构造层SL#2。造型与构造层SL#2不同的构造层SL的情况下也可以说同样如此。
另外,图20(b)示出了造型物BO#22具有不进入到造型造型物BO#22之前的造型物BO#21的内部的形状的例子。另一方面,在造型物BO#21形成熔融池MP的情况下,熔融池MP中有可能包含构成造型物BO#21的至少一部分的材料(例如,熔融金属)。该情况下,造型物BO#22也可以具有至少部分进入到造型造型物BO#22之前的造型物BO#21的内部的形状。此外,造型物BO#22至少部分进入到位于造型物BO#22的下方的造型物BO#21的内部的状态可以与造型物BO#12进入到位于造型物BO#12的下方的造型物BO#11的内部的状态(参照图15(a)至图15(b)及图16(a)至图16(c))相同。因此,省略有关造型物BO#22至少部分进入到位于造型物BO#22的下方的造型物BO#21的内部的状态的详细说明。
此外,造型物BO#21及BO#22中的至少一者具有进入到构造层SL#1的内部的形状的情况下,可以将包含造型物BO#21及BO#22中进入到构造层SL#1的内部的部分的构造物(与图16(a)至图16(c)所示的构造物STa相同的构造物)称为构造层SL#2。或者,也可以将不包含造型物BO#21及BO#22中进入到构造层SL#1的内部的部分的构造物(与图16(a)至图16(c)所示的构造物STa相同的构造物)称为构造层SL#2。
之后,造型装置SYS反复进行形成构造层SL的动作,直到形成构成倾斜构造物SST的所有构造层SL为止。此外,在构造层SL#m(其中,m是表示1以上的整数的变量)上造型构造层SL#n(其中,n是表示比m大1的整数的变量)的动作与在构造层SL#1上造型构造层SL#2的动作相同。即,与在构造层SL#1上造型构造层SL#2的动作相关的说明可以通过将“#1”及“#2”这样的符号替换成“#m”及“#n”这样的符号,而作为与在构造层SL#m上造型构造层SL#n的动作相关的说明被沿用。
结果,如图21(a)及图21(b)所示,造型出由多个构造层SL构成且包含倾斜面SS的倾斜构造物SST。
(2-2-2)用来造型倾斜构造物SST的第2造型动作
接下来,参照图22至图26,对用来在工件W造型倾斜构造物SST的造型动作的第2具体例(第2造型动作)进行说明。第2造型动作是如下动作:在所述倾倒方向(交叉方向)上,以供设定用来造型一造型物的照射目标位置EP的一位置与供设定用来造型另一造型物的照射目标位置EP的另一位置成为不同位置的方式,造型一造型物及另一造型物,由此造型出包含一造型物及另一造型物的倾斜构造物SST;在这一点上与所述第1造型动作不同。因此,下面主要对在第1造型动作与第2造型动作之间不同的工序进行说明。无特殊说明的第2造型动作的工序可以与第1造型动作的工序相同。
首先,造型装置SYS在被设定为造型面MS的工件W的表面WS,造型构成倾斜构造物SST的第1层构造层SL#1。为此,造型装置SYS先造型造型物BO#11,然后造型造型物BO#12。
在第2造型动作中,如图22(a)及图22(b)所示,造型装置SYS为了造型造型物BO#12,在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#12的照射目标位置EP的位置P#12(参照图22(b)上侧的图)与供设定用来造型造型物BO#11的照射目标位置EP的位置P#11(参照图22(b)下侧的图)成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。此外,图22(b)上侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#12的照射目标位置EP的位置P#12,图22(b)下侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#11的照射目标位置EP的位置P#11。具体来说,造型装置SYS可以在倾倒方向即Y轴方向上,以位置P#12与位置P#11在倾斜面SS相对于工件W的法线N而倾倒的方向(图22(a)及图22(b)所示的例子中为朝向+Y侧的方向)上相隔第2既定量的方式,设定照射目标位置EP,所述工件W的法线N是从工件W与倾斜构造物SST的连接部C(参照图8(a)及图8(b))延伸的线。
此处,在第2造型动作中,与第1造型动作同样地,造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#11与位置P#12之间的距离(所述第2既定量)比倾倒方向上的位置P#21与位置P#12之间的距离(所述第1既定量)短的方式,设定照射目标位置EP。即,造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#11与位置P#12之间的距离比第1既定距离短,而倾倒方向上的位置P#21与位置P#12之间的距离比第1既定距离长的方式,设定照射目标位置EP。
之后,造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对造型物BO#11中应该造型造型物BO#12的区域照射造型光EL。结果,如图22(b)所示,在造型物BO#11上应该造型造型物BO#12的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图22(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图22(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图22(b)所示的形状不同的熔融池MP。结果,如图23(a)及图23(b)所示,造型出造型物BO#12。此处,如上所述,在倾倒方向即Y轴方向上,位置P#12与位置P#11分离,因此如图23(b)所示,在倾倒方向即Y轴方向上,倾倒方向上的造型物BO#12的中心与倾倒方向上的造型物BO#11的中心分离。结果,如图23(b)所示,包含造型物BO#11及BO#12的构造层SL#1的宽度w_SL#1比构成构造层SL#1的造型物BO#11的宽度w_BO#11大。因此,根据第2造型动作,与造型包含造型物BO#11但不包含造型物BO#12的构造层SL#1的情况相比,能够造型出宽度更大的构造层SL#1。但构造层SL#1的宽度w_SL#1也可以不比构成构造层SL#1的造型物BO#11的宽度w_BO#11大。例如,构造层SL#1的宽度w_SL#1也可以与构成构造层SL#1的造型物BO#11的宽度w_BO#11相同。
另外,如图23(b)所示,构造层SL#1的高度h_SL#1比构成构造层SL#1的造型物BO#11的高度h_BO#11高。因此,根据第2造型动作,与造型包含造型物BO#11但不包含造型物BO#12的构造层SL#1的情况相比,能够造型出高度更高的构造层SL#1。但构造层SL#1的高度h_SL#1也可以不比造型物BO#11的高度h_BO#11高。例如,构造层SL#1的高度h_SL#1也可以与造型物BO#11的高度h_BO#11相同。
造型出构造层SL#1之后,造型装置SYS在将构造层SL#1的表面设定为新的造型面MS的基础上,在构造层SL#1上造型构成倾斜构造物SST的第2层构造层SL#2。具体来说,造型装置SYS为了造型构造层SL#2,先造型造型物BO#21,然后造型造型物BO#22。
在第2造型动作中,如图24(a)及图24(b)所示,造型装置SYS为了造型造型物BO#22,在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP的位置P#22(参照图22(b)上侧的图)与供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21(参照图22(b)下侧的图)成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。此外,图24(b)上侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP的位置P#22,图24(b)下侧的图示出了供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21。具体来说,造型装置SYS可以在倾倒方向即Y轴方向上,以位置P#22与位置P#21在倾斜面SS相对于工件W的法线N而倾倒的方向(图24(a)及图24(b)所示的例子中为朝向+Y侧的方向)上相隔第2既定量的方式,设定照射目标位置EP,所述工件W的法线N是从工件W与倾斜构造物SST的连接部C(参照图8(a)及图8(b))延伸的线。
此处,在第2造型动作中,与第1造型动作同样地,造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#21与位置P#22之间的距离(所述第2既定量)比倾倒方向上的位置P#21与位置P#12之间的距离(所述第1既定量)短的方式,设定照射目标位置EP。即,造型装置SYS以倾倒方向上的位置P#21与位置P#22之间的距离比第1既定距离短,而倾倒方向上的位置P#21与位置P#12之间的距离比第1既定距离长的方式,设定照射目标位置EP。
之后,造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对造型物BO#21中应该造型造型物BO#22的区域照射造型光EL。结果,如图24(b)所示,在造型物BO#21上应该造型造型物BO#22的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图24(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图24(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图24(b)所示的形状不同的熔融池MP。结果,如图25(a)及图25(b)所示,造型出造型物BO#22。此处,如上所述,在倾倒方向即Y轴方向上,位置P#22与位置P#21分离,因此如图25(b)所示,在倾倒方向即Y轴方向上,倾倒方向上的造型物BO#22的中心与倾倒方向上的造型物BO#21的中心分离。结果,如图25(b)所示,包含造型物BO#21及BO#22的构造层SL#2的宽度w_SL#2比构成构造层SL#2的造型物BO#21的宽度w_BO#21大。因此,根据第2造型动作,与造型包含造型物BO#21但不包含造型物BO#22的构造层SL#2的情况相比,能够造型出宽度更大的构造层SL#2。但构造层SL#2的宽度w_SL#2也可以不比构成构造层SL#2的造型物BO#21的宽度w_BO#21大。例如,构造层SL#2的宽度w_SL#2也可以与构成构造层SL#2的造型物BO#21的宽度w_BO#21相同。
另外,如图25(b)所示,构造层SL#2的高度h_SL#2比构成构造层SL#2的造型物BO#21的高度h_BO#21高。因此,根据第2造型动作,与造型包含造型物BO#21但不包含造型物BO#22的构造层SL#2的情况相比,能够造型出高度更高的构造层SL#2。但构造层SL#2的高度h_SL#2也可以不比造型物BO#21的高度h_BO#21高。例如,构造层SL#2的高度h_SL#2也可以与造型物BO#21的高度h_BO#21相同。
之后,造型装置SYS反复进行形成构造层SL的动作,直到形成构成倾斜构造物SST的所有构造层SL为止。结果,如图26(a)及图26(b)所示,造型出由多个构造层SL构成且包含倾斜面SS的倾斜构造物SST。
(3)技术效果
如以上所说明的那样,造型装置SYS能够得当地造型出倾斜构造物SST。尤其是,造型装置SYS为了造型构成倾斜构造物SST的构造层SL#m(其中,m是表示1以上的整数的变量),而在造型出造型物BO#m1之后,造型造型物BO#m2。因此,与以造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式造型构造层SL#m的情况相比,造型装置SYS能够造型出高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。此处,构造层SL#m的高度变得越高及/或构造层SL#m的宽度变得越大,构造层SL#m变得越大。因此,构造层SL#m能够从下方得当地支撑以从构造层SL#m沿着相对于光轴方向倾斜的方向延伸的方式造型在构造层SL#m上的构造层SL#n(其中,n是表示比m大1的整数的变量)。所以,即便在构造层SL#m上造型出从构造层SL#m沿着相对于光轴方向倾斜的方向延伸的构造层SL#n,作为底基的构造层SL#m及被构造层SL#m支撑的构造层SL#n也不易崩塌。因此,造型装置SYS能够精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
(4)变化例
接下来,对造型装置SYS的变化例进行说明。
(4-1)第1变化例
如上所述,造型装置SYS为了造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m,而在造型出造型物BO#m1之后,造型造型物BO#m2。第1变化例中,造型装置SYS以造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式,造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。即,造型装置SYS以造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式,精度相对良好地造型具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
例如,造型装置SYS可以通过控制每单位面积或每单位时间的造型光EL的照射次数,而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。具体来说,每单位面积或每单位时间对造型面MS照射造型光EL的次数越增加,每单位面积或每单位时间从造型光EL向造型面MS传递的能量越增加。每单位面积或每单位时间从造型光EL向造型面MS传递的能量越增加,在造型面MS熔融的造型材料M的分量越增加。在造型面MS熔融的造型材料M的分量越增加,形成在造型面MS的熔融池MP变得越大。形成在造型面MS的熔融池MP变得越大,造型在造型面MS的造型物BO#m1变得越大。造型在造型面MS的造型物BO#m1变得越大,包含造型物BO#m1的构造层SL#m变得越大。即,构造层SL#m的高度变得越高及/或构造层SL#m的宽度变得越大。因此,造型装置SYS能够通过控制造型光EL的照射次数,而控制构造层SL#m的高度及宽度中的至少一者。即,造型装置SYS能够通过控制造型光EL的照射次数,而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。结果,造型装置SYS能够通过控制造型光EL的照射次数,而精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
例如,造型装置SYS也可以通过控制造型光EL的特性,而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。具体来说,若造型光EL的特性改变,则每单位面积或每单位时间从造型光EL向造型面MS传递的能量有可能改变。例如,作为造型光EL的特性的一例的造型光EL的强度变得越高,每单位面积或每单位时间从造型光EL向造型面MS传递的能量越增加。因此,造型装置SYS能够与控制造型光EL的照射次数的情况同样地,通过控制造型光EL的特性(例如,造型光EL的强度),而控制构造层SL#m的高度及宽度中的至少一者。即,造型装置SYS能够通过控制造型光EL的特性(例如,造型光EL的强度),而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。结果,造型装置SYS能够通过控制造型光EL的特性(例如,造型光EL的强度),而精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
例如,造型装置SYS也可以通过控制供照射光学系统2111射出造型光EL的照射目标位置EP相对于造型面的移动样态,而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。具体来说,若照射目标位置EP的移动样态改变,则每单位面积或每单位时间从造型光EL向造型面MS传递的能量有可能改变。例如,作为移动样态的一例的移动速度(即,照射目标位置EP的移动速度)变得越慢,对造型面MS的某区域照射造型光EL的时间变得越长。对造型面MS的某区域照射造型光EL的时间变得越长,在造型面MS的某区域从造型光EL向造型面MS传递的能量越增加。因此,造型装置SYS能够与控制造型光EL的照射次数的情况同样地,通过控制照射目标位置EP的移动样态(例如,照射目标位置EP的移动速度),而控制构造层SL#m的高度及宽度中的至少一者。即,造型装置SYS能够通过控制照射目标位置EP的移动样态(例如,照射目标位置EP的移动速度),而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。结果,造型装置SYS能够通过控制照射目标位置EP的移动样态(例如,照射目标位置EP的移动速度),而精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
例如,造型装置SYS还可以通过控制来自材料喷嘴212的造型材料M的供给样态,而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。具体来说,若造型材料M的供给样态改变,则在造型面MS熔融的造型材料M的分量有可能改变。例如,作为供给样态的一例的供给量(尤其是每单位时间的供给量)变得越多,在造型面MS熔融的造型材料M的分量越增加。因此,造型装置SYS能够与控制造型光EL的照射次数的情况同样地,通过控制造型材料M的供给样态(例如,造型材料M的供给量),而控制构造层SL#m的高度及宽度中的至少一者。即,造型装置SYS能够通过控制造型材料M的供给样态(例如,造型材料M的供给量),而造型高度更高及/或宽度更大的构造层SL#m。结果,造型装置SYS能够通过控制造型材料M的供给样态(例如,造型材料M的供给量),而精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
(4-2)第2变化例
如上所述,造型装置SYS为了精度相对良好地造型具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,作为用来造型构成倾斜构造物SST的构造层SL#m的造型动作,采用的是在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作。
另一方面,如上所述,造型装置SYS也可以造型不具备倾斜面SS的三维构造物ST。该情况下,造型装置SYS为了造型构成不具备倾斜面SS的三维构造物ST的构造层SL#m而进行在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作的必要性不高。
另外,为了造型构造层SL#m而进行在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作的情况下,与为了造型构造层SL#m也可以进行造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的造型动作的情况相比,与构造层SL#m的造型相关的产能变差。结果,与倾斜构造物SST的造型相关的产能变差。即,可以说:用来造型所述倾斜构造物SST的造型动作通过允许与倾斜构造物SST的造型相关的产能变差,而使倾斜构造物SST的造型精度的提高优先了。但在造型装置SYS的用户当中有可能存在使与倾斜构造物SST的造型相关的产能优先于倾斜构造物SST的造型精度的用户。该情况下,造型装置SYS为了造型构造层SL#m而进行在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作的必要性不高。
另外,倾斜面SS相对于重力方向(即,Z轴方向)的倾斜角度θ相对较小的情况下(例如,倾斜角度θ为下述图27(b)所示的相对较小的第2角度θ2的情况下),存在如下可能性:造型装置SYS即便不为了造型构造层SL#m而进行在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作,也能够精度相对良好地造型出倾斜构造物SST。其理由在于:倾斜面SS的倾斜角度θ相对较小的情况下,与倾斜面SS的倾斜角度θ相对较大的情况(例如,倾斜角度θ为下述图27(b)所示的相对较大的第1角度θ1的情况)相比,即便在构造层SL#m上造型出从构造层SL#m沿着相对于光轴方向倾斜的方向延伸的构造层SL#n,作为底基的构造层SL#m及被构造层SL#m支撑的构造层SL#n也不易崩塌。因此,倾斜面SS相对于重力方向的倾斜角度θ相对较小的情况下,造型装置SYS为了造型构造层SL#m而进行在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作的必要性不高。
此外,倾斜面SS相对于重力方向的倾斜角度θ如图27(a)及图27(b)所示,可以表示沿着重力方向延伸的轴与倾斜面SS所成的角度。另外,工件W的表面WS平行于XY平面的情况下,工件W的表面WS的法线N沿着重力方向延伸。因此,倾斜面SS相对于重力方向的倾斜角度θ也可以表示工件W的表面WS的法线N与倾斜面SS所成的角度。图27(a)示出了倾斜角度θ成为相对较大的第1角度θ1的倾斜面SS。而图27(b)示出了倾斜角度θ成为相对较小的第2角度θ2(其中,θ2<θ1)的倾斜面SS。
因此,第2变化例中,造型装置SYS可以使造型装置SYS的动作模式在第1动作模式与第2动作模式之间切换。第1动作模式如图28所示,是为了造型构造层SL#m而在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的动作模式(例如,进行用来造型所述倾斜构造物SST的第1或第2造型动作的动作模式)。即,第1动作模式是为了造型构造层SL#m而应该造型的造型物的数量相对变多的动作模式。而第2动作模式如图28所示,是为了造型构造层SL#m也可以造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的动作模式(例如,进行所述附加加工的基本动作的动作模式)。即,第2动作模式是为了造型构造层SL#m而应该造型的造型物的数量相对变少的动作模式。
造型装置SYS在造型具备倾斜面SS的倾斜构造物SST的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。而造型装置SYS在造型不具备倾斜面SS的三维构造物ST的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。
造型装置SYS在使倾斜构造物SST的造型精度的提高优先于与倾斜构造物SST的造型相关的产能的提高的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。而造型装置SYS在使与倾斜构造物SST的造型相关的产能的提高优先于倾斜构造物SST的造型精度的提高的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。
造型装置SYS在造型具备倾斜角度θ成为既定的第1角度θ1的倾斜面SS的倾斜构造物SST的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。倾斜角度θ成为既定的第1角度θ1的状态可以包括倾斜角度θ大于既定的角度阈值的状态。该情况下,造型装置SYS在造型具备倾斜角度θ大于既定的角度阈值的倾斜面SS的倾斜构造物SST的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。而造型装置SYS在造型具备倾斜角度θ成为既定的第2角度θ2的倾斜面SS的倾斜构造物SST的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。倾斜角度θ成为既定的第2角度θ2的状态可以包括倾斜角度θ小于既定的角度阈值的状态。该情况下,造型装置SYS在造型具备倾斜角度θ小于既定的角度阈值的倾斜面SS的倾斜构造物SST的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。
造型装置SYS也可以在造型三维构造物ST的第1部分的情况下,将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式,在造型同一三维构造物ST的与第1部分不同的第2部分的情况下,将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。即,造型装置SYS也可以在造型某三维构造物ST的期间内,使造型装置SYS的动作模式从第1动作模式切换成第2动作模式,或从第2动作模式切换成第1动作模式。由第1动作模式的造型装置SYS造型的第1部分可以包含倾斜构造物SST中具备倾斜面SS的部分。而由第2动作模式的造型装置SYS造型的第2部分可以包含倾斜构造物SST中不具备倾斜面SS的部分。或者,第1部分也可以包含倾斜构造物SST中使造型精度的提高优先于与造型相关的产能的提高的部分。而第2部分也可以包含倾斜构造物SST中使与造型相关的产能的提高优先于造型精度的提高的部分。或者,第1部分还可以包含倾斜构造物SST中具备倾斜角度θ成为第1角度θ1的倾斜面SS的部分。而第2部分还可以包含倾斜构造物SST中具备倾斜角度θ成为第2角度θ2的倾斜面SS的部分。
如第1变化例中所说明的那样,造型装置SYS能以造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式,精度相对良好地造型倾斜构造物SST。该情况下,第1动作模式及第2动作模式也可以是从与为了造型构造层SL#m而应该造型的造型物的数量不同的观点被区别的两个动作模式。
例如,如图29所示,第1动作模式及第2动作模式也可以是造型光EL的照射次数不同的两个动作模式。更具体来说,第1动作模式也可以为与第2动作模式相比,造型光EL的照射次数较多的动作模式。
例如,如图29所示,第1动作模式及第2动作模式也可以是造型光EL的特性(例如,造型光EL的强度)不同的两个动作模式。更具体来说,第1动作模式也可以为与第2动作模式相比,造型光EL的强度较高的动作模式。
例如,如图31所示,第1动作模式及第2动作模式也可以是照射目标位置EP的移动样态不同的两个动作模式。更具体来说,第1动作模式也可以为与第2动作模式相比,照射目标位置EP的移动速度较慢的动作模式。
例如,如图32所示,第1动作模式及第2动作模式也可以是造型材料M的供给样态不同的两个动作模式。更具体来说,第1动作模式也可以为与第2动作模式相比,造型材料M的供给量较多的动作模式。
(4-3)第3变化例
所述说明中,造型装置SYS如图8(a)及图8(b)所示,造型出倾倒方向即Y轴方向上的厚度相对较薄的薄板状的倾斜构造物SST。但其实造型装置SYS如图33(a)及图33(b)所示,也可以造型出倾倒方向即Y轴方向上的厚度相对较厚的厚板状的倾斜构造物SST。厚板状的倾斜构造物SST例如可以为多个通过以下方式而造型出的构造层SL沿着Z轴方向积层而成的构造物:沿着倾倒方向即Y轴方向造型多个沿着扫描方向即X轴方向延伸的造型物。厚板状的倾斜构造物SST例如也可以为多个分别基于加工控制信息而造型出的构造层SL沿着Z轴方向积层而成的构造物,所述加工控制信息表示沿着扫描方向即X轴方向延伸的照射目标位置EP的移动轨迹,且表示沿着倾倒方向即Y轴方向排列的多个加工路径。
该情况下,作为用来造型构成厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m的造型动作,造型装置SYS可以采用在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作。或者,如第2变化例中所说明的那样,造型装置SYS也可以在造型构成厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m中的第1部分的情况下,将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式,在造型构成厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m中的第2部分的情况下,将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。以下,对为了造型厚板状的倾斜构造物SST而使造型装置SYS的动作模式在第1动作模式与第2动作模式之间切换的动作的具体例进行说明。
如图34,即表示构成图33(a)至图33(b)所示的厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m的俯视图所示,造型装置SYS在造型构造层SL#m中构成外壁面OS(即,外缘)的外壁部分SL_ow的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。例如,造型装置SYS可以通过在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2,而造型外壁部分SL_ow。而如图34所示,造型构造层SL#m中被外壁部分SL_ow包围的内部部分SL_i的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。例如,造型装置SYS可以采用造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式,造型内部部分SL_i。该情况下,会相对高精度地造型出构成倾斜面SS的外壁部分SL_ow。因此,造型装置SYS能够精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的厚板状的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。
如图35,即表示构成图33(a)至图33(b)所示的厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m的俯视图所示,外壁部分SL_ow包括:包含倾斜面SS的第1外壁部分SL_ow1、及包含与倾斜面SS不同的面的第2外壁部分SL_ow2。该情况下,造型装置SYS在造型第1外壁部分SL_ow1的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。例如,造型装置SYS可以通过在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2,而造型第1外壁部分SL_ow1。而在造型外壁部分SL_ow中的第2外壁部分SL_ow2的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。例如,造型装置SYS可以采用造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式,造型第2外壁部分SL_ow2。该情况下,会相对高精度地造型出包含倾斜面SS的第1外壁部分SL_ow1。因此,造型装置SYS能够精度相对良好地造型出具备倾斜面SS的厚板状的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS相对于重力方向,倾斜角度成为所希望的角度。进而,与外壁部分SL_ow全部由以第1动作模式动作的造型装置SYS造型的情况相比,与倾斜构造物SST的造型相关的产能提高。
(4-4)第4变化例
所述第3变化例中,造型装置SYS造型出外壁面成为倾斜面SS的厚板状的倾斜构造物SST。而第4变化例中,造型装置SYS如图36(a)及图36(b)所示,也可以造型出外壁面OS及内壁面IS两者皆成为倾斜面SS的厚板状的倾斜构造物SST。该情况下同样地,作为用来造型构成厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m的造型动作,造型装置SYS可以采用在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2的造型动作。或者,与第3变化例同样地,造型装置SYS也可以在造型构成厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m中的第1部分的情况下,将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式,在造型构成厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m中的第2部分的情况下,将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。例如,如图37,即表示构成外壁面OS及内壁面IS两者皆成为倾斜面SS的厚板状的倾斜构造物SST的构造层SL#m的俯视图所示,造型装置SYS在造型构造层SL#m中构成外壁面OS(即,外缘)的外壁部分SL_ow及构造层SL#m中构成内壁面IS(即,内缘)的内壁部分SL_iw的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第1动作模式。例如,造型装置SYS可以通过在造型出造型物BO#m1之后造型造型物BO#m2,而造型外壁部分SL_ow及内壁部分SL_iw。而如图37所示,造型装置SYS在造型构造层SL#m中被外壁部分SL_ow及内壁部分SL_iw包围的内部部分SL_i的情况下,可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。例如,造型装置SYS可以采用造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2的方式,造型内部部分SL_i。
但外壁面OS与内壁面IS之间的间隔D(其中,也可以将该间隔D称为“倾斜构造物SST的厚度”)过短的情况下,外壁部分SL_ow与内壁部分SL_iw有可能至少部分重叠(即,至少部分结合)。结果,外壁部分SL_ow及内壁部分SL_iw的高度有可能高得超出必要程度。因此,造型装置SYS在间隔D小于既定的第1间隔阈值THD1的情况下,与间隔D大于既定的第1间隔阈值THD1的情况相比,可以使采用第1动作模式而造型的造型物BO#m1及BO#m2的高度变低。例如,造型装置SYS在间隔D小于既定的第1间隔阈值THD1的情况下,与间隔D大于既定的第1间隔阈值THD1的情况相比,可以使采用第1动作模式而造型的造型物BO#m1及BO#m2的高度成为一半。结果,即便在外壁部分SL_ow与内壁部分SL_iw有可能至少部分重叠的状况下,外壁部分SL_ow及内壁部分SL_iw的高度也不会高得超出必要程度。或者,例如,造型装置SYS在间隔D小于既定的第1间隔阈值THD1的情况下,造型外壁部分SL_ow及内壁部分SL_iw时同样可以将造型装置SYS的动作模式设定为第2动作模式。即,造型装置SYS为了造型构造层SL#m中的外壁部分SL_ow及内壁部分SL_iw,也可以造型造型物BO#m1但不造型造型物BO#m2。
第1间隔阈值THD1可以基于为了造型所述构造层SL#m而造型的造型物BO#m1与SL#m2的重叠量、以及造型物BO#m1及SL#m2各自的线宽来设定。造型物BO#m1与SL#m2的重叠量可以表示与扫描方向即X轴方向交叉的方向(即,倾倒方向即Y轴方向)上的造型物BO#m1与SL#m2的重叠量。造型物BO#m1及SL#m2各自的线宽可以表示与扫描方向即X轴方向交叉的方向(即,倾倒方向即Y轴方向)上的造型物BO#m1及SL#m2各自的尺寸。作为一例,第1间隔阈值THD1可以设定为重叠量与线宽相加所得的值(或者,比该值大的值)。
此外,外壁部分SL_ow与内壁部分SL_iw之间的间隔D小于造型物BO#m1及SL#m2各自的线宽的倾斜构造物SST对于造型装置SYS来说是不可能造型出的构造物。因此,外壁部分SL_ow与内壁部分SL_iw之间的间隔D为线宽以下的情况下,造型装置SYS也可以输出无法造型出这种倾斜构造物SST的警告。
(4-5)第5变化例
所述说明中,造型装置SYS如图8(a)及图8(b)所示,造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS以沿着与扫描方向即X轴方向交叉的倾倒方向(即,Y轴方向)倾倒的方式倾斜。即,所述说明中,造型装置SYS造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS以沿着与扫描方向不同的倾倒方向倾倒的方式倾斜,所述扫描方向是为了造型构造层SL#m而造型的造型物BO#m1及BO#m2各自的延伸方向。而第5变化例中,造型装置SYS如图38(a)及图38(b)所示,也可以造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS以沿着扫描方向倾倒(即,沿着与扫描方向为相同方向的倾倒方向倾倒)的方式倾斜。即,造型装置SYS也可以造型出具备倾斜面SS的倾斜构造物SST,所述倾斜面SS包含越靠光轴方向的上方则越沿着扫描方向远离的部位而倾斜。
以下,对造型构成具备倾斜面SS的倾斜构造物SST的构造层SL#m的动作流程进行说明,所述倾斜面SS以沿着扫描方向倾倒的方式倾斜。此外,下面主要对在所述第1及第2造型动作与第5变化例中的造型动作之间不同的工序进行说明。无特殊说明的第5变化例中的造型动作的工序可以与第1及第2造型动作的工序相同。
首先,造型装置SYS在被设定为造型面MS的工件W的表面WS,造型构成倾斜构造物SST的第1层构造层SL#1。具体来说,如图39(a)及图39(b)所示,与进行第1造型动作的情况同样地,造型装置SYS造型造型物BO#11及BO#12,由此造型出构造层SL#1。
然后,造型出构造层SL#1之后,造型装置SYS在将构造层SL#1的表面设定为新的造型面MS的基础上,在构造层SL#1上造型构成倾斜构造物SST的第2层构造层SL#2。具体来说,与进行第1造型动作的情况同样地,造型装置SYS造型造型物BO#21及BO#22,由此造型出构造层SL#2。
但第5变化例中,造型装置SYS也可以在倾倒方向即Y轴方向上,不以分别供设定用来造型造型物BO#21及BO#22的照射目标位置EP的位置P#21及P#22各者与分别供设定用来造型造型物BO#11及BO#12的照射目标位置EP的位置P#11及P#12各者成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。例如,造型装置SYS也可以在倾倒方向即Y轴方向上,以位置P#21及P#22各者与位置P#11及P#12各者成为相同位置的方式,设定照射目标位置EP。
另一方面,第5变化例中,如图40(a)及图40(b)所示,造型装置SYS在扫描方向即X轴方向上,以分别供设定用来造型造型物BO#21及BO#22的照射目标位置EP的两个区域的端部AE#21及AE#22各者(参照图40(b)上侧的图)与分别供设定用来造型造型物BO#11及BO#12的照射目标位置EP的两个区域的端部AE#11及AE#12各者(参照图40(b)下侧的图)成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。即,造型装置SYS在扫描方向即X轴方向上,以端部AE#21及AE#22各者与端部AE#11及AE#12各者分离的方式,设定照射目标位置EP。此外,端部AE#21是供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的区域的扫描方向上的端部。更特定来说,端部AE#21是供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的区域的扫描方向上的两个端部(两端)中,位于倾斜面SS侧(图40(a)及图40(b)所示的例子中为+X侧)的一端部。关于端部AE#11及AE#12以及AE#22也同样如此。
设定好用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP之后,造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对构造层SL#1中应该造型造型物BO#21的区域照射造型光EL。结果,在构造层SL#1上应该造型造型物BO#21的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。结果,造型出造型物BO#21。之后,设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP。然后,造型装置SYS一面使照射目标位置EP相对于造型面MS而移动,一面对造型物BO#21中应该造型造型物BO#22的区域照射造型光EL。结果,如图40(b)所示,在造型物BO#21上应该造型造型物BO#22的区域形成熔融池MP。进而,在造型面MS形成有熔融池MP的情况下,从材料喷嘴212向熔融池MP供给造型材料M。此外,图40(b)中的熔融池MP归根到底只是一个例子,也可以在与图40(b)所示的位置不同的位置,形成形状与图40(b)所示的形状不同的熔融池MP。结果,造型出造型物BO#22。结果,如图41(a)及图41(b)所示,造型出包含造型物BO#21及BO#22的构造层SL#2。如图41(a)及图41(b)所示,扫描方向(X轴方向)上的造型物BO#21的端部BE#21(尤其是倾斜面SS侧即+X侧的端部)及扫描方向上的造型物BO#22的端部BE#22(尤其是倾斜面SS侧即+X侧的端部)各者与扫描方向上的造型物BO#11的端部BE#11(尤其是倾斜面SS侧即+X侧的端部)及扫描方向上的造型物BO#12的端部BE#12(尤其是倾斜面SS侧即+X侧的端部)各者位于不同位置。即,在扫描方向即X轴方向上,端部BE#21及BE#22各者与端部BE#11及BE#12各者分离。结果,以端部BE#21及BE#22朝向相对于光轴方向即Z轴方向(即,重力方向)倾斜的方向从构造层SL#1延伸的方式,造型出造型物BO#21及BO#22。结果,造型物BO#21及BO#22(尤其是端部BE#21及BE#22)能够与构造层SL#1一起形成以沿着扫描方向即X轴方向倾倒的方式倾斜的倾斜面SS。
之后,造型装置SYS反复进行形成构造层SL的动作,直到形成构成倾斜构造物SST的所有构造层SL为止。此外,在构造层SL#m(其中,m是表示1以上的整数的变量)上造型构造层SL#n(其中,n是表示比m大1的整数的变量)的动作与在构造层SL#1上造型构造层SL#2的动作相同。结果,如图42(a)及图42(b)所示,造型出由多个构造层SL构成且包含倾斜面SS的倾斜构造物SST。
(4-6)第6变化例
第6变化例中,造型装置SYS也可以通过进行用来造型所述倾斜构造物SST的造型动作,而造型内部形成有空隙SP的三维构造物ST。以后说明中,为了便于说明,将内部形成有空隙SP的三维构造物ST称为“空隙构造物PST”。以下,对造型空隙构造物PST的动作进行说明。此外,下面对造型空隙构造物PST的动作进行说明,所述空隙构造物PST如图43,即表示空隙构造物PST的一例的剖视图所示,具备:基底部件PSTb;筒状的壁部件PSTw,从基底部件PSTb沿着Z轴方向突出,且内部形成有空隙SP(即,形成有包围空隙SP的内壁);及顶板部件PSTc,以将空隙SP至少部分堵住的方式形成在壁部件PSTw的上部。此外,基底部件PSTb、壁部件PSTw及顶板部件PSTc只不过是为了便于说明而区别开来的,典型的情况是,基底部件PSTb、壁部件PSTw及顶板部件PSTc一体化。
首先,如图44所示,造型装置SYS将工件W的表面WS设定为造型面MS,在造型面MS上造型基底部件PSTb。此外,图43所示的例子中,基底部件PSTb在工件W的表面WS水平(即,载置面311水平)的状态下,不具备相对于重力方向倾斜的倾斜面SS。因此,造型装置SYS可以通过进行附加加工的基本动作,而造型基底部件PSTb。但基底部件PSTb具备倾斜面SS的情况下,造型装置SYS也可以通过进行用来造型倾斜构造物SST的造型动作,而造型基底部件PSTb。
之后,如图45所示,造型装置SYS将基底部件PSTb的表面设定为造型面MS,在造型面MS上造型壁部件PSTw。此外,图43所示的例子中,壁部件PSTw在工件W的表面WS水平(即,载置面311水平)的状态下,不具备相对于重力方向倾斜的倾斜面SS。因此,造型装置SYS可以通过进行附加加工的基本动作,而造型壁部件PSTw。但壁部件PSTw具备倾斜面SS的情况下,造型装置SYS也可以通过进行用来造型倾斜构造物SST的造型动作,而造型壁部件PSTw。
之后,造型装置SYS将壁部件PSTw的表面设定为造型面MS,在造型面MS上造型顶板部件PSTc。但在工件W的表面WS水平(即,载置面311水平)的状态下,顶板部件PSTc具备与重力方向正交的面。因此,在工件W的表面WS水平(即,载置面311水平)的状态下,造型装置SYS有可能难以造型顶板部件PSTc。于是,如图46所示,造型装置SYS使载台31移动,让工件W的表面WS(即,载置面311)不水平(具体为相对于重力方向即Z轴方向倾斜)。换言之,造型装置SYS使载台31移动,让工件W的表面WS的法线N(即,载置面311的法线)不水平(具体为相对于重力方向即Z轴方向倾斜)。结果,在图46所示的状态下,顶板部件PSTc成为具备相对于重力方向倾斜的倾斜面SS的倾斜构造物SST。因此,如图47所示,造型装置SYS能够通过在载置于工件W的表面WS且包含基底部件PSTb及壁部件PSTw的物体上,造型具备相对于重力方向倾斜的倾斜面SS的倾斜构造物SST,而造型出顶板部件PSTc。即,造型装置SYS通过进行用来造型倾斜构造物SST的造型动作,而在工件W的表面WS的上方(即,载置面311的上方)造型顶板部件PSTc。
这时,造型装置SYS是以在顶板部件PSTc的下方包含相当于空隙SP的空间的方式,造型顶板部件PSTc。具体来说,造型装置SYS造型包含面向空隙SP的倾斜面SS的顶板部件PSTc。
此外,造型装置SYS可以通过在一壁部件PSTw(例如,图47所示的左侧的壁部件PSTw)上造型顶板部件PSTc,而造型将一壁部件PSTw和位于与一壁部件PSTw不同的位置的另一壁部件PStw(例如,图47所示的右侧的壁部件PSTw)连接的顶板部件PSTc。或者,造型装置SYS也可以在一壁部件PSTw(例如,图47所示的左侧的壁部件PSTw)上造型作为顶板部件PSTc的一部分的第1顶板部分,且在另一壁部件PStw(例如,图47所示的右侧的壁部件PSTw)上造型作为顶板部件PSTc的另一部分且与第1顶板部分相连的第2顶板部分。
造型顶板部件PSTc的情况下,工件W的表面WS的法线N(即,载置有工件W的载台31的载置面311的法线)与重力方向所成的角度θ1和沿着顶板部件PSTc的倾斜面SS的方向与重力方向所成的角度θ2的总和可以为90度以上。图47示出了角度θ1和角度θ2的总和为90度的例子。
如此,第6变化例中,造型出空隙构造物PST。
(4-7)第7变化例
所述说明中,造型装置SYS为了在构造层SL#1上造型构造层SL#2,而造型造型物BO#11,且在造型物BO#11上造型造型物BO#12,由此造型出构造层SL#1,之后在造型物BO#12上造型造型物BO#21,且在造型物BO#21上造型造型物BO#22,由此造型出构造层SL#2。
第7变化例中,造型装置SYS为了在构造层SL#1上造型构造层SL#2,也可以首先如图48所示,在造型面MS上造型沿着倾倒方向即Y轴方向排列的造型物BO#11及BO#12。结果,造型出包含造型物BO#11及BO#12的构造层SL#1。之后,造型装置SYS可以于在造型物BO#11的表面或内部设定照射目标位置EP的基础上,对造型物BO#11照射造型光EL,由此造型出造型物BO#21。即,造型装置SYS可以在造型物BO#11上造型造型物BO#21。进而,造型装置SYS可以于在造型物BO#12的表面或内部设定照射目标位置EP的基础上,对造型物BO#12照射造型光EL,由此造型出造型物BO#22。即,造型装置SYS可以在造型物BO#12上造型造型物BO#22。如此,如图49所示,造型装置SYS可以在构造层SL#1上造型出沿着倾倒方向即Y轴方向排列的造型物BO#21及BO#22。
这时,如说明第1或第2造型动作时所说明的那样,造型装置SYS可以在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#21的照射目标位置EP的位置P#21与供设定用来造型造型物BO#11的照射目标位置EP的位置P#11成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。进而,造型装置SYS也可以在倾倒方向即Y轴方向上,以供设定用来造型造型物BO#22的照射目标位置EP的位置P#22与供设定用来造型造型物BO#12的照射目标位置EP的位置P#12成为不同位置的方式,设定照射目标位置EP。结果,如图49所示,包含造型物BO#21及BO#22的构造层SL#2能够与构造层SL#1一起形成以沿着倾倒方向即Y轴方向倾倒的方式倾斜的倾斜面SS。
此外,在构造层SL#m上造型构造层SL#n的情况也同样地,造型装置SYS可以通过造型沿着倾倒方向即Y轴方向排列的造型物BO#m1及BO#m2,而造型构造层SL#m。之后,造型装置SYS可以于在造型物BO#m1的表面或内部设定照射目标位置EP的基础上,对造型物BO#m1照射造型光EL,由此造型出造型物BO#n1。进而,造型装置SYS可以于在造型物BO#m2的表面或内部设定照射目标位置EP的基础上,对造型物BO#m2照射造型光EL,由此造型出造型物BO#n2。即,造型装置SYS可以通过在构造层SL#m上造型沿着倾倒方向即Y轴方向排列的造型物BO#n1及BO#n2,而造型构造层SL#n。
通过进行这种动作,造型装置SYS可以造型出所述倾斜构造物SST。
(4-8)第8变化例
未被用于三维构造物ST的造型的造型材料M有可能残留在工件W及载台31中的至少一者之上。或者,未被用于三维构造物ST的造型的造型材料M的一部分有可能从工件W的表面向工件W的外部(例如,向载台31)飞溅或撒落。因此,造型装置SYS也可以具备回收未被用于三维构造物ST的造型的造型材料M的回收装置。回收装置所回收到的造型材料M可以从材料喷嘴212向工件W供给。
回收装置回收造型材料M的情况下,如图50所示,造型装置SYS为了将工件W及载台31中的至少一者之上残留的造型材料M回收至回收装置,可以利用载台驱动系统32,使载台31旋转。例如,造型装置SYS可以利用载台驱动系统32,使载台31θX绕着载台31θX的旋转轴RX(典型的情况是沿着X轴的旋转轴)旋转。例如,造型装置SYS可以利用载台驱动系统32,使载台31θZ绕着载台31θZ的旋转轴RZ旋转。结果,工件W及载台31中的至少一者之上残留的造型材料M通过载台31旋转的离心力及重力中的至少一者的作用,被从工件W及载台31中的至少一者去除。结果,回收装置能够得当地回收工件W上或载台31上残留的造型材料M。
或者也可以为:即便是回收装置不回收造型材料M,或造型装置SYS不具备回收装置的情况,造型装置SYS依然利用载台驱动系统32,使载台31旋转。结果,工件W及载台31中的至少一者之上残留的造型材料M通过载台31旋转的离心力及重力中的至少一者的作用,被从工件W及载台31中的至少一者去除。因此,工件W及载台31中的至少一者之上残留的造型材料M对工件Z的附加加工(即,三维构造物ST的造型)造成不良影响的可能性降低。
(4-9)其它变化例
所述说明中,造型装置SYS是通过向工件W照射造型光EL而对工件W进行加工。但造型装置SYS也可以通过向工件W照射任意能量束而对工件W进行加工。该情况下,造型装置SYS也可以除了光源5及照射光学系统2111以外进而具备能够照射任意能量束的射束照射装置,或具备所述射束照射装置来取代光源5及照射光学系统2111。作为任意能量束的一例,例举荷电粒子束及电磁波等中的至少一者。作为荷电粒子束的一例,例举电子束及离子束等中的至少一者。
(5)附注
关于以上所说明的实施方式,进而记载以下附注。
[附注1]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以将第1位置作为所述能量束的照射位置,照射能量束,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1造型物照射所述能量束,造型第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1构造层的第3位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1构造层照射所述能量束,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置,对所述第3造型物照射所述能量束,造型第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着所述光学系统的光轴方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述光轴方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述光轴方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和所述光轴方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以造型出至少包含所述第1构造层及所述第2构造层且相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
[附注2]
根据附注1所述的造型装置,其中
所述造型控制部以在所述光轴方向上所述第1位置与所述第2位置成为相同位置、在所述交叉方向上所述第1位置与所述第2位置成为相同位置、在所述光轴方向上所述第3位置与所述第4位置成为相同位置、及/或在所述交叉方向上所述第3位置与所述第4位置成为相同位置的方式,控制所述造型部。
[附注3]
根据附注1或2所述的造型装置,其中
所述造型控制部以沿着所述光轴方向的所述第1位置与所述第2位置之间的距离、及沿着所述交叉方向的所述第1位置与所述第2位置之间的距离、沿着所述光轴方向的所述第3位置与所述第4位置之间的距离、及沿着所述交叉方向的所述第3位置与所述第4位置之间的距离中的至少一者比既定距离短的方式,控制所述造型部。
[附注4]
根据附注1至3中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部以沿着所述交叉方向的所述第2位置与所述第3位置之间的距离比既定距离长的方式,控制所述造型部。
[附注5]
根据附注1至4中任一项所述的造型装置,其中
所述第1构造层的宽度大于所述第1造型物的宽度,且
所述第2构造层的宽度大于所述第3造型物的宽度。
[附注6]
根据附注1至5中任一项所述的造型装置,其中
所述第1构造层的高度高于所述第1造型物的高度,且
所述第2构造层的高度高于所述第3造型物的高度。
[附注7]
根据附注1至6中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部(i)以在包含所述交叉方向的面内,所述照射位置沿着扫描方向相对地移动的方式,控制所述造型部;且(ii)以包含所述第1构造层及所述第2构造层的所述构造物包含以沿着所述扫描方向倾倒的方式倾斜的倾斜面的方式,控制所述造型部,所述第1构造层及所述第2构造层是通过使所述照射位置沿着所述扫描方向相对地移动而造型出的。
[附注8]
根据附注7所述的造型装置,其中
所述造型控制部以在形成所述第1构造层的期间内被照射所述能量束的区域的第1端部与在形成所述第2构造层的期间内被照射所述能量束的区域的第2端部在所述扫描方向上分离的方式,控制所述造型部,其中所述第2构造层形成在所述第1构造层上。
[附注9]
根据附注1至8中任一项所述的造型装置,其中
所述第3位置包含所述第1构造层的表面上的位置,且
所述第4位置包含所述第3造型物的内部的位置、或所述第1构造层的表面上的位置。
[附注10]
根据附注1至9中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部以将所述第2造型物造型在所述第1造型物上,将所述第3造型物造型在所述第2造型物上,且将所述第4造型物造型在所述第3造型物上的方式,控制所述造型部。
[附注11]
根据附注1至10中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部以将所述第3造型物造型在所述第1构造层上的方式,控制所述造型部。
[附注12]
根据附注8所述的造型装置,其中
包含所述第1端部及第2端部的所述构造物的端面沿着所述扫描方向倾斜。
[附注13]
根据附注7、8或12所述的造型装置,其中
所述造型控制部以所述倾斜面的下方成为空间的方式,控制所述造型部。
[附注14]
根据附注1至13中任一项所述的造型装置,其中
所述能量束的照射位置包含所述能量束的照射目标位置及所述能量束的聚光目标位置中的至少一者。
[附注15]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部能够根据用户的输入,切换第1动作模式与第2动作模式,所述第1动作模式用来造型包含相对于重力方向以第1角度交叉的倾斜面的第1构造物,所述第2动作模式用来造型包含相对于所述重力方向以第2角度交叉的倾斜面的第2构造物。
[附注16]
根据附注15所述的造型装置,其中
所述第1构造物及所述第2构造物各自包含积层的多个构造层,且
在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数与在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数不同。
[附注17]
根据附注16所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数多于在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数。
[附注18]
根据附注16所述的造型装置,其中
所述第1角度与所述第2角度相同,且
在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数多于在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数。
[附注19]
根据附注15至18中任一项所述的造型装置,其中
以所述第1动作模式动作的所述造型装置对第1位置照射所述能量束,造型第1造型物,且对所述第1造型物的第2位置照射所述能量束,造型第2造型物,由此形成包含所述第1造型物及所述第2造型物的各构造层,且
以所述第2动作模式动作的所述造型装置对第1位置照射所述能量束,造型所述第3造型物,但不对所述第1造型物的所述第2位置照射所述能量束,从而形成包含所述第3造型物的各构造层。
[附注20]
根据附注15至19中任一项所述的造型装置,其中
所述第1构造物及所述第2构造物各自包含积层的多个构造层,且
在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的特性与在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的特性不同。
[附注21]
根据附注20所述的造型装置,其中
所述能量束的特性包含所述能量束的强度。
[附注22]
根据附注21所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的强度高于在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的强度。
[附注23]
根据附注15至22中任一项所述的造型装置,其
还具备使所述能量束的照射位置移动的移动装置,且
在所述第1动作模式下形成各构造层时的所述照射位置的移动样态与在所述第2动作模式下形成各构造层时的所述照射位置的移动样态不同。
[附注24]
根据附注23所述的造型装置,其中
所述移动样态包含移动速度。
[附注25]
根据附注24所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下形成各构造层时的所述移动速度慢于在所述第2动作模式下形成各构造层时的所述移动速度。
[附注26]
根据附注15至25中任一项所述的造型装置,其中
在所述第1动作模式下形成各构造层时从所述材料供给部供给所述造型材料的供给样态与在所述第2动作模式下形成各构造层时从所述材料供给部供给所述造型材料的供给样态不同。
[附注27]
根据附注26所述的造型装置,其中
所述供给样态包含供给量。
[附注28]
根据附注27所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下形成各构造层时的所述供给量多于在所述第2动作模式下形成各构造层时的所述供给量。
[附注29]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含向物体射出能量束的光学系统的射束照射部、向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部、及能够变更所述物体相对于所述射束照射部的姿势的姿势变更装置;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以变更被照射所述能量束的所述物体的姿势,以使载置有所述物体的载置面的法线相对于重力方向倾斜,并将包含沿着相对于所述重力方向倾斜的倾斜方向延伸的倾斜面的构造物造型在所述载置面的上方的方式,控制所述造型部;且
在所述构造物的下方至少包含空间。
[附注30]
根据附注29所述的造型装置,其中
在所述物体形成有由内壁面围成的空隙,且
所述造型控制部以将包含面向所述空隙的所述倾斜面的所述构造物形成在所述载置面的上方的方式,控制所述造型部。
[附注31]
根据附注30所述的造型装置,其中
所述造型控制部以将使所述空隙至少部分被堵住的所述构造物形成在所述载置面的上方的方式,控制所述造型部。
[附注32]
根据附注29至31中任一项所述的造型装置,其中
所述载置面的法线与所述重力方向所成的角度和所述倾斜方向与所述重力方向所成的角度的总和为90度以上。
[附注33]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以将第1位置作为能量束的照射位置或聚光位置,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第2造型物的方式,控制所述造型部;且
以将所述第2造型物的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第4造型物的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着重力方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着重力方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着重力方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和重力方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部。
[附注34]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以将第1位置作为能量束的照射位置或聚光位置,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第2造型物的方式,控制所述造型部;且
以将所述第2造型物的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第4造型物的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着所述光学系统的光轴方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述光轴方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述光轴方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和所述光轴方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部。
[附注35]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以反复进行层形成动作,并使多个构造层积层,由此形成包含倾斜的倾斜面的构造物的方式,控制所述造型部,所述层形成动作是指,对第1位置照射所述能量束,造型造型物,且将通过对所述第1位置照射所述能量束而造型出的造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置,造型造型物,由此形成所述构造层。
[附注36]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以沿着与所述光学系统的光轴方向交叉的交叉面内的扫描方向,将第1位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第1造型物,沿着所述交叉面内的扫描方向,将第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1造型物的至少一部分的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第3造型物,将所述第2造型物的至少一部分的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1造型物及所述第2造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型,所述第3造型物及所述第4造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型的方式,控制所述造型部;且
以通过形成至少包含所述第1构造层及所述第2构造层的构造层而造型出相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
[附注37]
根据附注36所述的造型装置,其中
所述造型控制部以造型出向所述扫描方向侧倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
[附注38]
根据附注36或37所述的造型装置,其中
所述倾斜的构造物的倾斜面包含越靠所述光轴方向的上方则越沿着所述扫描方向远离的部位。
[附注39]
一种造型装置,包含:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以沿着与重力方向交叉的交叉面内的扫描方向,将第1位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第1造型物,沿着所述交叉面内的扫描方向,将第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1造型物的至少一部分的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第3造型物,将所述第2造型物的至少一部分的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1造型物及所述第2造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型,所述第3造型物及所述第4造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型的方式,控制所述造型部;且
以通过形成至少包含所述第1构造层及所述第2构造层的构造层而造型出相对于所述重力方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
[附注40]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法以将第1位置作为所述能量束的照射位置,照射能量束,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1造型物照射所述能量束,造型第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1构造层的第3位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1构造层照射所述能量束,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置,对所述第3造型物照射所述能量束,造型第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着所述光学系统的光轴方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述光轴方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述光轴方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和所述光轴方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以造型出至少包含所述第1构造层及所述第2构造层且相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
[附注41]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法能够根据用户的输入,切换第1动作模式与第2动作模式,所述第1动作模式用来造型包含相对于重力方向以第1角度交叉的倾斜面的第1构造物;所述第2动作模式用来造型包含相对于所述重力方向以第2角度交叉的倾斜面的第2构造物。
[附注42]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含向物体射出能量束的光学系统的射束照射部、向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部、及能够变更所述物体相对于所述射束照射部的姿势的姿势变更装置;且
该造型方法以变更被照射所述能量束的所述物体的姿势,以使载置有所述物体的载置面的法线相对于重力方向倾斜,并将包含沿着相对于所述重力方向倾斜的倾斜方向延伸的倾斜面的构造物造型在所述载置面的上方的方式,控制所述造型部;且
在所述构造物的下方至少包含空间。
[附注43]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法以将第1位置作为能量束的照射位置或聚光位置,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第2造型物的方式,控制所述造型部;且
以将所述第2造型物的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第4造型物的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着重力方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着重力方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着重力方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和重力方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部。
[附注44]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法以将第1位置作为能量束的照射位置或聚光位置,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第2造型物的方式,控制所述造型部;且
以将所述第2造型物的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,造型第4造型物的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着所述光学系统的光轴方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述光轴方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述光轴方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和所述光轴方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部。
[附注45]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法以反复进行层形成动作,并使多个构造层积层,由此形成包含倾斜的倾斜面的构造物的方式,控制所述造型部,所述层形成动作是指,对第1位置照射所述能量束,造型造型物,且将通过对所述第1位置照射所述能量束而造型出的造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置,造型造型物,由此形成所述构造层。
[附注46]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法以沿着与所述光学系统的光轴方向交叉的交叉面内的扫描方向,将第1位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第1造型物,沿着所述交叉面内的扫描方向,将第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1造型物的至少一部分的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第3造型物,将所述第2造型物的至少一部分的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1造型物及所述第2造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型,所述第3造型物及所述第4造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型的方式,控制所述造型部;且
以通过形成至少包含所述第1构造层及所述第2构造层的构造层而造型出相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
[附注47]
一种造型方法,
使用造型部造型构造物,所述造型部至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;且
该造型方法以沿着与重力方向交叉的交叉面内的扫描方向,将第1位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第1造型物,沿着所述交叉面内的扫描方向,将第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1造型物的至少一部分的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第3造型物,将所述第2造型物的至少一部分的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1造型物及所述第2造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型,所述第3造型物及所述第4造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型的方式,控制所述造型部;且
以通过形成至少包含所述第1构造层及所述第2构造层的构造层而造型出相对于所述重力方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
所述各实施方式的构成要件的至少一部分可以与所述各实施方式的构成要件的至少另一部分适当组合。也可以不使用所述各实施方式的构成要件中的一部分。另外,在法令允许的范围内,援用所述各实施方式中引用的所有公开公报及美国专利的揭示内容作为本文记载的一部分。
本发明并不限于所述实施例,可以在不违反从权利要求书及整个说明书读取到的发明的主旨或思想的范围内适当进行变更,伴有这种变更的造型装置及造型方法也包含在本发明的技术范围内。
符号说明
SYS 造型装置
2 造型单元
21 造型头
211 射束照射部
2111 照射光学系统
212 材料喷嘴
22 头驱动系统
3 载台单元
31,31θX,31θZ 载台
32 载台驱动系统
7 控制装置
W 工件
EL 造型光
EP 照射目标位置
MS 造型面
ST 三维构造物
SST 倾斜构造物
SS 倾斜面
SL 构造层
BO 造型物
PP 加工路径
AX 光轴
MP 熔融池

Claims (31)

1.一种造型装置,具备:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以将第1位置作为所述能量束的照射位置,照射能量束,造型第1造型物,且将所述第1造型物的第2位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1造型物照射所述能量束,造型第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1构造层的第3位置作为所述能量束的照射位置,对所述第1构造层照射所述能量束,造型第3造型物,且将所述第3造型物的第4位置作为所述能量束的照射位置,对所述第3造型物照射所述能量束,造型第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着所述光学系统的光轴方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述光轴方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述光轴方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以所述第1位置与所述第2位置的沿着和所述光轴方向交叉的交叉方向的距离、及所述第3位置与所述第4位置的沿着所述交叉方向的距离中的至少一者比所述第2位置与所述第3位置的沿着所述交叉方向的距离短的方式,控制所述造型部;且
以造型出至少包含所述第1构造层及所述第2构造层且相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
2.根据权利要求1所述的造型装置,其中
所述造型控制部以在所述光轴方向上所述第1位置与所述第2位置成为相同位置、在所述交叉方向上所述第1位置与所述第2位置成为相同位置、在所述光轴方向上所述第3位置与所述第4位置成为相同位置、及/或在所述交叉方向上所述第3位置与所述第4位置成为相同位置的方式,控制所述造型部。
3.根据权利要求1或2所述的造型装置,其中
所述造型控制部以沿着所述光轴方向的所述第1位置与所述第2位置之间的距离、及沿着所述交叉方向的所述第1位置与所述第2位置之间的距离、沿着所述光轴方向的所述第3位置与所述第4位置之间的距离、及沿着所述交叉方向的所述第3位置与所述第4位置之间的距离中的至少一者比既定距离短的方式,控制所述造型部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部以沿着所述交叉方向的所述第2位置与所述第3位置之间的距离比既定距离长的方式,控制所述造型部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的造型装置,其中
所述第1构造层的宽度大于所述第1造型物的宽度,且
所述第2构造层的宽度大于所述第3造型物的宽度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的造型装置,其中
所述第1构造层的高度高于所述第1造型物的高度,且
所述第2构造层的高度高于所述第3造型物的高度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部(i)以在包含所述交叉方向的面内,所述照射位置沿着扫描方向相对地移动的方式,控制所述造型部;且(ii)以包含所述第1构造层及所述第2构造层的所述构造物包含以沿着所述扫描方向倾倒的方式倾斜的倾斜面的方式,控制所述造型部,所述第1构造层及所述第2构造层是通过使所述照射位置沿着所述扫描方向相对地移动而造型出的。
8.根据权利要求7所述的造型装置,其中
所述造型控制部以在形成所述第1构造层的期间内被照射所述能量束的区域的第1端部与在形成所述第2构造层的期间内被照射所述能量束的区域的第2端部在所述扫描方向上分离的方式,控制所述造型部,其中所述第2构造层形成在所述第1构造层上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的造型装置,其中
所述第3位置包含所述第1构造层的表面上的位置,且
所述第4位置包含所述第3造型物的内部的位置、或所述第1构造层的表面上的位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部以将所述第2造型物造型在所述第1造型物上,将所述第3造型物造型在所述第2造型物上,且将所述第4造型物造型在所述第3造型物上的方式,控制所述造型部。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的造型装置,其中
所述造型控制部以将所述第3造型物造型在所述第1构造层上的方式,控制所述造型部。
12.根据权利要求8所述的造型装置,其中
包含所述第1端部及第2端部的所述构造物的端面沿着所述扫描方向倾斜。
13.根据权利要求7、8或12所述的造型装置,其中
所述造型控制部以所述倾斜面的下方成为空间的方式,控制所述造型部。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的造型装置,其中
所述能量束的照射位置包含所述能量束的照射目标位置及所述能量束的聚光目标位置中的至少一者。
15.一种造型装置,具备:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部能够根据用户的输入,切换第1动作模式与第2动作模式,所述第1动作模式用来造型包含相对于重力方向以第1角度交叉的倾斜面的第1构造物,所述第2动作模式用来造型包含相对于所述重力方向以第2角度交叉的倾斜面的第2构造物。
16.根据权利要求15所述的造型装置,其中
所述第1构造物及所述第2构造物各自包含积层的多个构造层,且
在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数与在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数不同。
17.根据权利要求16所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数多于在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数。
18.根据权利要求16所述的造型装置,其中
所述第1角度与所述第2角度相同,且
在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数多于在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的照射次数。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的造型装置,其中
以所述第1动作模式动作的所述造型装置对第1位置照射所述能量束,造型第1造型物,且对所述第1造型物的第2位置照射所述能量束,造型第2造型物,由此形成包含所述第1造型物及所述第2造型物的各构造层,且
以所述第2动作模式动作的所述造型装置对第1位置照射所述能量束,造型第3造型物,但不对所述第1造型物的所述第2位置照射所述能量束,从而形成包含所述第3造型物的各构造层。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的造型装置,其中
所述第1构造物及所述第2构造物各自包含积层的多个构造层,且
在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的特性与在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的特性不同。
21.根据权利要求20所述的造型装置,其中
所述能量束的特性包含所述能量束的强度。
22.根据权利要求21所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的强度高于在所述第2动作模式下用来形成各构造层的所述能量束的强度。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的造型装置,其
还具备使所述能量束的照射位置移动的移动装置,且
在所述第1动作模式下形成各构造层时的所述照射位置的移动样态与在所述第2动作模式下形成各构造层时的所述照射位置的移动样态不同。
24.根据权利要求23所述的造型装置,其中
所述移动样态包含移动速度。
25.根据权利要求24所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下形成各构造层时的所述移动速度慢于在所述第2动作模式下形成各构造层时的所述移动速度。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的造型装置,其中
在所述第1动作模式下形成各构造层时从所述材料供给部供给所述造型材料的供给样态与在所述第2动作模式下形成各构造层时从所述材料供给部供给所述造型材料的供给样态不同。
27.根据权利要求26所述的造型装置,其中
所述供给样态包含供给量。
28.根据权利要求27所述的造型装置,其中
在所述第1角度大于所述第2角度的情况下,在所述第1动作模式下形成各构造层时的所述供给量多于在所述第2动作模式下形成各构造层时的所述供给量。
29.一种造型装置,具备:
造型部,至少具备包含射出能量束的光学系统的射束照射部、及向所述能量束的照射位置供给造型材料的材料供给部;以及
造型控制部,控制所述造型部对构造物的造型;且
所述造型控制部以沿着与所述光学系统的光轴方向交叉的交叉面内的扫描方向,将第1位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第1造型物,沿着所述交叉面内的扫描方向,将第2位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第2造型物,由此造型出第1构造层的方式,控制所述造型部;且
以将所述第1造型物的至少一部分的第3位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第3造型物,将所述第2造型物的至少一部分的第4位置作为所述能量束的照射位置或聚光位置,使所述能量束移动来造型沿着所述扫描方向延伸的第4造型物,由此造型出第2构造层的方式,控制所述造型部;且
以所述第1造型物及所述第2造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型,所述第3造型物及所述第4造型物在与所述扫描方向交叉的方向上排列而被造型的方式,控制所述造型部;且
以通过形成至少包含所述第1构造层及所述第2构造层的构造层而造型出相对于所述光轴方向倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
30.根据权利要求29所述的造型装置,其中
所述造型控制部以造型出向所述扫描方向侧倾斜的构造物的方式,控制所述造型部。
31.根据权利要求29或30所述的造型装置,其中
所述倾斜的构造物的倾斜面包含越靠所述光轴方向的上方则越沿着所述扫描方向远离的部位。
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