DE112017006012T5

DE112017006012T5 - Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands

Info

Publication number: DE112017006012T5
Application number: DE112017006012.5T
Authority: DE
Inventors: Akifumi Nakamura; Norio Yoshida; Noriyasu Nakashima
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-09-26
Also published as: WO2018097298A1; JPWO2018097298A1; CN109996628A; CN109996628B; US20190375011A1; JP6778887B2; US11453054B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands durch eine kontinuierliche Bildung einer Mehrzahl von verfestigten Schichten durch eine Bestrahlung mit einem Lichtstrahl bereitgestellt, wobei der dreidimensionale Formgegenstand mit einem hohlen Abschnitt in einem Inneren des Formgegenstands bereitgestellt wird. Das Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt die Bildung der verfestigten Schicht durch Bestrahlen eines Ausgangsmaterials mit einem Lichtstrahl beim Zuführen des Ausgangsmaterials durch, wodurch ein Sintern des Ausgangsmaterials oder ein Schmelzen und ein nachfolgendes Erstarren des Ausgangsmaterials ermöglicht werden. Insbesondere wird ein verfestigter Basisabschnitt als Teil des dreidimensionalen Formgegenstands bereitgestellt, wobei der verfestigte Basisabschnitt als Plattform zur Bildung einer nachfolgenden Schicht, die als die verfestigte Schicht bereitgestellt wird, verwendet wird. Die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts wird vor der Bildung der nachfolgenden verfestigten Schicht verändert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands. Insbesondere betrifft die Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands, bei dem eine kontinuierliche Bildung einer Mehrzahl von verfestigten Schichten durch eine Bestrahlung mit einem Lichtstrahl durchgeführt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bisher ist ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands durch eine kontinuierliche Bildung einer Mehrzahl von verfestigten Schichten durch eine Bestrahlung mit einem Lichtstrahl bekannt. Beispielsweise gibt es eine „Pulverbettverschmelzung“ und eine „LMD (Lasermetallabscheidung)“ als ein solches Verfahren.
Die Pulverbettverschmelzung kann den dreidimensionalen Formgegenstand durch ein abwechselndes Wiederholen einer Pulverschicht-Bildung und einer Bildung einer verfestigten Schicht auf der Basis der folgenden (i) und (ii) erzeugen:

(i) Bilden einer verfestigten Schicht durch Bestrahlen eines vorgegebenen Abschnitts einer Pulverschicht mit einem Lichtstrahl, wodurch ein Sintern des vorgegebenen Abschnitts des Pulvers oder ein Schmelzen und ein nachfolgendes Erstarren des vorgegebenen Abschnitts ermöglicht werden; und
(ii) Bilden einer weiteren verfestigten Schicht durch neu Bilden einer Pulverschicht auf der gebildeten verfestigten Schicht, worauf die neue Pulverschicht mit dem Lichtstrahl entsprechend bestrahlt wird.

Diese Art der Herstellungstechnologie ermöglicht die Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands mit dessen komplizierter Konturform. Der so erhaltene dreidimensionale Formgegenstand kann als Metallformwerkzeug in einem Fall verwendet werden, bei dem das anorganische Pulver (z.B. ein Metallpulvermaterial) als das Pulvermaterial verwendet wird. Andererseits kann der dreidimensionale Formgegenstand auch als verschiedene Arten von Modellen oder Nachbildungen in einem Fall verwendet werden, bei dem ein organisches Pulvermaterial (z.B. ein Harzpulvermaterial) als das Pulvermaterial verwendet wird.
Unter Verwendung eines Falls als Beispiel, bei dem das Metallpulver als Pulvermaterial verwendet wird und der daraus hergestellte dreidimensionale Formgegenstand als Metallformwerkzeug verwendet wird, wird die Pulverbettverschmelzung nachstehend kurz beschrieben. Wie es in den 7(a) bis 7(c) gezeigt ist, wird eine Rakelklinge 23 bewegt und dadurch wird eine Pulverschicht 22 mit einer vorgegebenen Dicke auf der Basisplatte 21 gebildet (vgl. die 7(a)). Dann wird ein vorgegebener Abschnitt der Pulverschicht 22 mit einem Lichtstrahl „L“ bestrahlt, so dass daraus eine verfestigte Schicht 24 gebildet wird (vgl. die 7(b)). Eine weitere Pulverschicht wird neu auf der so gebildeten verfestigten Schicht gebildet und dann erneut mit dem Lichstrahl bestrahlt, so dass eine weitere verfestigte Schicht gebildet wird. Auf diese Weise werden die Pulverschicht-Bildung und die Bildung einer verfestigten Schicht abwechselnd wiederholt, wodurch die verfestigten Schichten 24 gestapelt werden (vgl. die 7(c)). Ein solches abwechselndes Wiederholen der Pulverschicht-Bildung und der Bildung einer verfestigten Schicht führt zur Erzeugung eines dreidimensionalen Formgegenstands mit einer Mehrzahl der verfestigten Schichten 24, die integriert darin gestapelt sind. Die unterste verfestigte Schicht 24 kann in einem Zustand bereitgestellt werden, bei dem sie an der Oberfläche der Basisplatte 21 haftet. Daher kann eine Integration des dreidimensionalen Formgegenstands und der Basisplatte 21 erhalten werden. Der integrierte „dreidimensionale Formgegenstand“ und die „Basisplatte“ können so, wie sie sind, als Metallformwerkzeug verwendet werden.
Andererseits ist die LMD, d.h., die Lasermetallabscheidung, ein Verfahren, bei dem die verfestigte Schicht im Wesentlichen durch gleichzeitiges Durchführen eines Zuführens eines Ausgangsmaterials und einer Bestrahlung mit einem Lichtstrahl auf einer Basisplatte gebildet wird. Bei einem Vergleich der Differenz zwischen der Pulverbettverschmelzung und der LMD weist die Pulverbettverschmelzung das Merkmal auf, dass sie eine höhere Genauigkeit der Form/Gestalt der verfestigten Schicht aufweist, während eine längere Zeit zur Bildung der verfestigten Schicht benötigt wird. Andererseits weist die LMD das Merkmal einer relativen Verkürzung der Zeit auf, die zur Bildung der verfestigten Schicht erforderlich ist, und zwar trotz der geringeren Genauigkeit der Form/Gestalt der verfestigten Schicht.
In jedem Fall der LMD oder der Pulverbettverschmelzung wird ein Zerspanungsschritt initiiert, wenn die Dicke der gestapelten verfestigten Schichten einen vorgegebenen Wert erreicht, was schließlich zur Bereitstellung des gewünschten dreidimensionalen Formgegenstands führt, der aus den gestapelten verfestigten Schichten zusammengesetzt ist. Die unterste verfestigte Schicht des dreidimensionalen Formgegenstands kann in einem Zustand erhalten werden, bei dem sie an der Oberfläche der Basisplatte haftet, was bedeutet, dass der dreidimensionale Formgegenstand und die Basisplatte eine integrierte Konfiguration aufweisen. Der „dreidimensionale Formgegenstand“ und die „Basisplatte“, die integriert sind, können z.B. als Metallformwerkzeug verwendet werden.
PATENTDOKUMENTE (DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK)
PATENTDOKUMENT 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2016-2565
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Bezüglich der Pulverbettverschmelzung und der LMD haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gefunden, dass mit der letztgenannten, d.h., der LMD, ein Problem auftreten kann. D.h., die Erfinder haben gefunden, dass das Problem in einem Fall auftreten kann, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand, der in dessen Innerem einen hohlen Abschnitt aufweist, durch die LMD hergestellt wird. Nachstehend ist eine detaillierte Erläuterung angegeben. Eine LMD wird so durchgeführt, dass die verfestigte Schicht durch im Wesentlichen gleichzeitiges Durchführen der Zuführung des Ausgangsmaterials 19' und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L' neu gebildet wird, wie es vorstehend beschrieben ist (vgl. die 8). Die Zuführung des Ausgangsmaterials 19' und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L' müssen auf der oder den bereits gebildeten verfestigten Schicht(en) 24', die als Plattform dient oder dienen, durchgeführt werden, wie es in der 8 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Bildung der neuen verfestigten Schicht durch die Zuführung des Ausgangsmaterials 19' und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L' ist mit einem Bereich 50' physikalisch schwierig (vgl. den schraffierten Abschnitt in der 8), d.h., ohne darunter bereitgestellte Plattform der verfestigten Schicht 24'. Mit einem solchen für die Bildung der neuen Schicht physikalisch schwierigen Bereich kann der dreidimensionale Formgegenstand, der in dessen Innerem den hohlen Abschnitt aufweist, nicht in einer geeigneten Weise hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter diesen Umständen gemacht. D.h., eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für einen dreidimensionalen Formgegenstand, wobei das Verfahren den dreidimensionalen Formgegenstand, der in dessen Innerem den hohlen Abschnitt aufweist, selbst in einem Fall in einer besser geeigneten Weise herstellen kann, bei dem die verfestigte Schicht durch im Wesentlichen gleichzeitiges Durchführen der Zuführung des Ausgangsmaterials und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl hergestellt wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands durch eine kontinuierliche Bildung einer Mehrzahl von verfestigten Schichten durch eine Bestrahlung mit einem Lichtstrahl bereit, wobei der dreidimensionale Formgegenstand mit einem hohlen Abschnitt in einem Inneren des Formgegenstands versehen ist,
wobei die verfestigte Schicht durch Bestrahlen eines Ausgangsmaterials mit einem Lichtstrahl beim Zuführen des Ausgangsmaterials gebildet wird, wodurch ein Sintern des Ausgangsmaterials oder ein Schmelzen und nachfolgendes Erstarren des Ausgangsmaterials ermöglicht werden;
wobei ein verfestigter Basisabschnitt als Teil des dreidimensionalen Formgegenstands bereitgestellt wird, wobei der verfestigte Basisabschnitt für eine Plattform zur Bildung einer nachfolgenden Schicht, die als die verfestigte Schicht bereitgestellt ist, verwendet wird, und
wobei eine Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts vor der Bildung der nachfolgenden verfestigten Schicht verändert wird.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der dreidimensionale Formgegenstand, der in dessen Innerem den hohlen Abschnitt aufweist, selbst in einem Fall in einer besser geeigneten Weise hergestellt werden, bei dem die verfestigte Schicht durch im Wesentlichen gleichzeitiges Durchführen der Zuführung des Ausgangsmaterials und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl gebildet wird.
Figurenliste

1 umfasst perspektivische Ansichten, die schematisch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
2 umfasst Querschnittsansichten, die schematisch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
3 umfasst Querschnittsansichten, die schematisch eine Ausführungsform zeigen, bei der eine nachfolgende verfestigte Schicht auf beiden Seiten eines verfestigten Basisabschnitts gebildet wird.
4 umfasst Querschnittsansichten, die schematisch eine Ausführungsform zeigen, bei der ein dreidimensionaler Formgegenstand, der einen verfestigten Basisabschnitt umfasst, auf beiden Hauptoberflächen eines Basisteils hergestellt wird.
5 umfasst Querschnittsansichten, die schematisch eine Ausführungsform zeigen, bei der eine nachfolgende verfestigte Schicht unter Verwendung von jedem von verfestigten Basisabschnitten als Plattform hergestellt wird.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine weitere Ausführungsform des Bildens einer nachfolgend verfestigten Schicht auf einem verfestigten Basisabschnitt zeigt.
7 umfasst Querschnittsansichten, die schematisch ein Lasersinter/Zerspanung-Hybridverfahren für eine Pulverbettverschmelzung zeigen.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht zum Erläutern eines technischen Problems, das die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gefunden haben.

MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Das Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Konfigurationen/Formen und Abmessungsproportionen in den Zeichnungen lediglich der Veranschaulichung dienen und folglich mit denjenigen der tatsächlichen Teile oder Elemente nicht identisch sind.
Der Ausdruck „verfestigte Schicht“, wie er hier verwendet wird, steht im Wesentlichen für eine „gesinterte Schicht“ in einem Fall, bei dem z.B. ein Metallpulver als Ausgangsmaterial verwendet wird, und er steht im Wesentlichen für eine „ausgehärtete Schicht“ in einem Fall, bei dem z.B. ein Harzpulver als Ausgangsmaterial verwendet wird.
Die Richtungen von „obere“ und „untere“, die hier direkt oder indirekt verwendet werden, sind solche auf der Basis einer Stapelrichtung der verfestigten Schichten. Die Richtung, in der die verfestigten Schichten in dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung gestapelt werden, ist „obere“, und die entgegengesetzte Richtung ist „untere“. Herkömmlich kann die untere Richtung einer vertikalen unteren Richtung (d.h., der Richtung der Schwerkraft) entsprechen und die obere Richtung kann der dazu entgegengesetzten Richtung entsprechen.
[LMD-Verfahren]
Nachstehend wird eine LMD (d.h., eine Lasermetallabscheidung) beschrieben, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die LMD ist ein Verfahren, bei dem die verfestigte Schicht durch im Wesentlichen gleichzeitiges Zuführen eines Ausgangsmaterials und Bestrahlen des zugeführten Materials mit einem Lichtstrahl, z.B. auf einer Basisplatte, gebildet wird. Die LMD weist das Merkmal einer relativen Verkürzung der Zeit auf, die für die Bildung der verfestigten Schicht erforderlich ist, obwohl die Genauigkeit der Form/Gestalt der verfestigten Schicht geringer werden kann.
Bei der LMD wird die Bildung der verfestigten Schicht wiederholt, so dass die Dicke der gestapelten verfestigten Schichten einen vorgegebenen Wert erreicht. Beim Erreichen des vorgegebenen Dickenwerts wird ein Zerspanungsschritt initiiert. Während des Zerspanungsschritts kann schließlich ein dreidimensionaler Formgegenstand erhalten werden, der aus den gestapelten verfestigten Schichten zusammengesetzt ist, wobei der Gegenstand eine gewünschte Form aufweist. Die unterste verfestigte Schicht des dreidimensionalen Formgegenstands kann in einem Zustand bereitgestellt werden, in dem sie an der Basisplatte haftet, was bedeutet, dass der dreidimensionale Formgegenstand und die Basisplatte eine integrierte Konfiguration aufweisen. Der „dreidimensionale Formgegenstand“ und die „Basisplatte“, die integriert sind, können z.B. als Metallformwerkzeug verwendet werden.
Als Ausgangsmaterial nutzt das LMD-Verfahren ein Pulver und/oder ein Schweißmaterial. Insbesondere führt das LMD-Verfahren die Bestrahlung mit einem Lichtstrahl an einem Zuführungspunkt eines Ausgangsmaterials durch, wobei das Pulver oder das Schweißmaterial als das Ausgangsmaterial zuführt wird, wobei in diesem Fall die verfestigte Schicht aus dem Pulver und/oder dem Schweißmaterial gebildet wird. Das Schweißmaterial weist normalerweise nicht die Form eines Pulvers auf.
Die Art des Pulvers kann dieselbe wie des Pulvers sein, das für eine Pulverbettverschmelzung verwendet wird. Andererseits ist das Schweißmaterial ein Material für eine Schweißung in dem Gebiet einer sogenannten Schweißtechnologie. Das Schweißmaterial ist ein schmelzbares Material, das bei dessen Bestrahlung mit dem Lichtstrahl schmelzen kann. Das Schweißmaterial kann typischerweise aus einem Metall hergestellt sein, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass das Schweißmaterial in einer länglichen Form, wie z.B. in der „Form eines Drahts“, der „Form eines Stabs“ und dergleichen, vorliegt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Grund dafür liegt darin, dass das Schweißmaterial in der länglichen Form in Bezug auf den Zuführungspunkt des Ausgangsmaterials, wo die Bestrahlung mit einem Lichtstrahl durchgeführt wird, leicht zugeführt werden kann.
In einem Fall, bei dem das Pulver als das Ausgangsmaterial verwendet wird, wird die Bestrahlung mit einem Lichtstrahl in Bezug auf das Pulver während des Zuführens des Pulvers durchgeführt, so dass das Sintern des Pulvers oder das Schmelzen und dessen nachfolgende Verfestigung ermöglicht werden. Dies bewirkt, dass die verfestigte Schicht direkt aus dem Pulver gebildet wird, während das Pulver zugeführt wird. Mit anderen Worten, die Pulverzuführung während der Bestrahlung mit einem Lichtstrahl bewirkt, dass die verfestigte Schicht aus dem zugeführten Pulver gebildet wird. Vorzugsweise wird das Pulver auf einen fokussierten Lichtstrahl der Bestrahlung gespritzt und dadurch werden das Sintern des gespritzten Pulvers oder das Schmelzen und das nachfolgende Erstarren davon zur Bildung der verfestigten Schicht ermöglicht.
Andererseits wird in einem Fall, bei dem das Schweißmaterial als Ausgangsmaterial verwendet wird, das Schweißmaterial so zugeführt, dass es den fokussierten Lichtstrahl erreicht, und dadurch wird ermöglicht, dass der geschmolzene Teil des Schweißmaterials die verfestigte Schicht bildet. Dies bedeutet, dass ähnlich wie in dem Fall des Pulvers die Zuführung des Schweißmaterials, während die Bestrahlung mit einem Lichtstrahl durchgeführt wird, bewirkt, dass die verfestigte Schicht aus dem zugeführten Schweißmaterial gebildet wird.
[Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung]
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben gefunden, dass die Bildung der neuen verfestigten Schicht durch die Zuführung des Ausgangsmaterials 19' und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L' bei dem Bereich 50' physikalisch schwierig ist (vgl. den schraffierten Abschnitt in der 8), d.h., ohne Plattform der verfestigten Schicht 24', die darunter bereitgestellt ist. Mit einem solchen physikalisch schwierigen Bereich für die Bildung der neuen Schicht kann der dreidimensionale Formgegenstand, der in dessen Innerem den hohlen Abschnitt aufweist, nicht in einer geeigneten Weise hergestellt werden. Diesbezüglich haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung das Verfahren intensiv untersucht, um diese technischen Probleme zu lösen, was schließlich zu dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führte.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist durch Merkmale gekennzeichnet, die mit der Bildung der verfestigten Schicht bei der Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands, der einen hohlen Abschnitt aufweist, zusammenhängen, wobei das Bilden der verfestigten Schicht durch das im Wesentlichen gleichzeitige oder simultane Durchführen einer Ausgangsmaterialzuführung und einer Lichtstrahlbestrahlung bereitgestellt wird.
Insbesondere wird während der Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands 100A, der den hohlen Abschnitt 60A aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein verfestigter Basisabschnitt 24Ab als Teil des dreidimensionalen Formgegenstands 100A bereitgestellt, wobei der verfestigte Basisabschnitt für eine Plattform zur Bildung einer nachfolgenden Schicht 24Ac, die als die verfestigte Schicht bereitgestellt ist, verwendet wird. Nach der Bildung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab wird dessen Ausrichtung verändert. Insbesondere wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab vor der Bildung der nachfolgenden verfestigten Schicht 24Ac verändert (vgl. die 1 und die 2).
Der Ausdruck „hohler Abschnitt“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich in einem weiteren Sinn auf einen Raumabschnitt ohne Material der verfestigten Schicht. In einem engeren Sinn bezieht sich der Ausdruck „hohler Abschnitt“ auf einen Raumabschnitt zum Leiten eines Temperatureinstellmediums (z.B. eines Kühlmediums oder Heizmediums) in einem Fall, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand z.B. als Metallformwerkzeug verwendet wird. Der Ausdruck „verfestigter Basisabschnitt“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich in einem weiteren Sinn auf eine Plattform zum Stützen einer verfestigten Schicht, die nachfolgend nach der Bildung einer solchen Plattform gebildet werden soll. In einem engeren Sinn bezieht sich der Ausdruck „verfestigter Basisabschnitt“, wie er hier verwendet wird, auf eine Plattform mit einer abgestuften Form, die auf einer verfestigten Schicht bereitgestellt ist, die vor der Bildung einer solchen Plattform ausgebildet worden ist, wobei die Plattform zum Stützen einer verfestigten Schicht dient, die nachfolgend nach der Bildung einer solchen Plattform gebildet werden soll. Der Ausdruck „nachfolgende verfestigte Schicht“ wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine verfestigte Schicht, die nach der Bildung des verfestigten Basisabschnitts gebildet wird. Der Ausdruck „Ausrichtung einer nachfolgenden verfestigten Schicht“, wie er hier verwendet wird, entspricht im Wesentlichen einer Ausrichtung der Stapelrichtung der verfestigten Schichten, die durch einen verfestigten Basisabschnitt bereitgestellt werden. Darüber hinaus bedeutet der Ausdruck „die Ausrichtung einer verfestigten Basisschicht wird verändert“, wie er hier verwendet wird, im Wesentlichen, dass eine Ausrichtung der Stapelrichtung der verfestigten Schichten, die den verfestigten Basisabschnitt bilden, so verändert wird, dass sie von derjenigen verschieden wird, die zum Zeitpunkt des Bildens des verfestigten Basisabschnitts bereitgestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab, der für eine Plattform für die nachfolgende verfestigte Schicht 24Ac verwendet wird, verändert. Die veränderte Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab bewirkt eine Veränderung der Position eines vorgegebenen Bereichs, der die Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts 24Ab bildet. Eine solche Veränderung der Position ermöglicht es, dass ein anderer Bereich des verfestigten Basisabschnitts 24Ab an Ort und Stelle angeordnet wird, um die nachfolgende verfestigte Schicht 24Ac zu stützen, wobei der andere Bereich von dem vorgegebenen Bereich (z.B. dem „oberen Oberflächenbereich“), der die Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts 24Ab bildet, verschieden ist. Zu einem Zeitpunkt, nachdem die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab verändert worden ist, kann die nachfolgende verfestigte Schicht 24Ac auf dem anderen Bereich des verfestigten Basisabschnitts 24Ab gebildet werden (z.B. auf der lateralen Seite des verfestigten Basisabschnitts 24Ab). Das Bilden der nachfolgenden verfestigten Schicht 24Ac auf dem anderen Bereich des verfestigten Basisabschnitts 24Ab kann den folgenden Effekt bereitstellen. Insbesondere selbst wenn keine Plattformschicht (d.h., keine vorher verfestigte Schicht) für eine neue verfestigte Schicht, die gebildet werden soll, darunter bereitgestellt ist, kann die neue verfestigte Schicht als die nachfolgende verfestigte Schicht 24Ac in einer geeigneten Weise gebildet werden, so dass der dreidimensionale Formgegenstand einen hohlen Abschnitt aufweisen kann. Dies bedeutet, dass der physikalisch schwierige Bereich zur Bildung der neuen Schicht ausgeschlossen werden kann, und dadurch ermöglicht wird, dass der dreidimensionale Formgegenstand 100A, der den hohlen Abschnitt 60A aufweist, in einer geeigneten Weise hergestellt wird (vgl. die 1 und die 2).
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird spezifisch beschrieben. Als erstes wird, wie es in der 1(a) und der 2(a) gezeigt ist, die verfestigte Schicht durch im Wesentlichen gleichzeitige Vorgänge des Zuführens des Ausgangsmaterials 19A und des Bestrahlens mit einem Lichtstrahl L gebildet. Insbesondere wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl der verfestigten Schichten 24Aa aufeinander gestapelt, so dass ein Teil einer Wandoberfläche 60Aa bereitgestellt wird, die den hohlen Abschnitt 60A bildet.
Bei einem Zeitpunkt nach dem Formen eines Teils der Wandoberfläche 60Aa, die zur Bildung des hohlen Abschnitts 60A durch die gestapelten verfestigten Schichten 24Aa dient, wird der verfestigte Basisabschnitt 24Ab, der aus einer Mehrzahl der verfestigten Schichten zusammengesetzt ist, durch im Wesentlichen gleichzeitige Vorgänge des Zuführens des Ausgangsmaterials 19A und des Bestrahlens mit dem Lichtstrahl L bereitgestellt. Es ist bevorzugt, dass sich der verfestigte Basisabschnitt 24Ab auf den verfestigten Schichten 24Aa, die vor der Bereitstellung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab ausgebildet worden sind, befindet, während er sich nicht an der Innenseite von einem von Öffnungsenden des hohlen Abschnitts 60A (d.h., des Öffnungsendes 60Ab₁ ) befindet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Zuführen des Ausgangsmaterials 19A und das Bestrahlen mit dem Lichtstrahl L in den hohlen Abschnitt 60A vermieden werden. Die Bereitstellung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab kann einen abgestuften Abschnitt bewirken. Ein solcher abgestufter Abschnitt wird aufgrund einer Höhendifferenz zwischen der Oberfläche 24Aa₁ der obersten Schicht der verfestigten Schichten, die vor der Bereitstellung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab gebildet worden sind, und der obersten Oberfläche 24Ab₁ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab bereitgestellt (vgl. die 1(b) und 2(b)).
Zu einem Zeitpunkt, nachdem der verfestigte Basisabschnitt 24Ab bereitgestellt worden ist, wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab verändert, wie es in den 1(b) bis (c) und den 2(b) bis (c) gezeigt ist.
Beispielsweise kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab so verändert werden, dass die laterale Seite 24Ab₂ der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab eine obere Oberfläche davon wird (d.h., sie zeigt nach oben). Die diesbezügliche laterale Seite ist eine bei einem Zeitpunkt vor der veränderten Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab. Während die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, kann die veränderte Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab durch eine relative Veränderung der Position oder Ausrichtung einer Vorstufe 100Aa des dreidimensionalen Formgegenstands durchgeführt werden, wobei die Vorstufe 100Aa aus dem verfestigten Basisabschnitt 24Ab und der verfestigten Schicht 24Aa, die vor der Bereitstellung des Abschnitts 24Ab gebildet worden ist, zusammengesetzt ist. Die relative Veränderung der Position oder Ausrichtung der Vorstufe 100Aa kann vorzugsweise bezüglich des Lichtstrahls L durchgeführt werden. Alternativ kann, wobei die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab durch eine relative Veränderung eines Zuführungspunkts des Pulvers 19A und einer Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L durchgeführt werden. Die relative Veränderung des Zuführungspunkts des Pulvers 19A und der Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L kann vorzugsweise bezüglich der Vorstufe 100Aa verändert werden. Darüber hinaus kann die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab durch die relative Veränderung der Position der Vorstufe 100Aa und durch die relative Veränderung des Zuführungspunkts des Pulvers 19A und der Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L durchgeführt werden.
Bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab wird das Stapeln der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac auf der lateralen Seite 24Ab₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab initiiert, wobei die laterale Seite 24Ab₂ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht, vgl. die 1(c) und die 2(c). Ein solches Stapeln der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac wird vorzugsweise von einem von Öffnungsenden des hohlen Abschnitts 60A (d.h. dem Öffnungsende 60Ab₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60Ab₂ ) durchgeführt, um den Rest der Wandoberfläche 60Aa zu formen, die den hohlen Abschnitt 60A bildet. Im Hinblick auf das Sicherstellen einer bevorzugten strukturellen Festigkeit des dreidimensionalen Formgegenstands wird das Stapeln der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac vorzugsweise wie folgt durchgeführt. Beispielsweise werden die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac mehr bevorzugt so aufeinander gestapelt, dass gegenüberliegende Oberflächen der obersten Schicht der bereits gebildeten verfestigten Schichten 24Aa mit den nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac bedeckt werden, wobei gegenüberliegende Oberflächen mittels des hohlen Abschnitts 60A von einem der Öffnungsenden des hohlen Abschnitts 60A (d.h., dem Öffnungsende 60Ab₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60Ab₂ ) gegenüberliegen.
Durch die vorstehenden Schritte kann schließlich ein dreidimensionaler Formgegenstand 100A mit dem darin bereitgestellten hohlen Abschnitt 60A erhalten werden (vgl. die 1(d) und die 2(d)).
In der vorliegenden Erfindung ermöglicht die veränderte Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab, dass die laterale Seite 24Ab₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab nach oben zeigt. Folglich können bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac auf der lateralen Seite 24Ab₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab ausgebildet werden. Dies ermöglicht es, den Rest der Wandoberfläche 60Aa, die den hohlen Abschnitt 60A bildet, zu formen, während ein geöffneter Bereich des hohlen Abschnitts 60A mit den nachfolgenden verfestigten Schichten bedeckt wird, was schließlich zu einer geeigneten Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands 100A mit dem in dessen Innerem bereitgestellten hohlen Abschnitt 60A führt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die nachfolgende verfestigte Schicht nicht nur auf einer der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts gebildet werden, sondern auch auf der anderen der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts, wobei die eine und die andere in dem verfestigten Basisabschnitt gegenüberliegen. Insbesondere kann das Bilden der nachfolgenden verfestigten Schichten nicht nur auf einer lateralen Seite des verfestigten Basisabschnitts durchgeführt werden, sondern auch auf der gegenüberliegenden lateralen Seite davon.
Die zuerst beschriebene Ausführungsform betrifft die 1 und 2, wobei das Bilden der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac nur auf einer der lateralen Seiten 24Ab₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab durchgeführt wird. Andererseits betrifft das Merkmal dieser Ausführungsform die 3, wobei das Bilden der nachfolgenden verfestigten Schichten nicht nur auf einer 24Bb₂ , der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts 24Bb durchgeführt wird, sondern auch auf der anderen 24Bb₂₂ der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts 24Bb nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb, wobei die eine 24Bb₂₁ und die andere 24Bb₂₂ in dem verfestigten Basisabschnitt 24Bb einander gegenüberliegen. Die Ausführungsform gemäß dem Merkmal von 3 ermöglicht die Bildung der nachfolgenden verfestigten Schichten auf beiden lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts 24Bb. Wenn ein Teil des hohlen Abschnitts unterhalb der jeweiligen der nachfolgenden verfestigten Schichten bereitgestellt wird, ermöglicht die Ausführungsform gemäß dem Merkmal von 3 das Formen des Rests der Wandoberfläche für den hohlen Abschnitt, während ein geöffneter Bereich jedes hohlen Abschnitts mit den nachfolgenden verfestigten Schichten bedeckt wird, was schließlich zu einer geeigneten Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands 100B mit den in dessen Innerem bereitgestellten zwei hohlen Abschnitten führt (d.h., dem ersten hohlen Abschnitt 60BX und dem zweiten hohlen Abschnitt 60BY). Die erhöhte Anzahl des hohlen Abschnitts im Inneren des dreidimensionalen Formgegenstands 100B kann zu einem besser geeigneten Leiten eines Temperatureinstellmediums durch jeden der hohlen Abschnitte des dreidimensionalen Formgegenstands 100B in einem Fall führen, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand 100B als Metallformwerkzeug verwendet wird. Dies kann einen effizienteren Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Temperatureinstellmedium und dem Metallformwerkzeug führen. Dies kann zu einem effizienteren Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Temperatureinstellmedium und dem dreidimensionalen Formgegenstand 100B führen.
Detaillierte Erläuterungen werden unter Bezugnahme auf die 3(a) bis 3(d) beschrieben. Zuerst werden, wie es in der 3(a) gezeigt ist, die Zuführung des Ausgangsmaterials 19B und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt, so dass die verfestigte Schicht gebildet wird. Insbesondere wird eine Mehrzahl der verfestigten Schichten 24Ba durch die Ausgangsmaterialzuführung und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl aufeinander gestapelt, so dass ein Teil einer Wandoberfläche 60BXa für den ersten hohlen Abschnitt 60BX und auch ein Teil einer Wandoberfläche 60BYa für den zweiten hohlen Abschnitt 60BY gebildet werden.
Nach dem Stapeln der verfestigten Schichten 24Ba werden die Zuführung des Ausgangsmaterials 19B und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt, so dass der verfestigte Basisabschnitt 24Bb bereitgestellt wird, der aus einer Mehrzahl der verfestigten Schichten zusammengesetzt ist. Es ist bevorzugt, dass sich der verfestigte Basisabschnitt 24Bb auf den verfestigten Schichten 24Ba befindet, die vor dem Bereitstellen des verfestigten Basisabschnitts 24Bb gebildet worden sind, während er sich nicht an der Innenseite von Öffnungsenden des ersten hohlen Abschnitts 60BX (d.h., des Öffnungsendes 60BXb₁ ) befindet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zuführung des Ausgangsmaterials 19B und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L in den ersten hohlen Abschnitt 60BX vermieden werden. Entsprechend befindet sich der verfestigte Basisabschnitt 24Bb vorzugsweise auf den verfestigten Schichten 24Ba, die vor dem Bereitstellen des verfestigten Basisabschnitts 24Bb gebildet worden sind, während er sich nicht an der Innenseite von einem von Öffnungsenden des zweiten hohlen Abschnitts 60BY (d.h., des Öffnungsendes 60BYb₁ ) befindet, da die Zuführung des Ausgangsmaterials 19B und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L in den zweiten hohlen Abschnitt 60BY vermieden werden.
Nach dem Bereitstellen des verfestigten Basisabschnitts 24Bb wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb verändert, wie es in der 3(b) gezeigt ist. Die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb kann so verändert werden, dass die erste laterale Seite 24Bb₂₁ des verfestigten Basisabschnitts 24Bb nach oben zeigt.
Bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb wird das Stapeln der nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24Bc₁ auf der lateralen Seite 24Bb₂₁ des verfestigten Basisabschnitts 24Bb initiiert, wobei die laterale Seite 24Bb₂₁ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht. Ein solches Stapeln der nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24Bc₁ wird vorzugsweise mindestens von einem von Öffnungsenden des ersten hohlen Abschnitts 60BX (d.h., dem Öffnungsende 60BXb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60BXb₂ ) durchgeführt, um den Rest der Wandoberfläche 60BXa für den ersten hohlen Abschnitt 60BX zu bilden. Im Hinblick auf das Sicherstellen einer bevorzugten strukturellen Festigkeit des dreidimensionalen Formgegenstands wird das Stapeln der nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24Bc₁ vorzugsweise wie folgt durchgeführt. Beispielsweise werden die nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24Bc₁ mehr bevorzugt derart aufeinander gestapelt, dass gegenüberliegende Oberflächen der obersten Schicht der bereits gebildeten verfestigten Schichten 24Ba mit den nachfolgenden ersten verfestigten Schichten bedeckt werden, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen mittels des ersten hohlen Abschnitts 60BX von einem von Öffnungsenden des ersten hohlen Abschnitts 60BX (d.h., dem Öffnungsende 60BXb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60BXb₂ ) gegenüberliegen.
Nachdem die nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24Bc₁ aufeinander gestapelt worden sind, wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb weiter verändert, wie es in der 3(c) gezeigt ist. Beispielsweise kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb so verändert werden, dass die zweite laterale Seite 24Bb₂₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Bb nach oben zeigt. Während die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, kann der verfestigte Basisabschnitt 24Bb in Bezug auf den Zustand von 3(b) um etwa 180 Grad gedreht werden, so dass die zweite laterale Seite 24Bb₂₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Bb nach oben zeigt.
Bei einem Zeitpunkt nach der weiteren Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Bb wird das Stapeln der nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24Bc₂ auf der zweiten lateralen Seite 24Bb₂₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Bb initiiert, wobei die zweite laterale Seite 24Bb₂₂ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht. Ein solches Stapeln der nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24Bc₂ wird vorzugsweise mindestens von einem von Öffnungsenden des zweiten hohlen Abschnitts 60BY (d.h., dem Öffnungsende 60BYb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60BYb₂ ) durchgeführt, um den Rest der Wandoberfläche 60BYa für den zweiten hohlen Abschnitt 60BY zu bilden. Im Hinblick auf das Sicherstellen einer bevorzugten strukturellen Festigkeit des dreidimensionalen Formgegenstands wird das Stapeln der nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24Bc₂ vorzugsweise wie folgt durchgeführt. Beispielsweise werden die nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24Bc₂ mehr bevorzugt derart aufeinander gestapelt, dass gegenüberliegende Oberflächen der obersten Schicht der bereits gebildeten verfestigten Schichten 24Ba mit den nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten bedeckt werden, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen mittels des zweiten hohlen Abschnitts 60BY von einem von Öffnungsenden des zweiten hohlen Abschnitts 60BY (d.h., dem Öffnungsende 60BYb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60BYb₂ ) gegenüberliegen.
Durch die vorstehenden Schritte kann schließlich ein dreidimensionaler Formgegenstand 100B mit den zwei darin bereitgestellten hohlen Abschnitten, d.h., dem ersten hohlen Abschnitt 60BX und dem zweiten hohlen Abschnitt 60BY (vgl. die 3(d)), erhalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein drehbarer Basisteil verwendet. Die Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands mit dem darin einbezogenen verfestigten Basisabschnitt kann auf beiden Hauptoberflächen des drehbaren Basisteils durch eine Drehung des Basisteils durchgeführt werden.
Diese Ausführungsform umfasst die Verwendung des drehbaren Basisteils als Basisteil 21C zur Bildung der verfestigten Schicht durch die im Wesentlichen gleichzeitigen Vorgänge des Zuführens des Ausgangsmaterials 19C und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L. Die Drehbarkeit des Basisteils 21C ermöglicht es jeder der Hauptoberfläche 21C₁ und der anderen Hauptoberfläche 21C₂ des Basisteils 21C, dass sie nach oben zeigen, was zur Bildung der verfestigten Schicht in den im Wesentlichen gleichzeitigen Vorgängen des Zuführens des Ausgangsmaterials 19C und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L führt.
Zuerst werden, wie es in der 4(a) gezeigt ist, die Zuführung des Ausgangsmaterials 19C und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L im Wesentlichen gleichzeitig in Bezug auf die erste Hauptoberfläche 21C₁ des Basisteils 21C durchgeführt und dadurch wird die verfestigte Schicht gebildet. Insbesondere wird eine solche Bildung der verfestigten Schicht zum Stapeln der verfestigten Schichten 24CXa und dadurch Formen eines Teils einer Wandoberfläche 60CXa durchgeführt, die den ersten hohlen Abschnitt 60CX der zwei hohlen Abschnitte (d.h., des ersten hohlen Abschnitts 60CX und des zweiten hohlen Abschnitts 60CY) bildet. Danach wird der verfestigte Basisabschnitt 24CXb, der aus der Mehrzahl der verfestigten Schichten zusammengesetzt ist, durch das im Wesentlichen gleichzeitige Durchführen des Zuführens des Ausgangsmaterials 19C und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L bereitgestellt. Es ist bevorzugt, dass sich der verfestigte Basisabschnitt 24CXb auf den verfestigten Schichten 24CXa befindet, die vor der Bereitstellung des verfestigten Basisabschnitts 24CXb gebildet worden sind, während er sich nicht an der Innenseite von einem von Öffnungsenden des ersten hohlen Abschnitts 60CX (d.h., dem Öffnungsende 60CXb₁ ) befindet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zuführung des Ausgangsmaterials 19C und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L in den ersten hohlen Abschnitt 60CX vermieden werden.
Nach dem Stapeln der verfestigten Schicht 24CXa wird der Basisteil 21C so gedreht, dass die zweite Hauptoberfläche 21C₂ nach oben zeigt, wobei die zweite Hauptoberfläche 21C₂ der ersten Hauptoberfläche 21C, in dem Basisteil 21C gegenüberliegt. Danach werden die Zuführung des Ausgangsmaterials 19C und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L im Wesentlichen gleichzeitig in Bezug auf die zweite Hauptoberfläche 21C₂ des Basisteils 21C zur Bildung der verfestigten Schicht durchgeführt. Insbesondere wird eine solche Bildung der verfestigten Schicht zum Stapeln der verfestigten Schichten 24CYa durchgeführt und dadurch wird ein Teil einer Wandoberfläche 60CYa geformt, der den zweiten hohlen Abschnitt 60CY der zwei hohlen Abschnitte (d.h., des ersten ersten hohlen Abschnitts 60CX und des zweiten hohlen Abschnitts 60CY) bildet. Danach wird der verfestigte Basisabschnitt 24CYb, der aus der Mehrzahl der verfestigten Schichten zusammengesetzt ist, durch das im Wesentlichen gleichzeitige Durchführen der Zuführung des Ausgangsmaterials 19C und der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L bereitgestelt. Es ist bevorzugt, dass sich der verfestigte Basisabschnitt 24CYb auf den verfestigten Schichten 24CYa befindet, die vor dem Bereitstellen des verfestigten Basisabschnitts 24CYb gebildet worden sind, während er sich nicht an der Innenseite von einem von Öffnungsenden des zweiten hohlen Abschnitts 60CY (d.h., einem Ende 60CYb₁ ) befindet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zuführung des Ausgangsmaterials 19C und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L in den zweiten hohlen Abschnitt 60CY vermieden werden.
Nach dem Bereitstellen der verfestigten Basisabschnitte 24CXb und 24CYb werden die Ausrichtungen der verfestigten Basisabschnitte 24CXb and 24CYb verändert, wie es in der 4(b) gezeigt ist. Beispielsweise kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24CXb so verändert werden, dass die laterale Seite 24CXb₂ des verfestigten Basisabschnitts 24CXb nach oben zeigt. Entsprechend kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24CYb so verändert werden, dass die laterale Seite 24CYb₂ des verfestigten Basisabschnitts 24CYb nach oben zeigt.
Bei einem Zeitpunkt nach dem Ausrichten der verfestigten Basisabschnitte 24CXb und 24CYb wird das Stapeln der nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24CXc auf der lateralen Seite 24CXb₂ des verfestigten Basisabschnitts 24CXb initiiert, wobei die laterale Seite 24CXb₂ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht. Ein solches Stapeln der nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24CXc wird vorzugsweise mindestens von einem von Öffnungsenden des ersten hohlen Abschnitts 60CX (d.h., dem Öffnungsende 60CXb₁ ) zu dem anderen Ende davon (d.h., dem Öffnungsende 60CXb₂ ) durchgeführt, um den Rest der Wandoberfläche 60CXa für den ersten hohlen Abschnitt 60CX zu formen. Im Hinblick auf das Sicherstellen einer bevorzugten strukturellen Festigkeit des dreidimensionalen Formgegenstands wird das Stapeln der nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24CXc vorzugsweise wie folgt durchgeführt. Insbesondere werden die nachfolgenden ersten verfestigten Schichten 24CXc mehr bevorzugt derart aufeinander gestapelt, dass gegenüberliegende Oberflächen der obersten Schicht der bereits gebildeten verfestigten Schichten 24CXa mit den nachfolgenden ersten verfestigten Schichten bedeckt werden, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen mittels des ersten hohlen Abschnitts 60CX von einem von Öffnungsenden des ersten hohlen Abschnitts 60CX (d.h., dem Öffnungsende 60CXb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60CXb₂ ) gegenüberliegen. Entsprechend wird bei einem Zeitpunkt, nachdem die Ausrichtungen der verfestigten Basisabschnitte 24CXb und 24CYb verändert worden sind, das Stapeln der nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24CYc auf der lateralen Seite 24CYb₂ des verfestigten Basisabschnitts 24CYb initiiert, wobei die laterale Seite 24CYb₂ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht. Ein solches Stapeln der nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24CYc wird vorzugsweise mindestens von einem von Öffnungsenden des zweiten hohlen Abschnitts 60CY (d.h., dem Öffnungsende 60CYb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60CYb₂ ) durchgeführt, um den Rest der Wandoberfläche 60CYa für den zweiten hohlen Abschnitt 60CY zu formen. Im Hinblick auf das Sicherstellen einer bevorzugten strukturellen Festigkeit des dreidimensionalen Formgegenstands wird das Stapeln der nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24CYc vorzugsweise wie folgt durchgeführt. Insbesondere werden die nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten 24CYc mehr bevorzugt derart aufeinander gestapelt, dass gegenüberliegende Oberflächen der obersten Schicht der bereits gebildeten verfestigten Schichten 24CYa mit den nachfolgenden zweiten verfestigten Schichten bedeckt sind, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen mittels des zweiten hohlen Abschnitts 60CY von einem von Öffnungsenden des zweiten hohlen Abschnitts 60CY (d.h., dem Öffnungsende 60CYb₁ ) zu dem anderen davon (d.h., dem Öffnungsende 60CYb₂ ) gegenüberliegen.
Durch die vorstehenden Schritte kann schließlich ein dreidimensionaler Formgegenstand 100C erhalten werden, bei dem der erste hohle Abschnitt 60CX und der zweite hohle Abschnitt 60CY an den jeweiligen Seiten der einen Hauptoberfläche 21C₁ und der anderen Hauptoberfläche 21C₂ des Basisteils 21C bereitgestellt sind (vgl. die 4(c)).
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte bereitgestellt werden, wobei in diesem Fall die nachfolgende verfestigte Schicht unter Verwendung von jedem der Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte als die Plattform zur Bildung der nachfolgenden verfestigten Schicht gebildet werden kann.
Diese Ausführungsform umfasst die Bildung der Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte bei der Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands 100D, wobei dessen hohler Abschnitt darin einbezogen ist (vgl. die 5). Insbesondere dient die Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte jeweils als Plattform zum Stützen der zu bildenden nachfolgenden verfestigten Schichten. Das spezifischere Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ gebildet wird und danach die Ausrichtung der verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ verändert wird, und dann eine Mehrzahl der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₁ , 24Dc₂ , 24Dc₃ unter Verwendung von jedem der verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ als Plattform gebildet wird. Mit anderen Worten, die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₁ , 24Dc₂ , 24Dc₃ werden so gebildet, dass sie in einem direkten Kontakt mit den verfestigten Basisabschnitten 24Db₁ , 24Db₂ mit veränderter Ausrichtung sind. Diesbezüglich befinden sich die nachfolgenden verfestigten Schichten angrenzend an die verfestigten Basisabschnitte und folglich hängt jede Konfiguration der nachfolgenden verfestigten Schichten relativ stark von jeder Konfiguration der verfestigten Basisabschnitte ab. Folglich kann in einem Fall, bei dem die Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte bereitgestellt werden soll, eine geeignet eingestellte Position der verfestigten Basisabschnitte zu einer geeignet eingestellten Position der nachfolgenden verfestigten Schichten führen. Darüber hinaus ermöglicht es eine geeignet eingestellte Anzahl der gestapelten Schichten für die nachfolgenden verfestigten Schichten, einen hohlen Abschnitt 60D mit einer komplexeren Form verglichen mit derjenigen der 1 und 2 bereitzustellen, wobei die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc auf einem einzelnen verfestigten Basisabschnitt 24Db gestapelt sind.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird spezifisch beschrieben. Zuerst werden, wie es in der 5(a) gezeigt ist, die Zuführung des Ausgangsmaterials 19D und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt, um die verfestigten Schichten 24Da auf dem Basisteil derart zu stapeln, dass die gestapelten verfestigten Schichten 24Da im Querschnitt etwa eine „L“-Form aufweisen. Danach wird der verfestigte Basisabschnitt 24Db₁ so auf den verfestigten Schichten 24Da gebildet, dass der verfestigte Basisabschnitt 24Db₁ aus gestapelten verfestigten Schichten zusammengesetzt ist.
Nach dem Bereitstellen des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ verändert. Beispielsweise kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ so verändert werden, dass die laterale Seite 24Db₁₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ nach oben gerichtet ist, wie es in der 5(b) gezeigt ist. Während die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, kann die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ durch eine relative Veränderung der Position oder der Ausrichtung einer Vorstufe 100Da des dreidimensionalen Formgegenstands durchgeführt werden, wobei die Vorstufe 100Da aus dem verfestigten Basisabschnitt 24Db₁ und der verfestigten Schicht 24Da, die vor der Bereitstellung des Abschnitts 24Db₁ gebildet worden ist, ausgebildet ist. Alternativ kann, während die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ durch eine relative Veränderung des Zuführungspunkts des Pulvers 19D und einer Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L durchgeführt werden. Darüber hinaus kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ sowohl durch die relative Veränderung der Position der Vorstufe 100Da als auch durch die relative Veränderung des Zuführungspunkts des Pulvers 19D und der Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L durchgeführt werden.
Bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ werden die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₁ auf der lateralen Seite 24Db₁₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ aufwärts gestapelt, wobei die laterale Seite 24Db₁₂ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht, vgl. die 5(b).
Nach dem Stapeln des verfestigten Basisabschnitts 24Dc₁ wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ verändert. Beispielsweise kann der verfestigte Basisabschnitt 24Db₁ von der Ausrichtung von 5(b) zu derjenigen von 5(c) verändert werden. D.h., die Ausrichtung, bei der die laterale Seite 24Db₁₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ in der 5(b) aufwärts gerichtet ist, kann zu einer anderen Ausrichtung verändert werden, bei der die laterale Seite 24Db₁₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ in der 5(c) nach rechts zeigt.
Bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ werden die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₂ auf der oberen Oberfläche 24Db₁₁ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ aufwärts gestapelt (vgl. die 5(c)). Darüber hinaus werden, wie es in der 5(c) gezeigt ist, die Zuführung des Ausgangsmaterials 19D und die Bestrahlung mit dem Lichtstrahl L im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt, um die neu verfestigten Schichten 24Da auf den bereits gebildeten verfestigten Schichten 24Da derart zu stapeln, dass sie im Querschnitt etwa eine umgekehrte „L“-Form aufweisen. Die verfestigten Schichten 24Da in der Form der etwa umgekehrten „L“-Form können so bereitgestellt werden, dass sie von den nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₁ , die auf der lateralen Seite 24Db₁₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₁ ausgebildet sind, beabstandet sind. Nach der Bereitstellung der verfestigten Schichten 24Da wird der verfestigte Basisabschnitt 24Db₂ auf den gestapelten verfestigten Schichten 24Da derart ausgebildet, dass der verfestigte Basisabschnitt 24Db₂ aus gestapelten verfestigten Schichten zusammengesetzt ist. Wie es in der Querschnittsansicht von 5(c) gezeigt ist, kann der verfestigte Basisabschnitt 24Db₂ so bereitgestellt werden, dass das Niveau der oberen Oberfläche 24Db₂ , des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ höher ist als das Niveau der oberen Oberfläche 24Dc₂ , der gegenüberliegenden „L“-geformten verfestigten Schichten 24Dc₂ .
Nach der Bereitstellung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ wird die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ verändert. Beispielsweise kann die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ so verändert werden, dass die laterale Seite 24Db₂₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ nach oben gerichtet ist, wie es in der 5(d) gezeigt ist. Während die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, kann die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ durch eine relative Veränderung der Position oder Ausrichtung einer Vorstufe 100Da des dreidimensionalen Formgegenstands durchgeführt werden, wobei jeweils eine Vorstufe 100Da zum Zeitpunkt des Bereitstellens des Abschnitts 24Db₂ vorliegt. Alternativ kann, während die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll, die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ durch eine relative Veränderung eines Zuführungspunkts des Pulvers 19D und einer Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L durchgeführt werden. Darüber hinaus kann die Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ sowohl durch die relative Veränderung der Position der Vorstufe 100Da als auch durch die relative Veränderung des Zuführungspunkts des Pulvers 19D und der Bestrahlungsposition des Lichtstrahls L durchgeführt werden.
Bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ werden die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₃ auf der lateralen Seite 24Db₂₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Db₂ aufwärts gestapelt, wobei die laterale Seite 24Db₂₂ nun einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht (vgl. die 5(d)). Wie es in der 5(d) gezeigt ist, können die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₃ so ausgebildet sein, dass deren laterale Seite 24Dc₃₂ mit der oberen Oberfläche 24Dc₂₁ der „L“-geformten verfestigten Schichten 24Dc₂ in Kontakt ist.
Durch die vorstehenden Schritte kann schließlich ein dreidimensionaler Formgegenstand 100D mit einem darin bereitgestellten komplexen hohlen Abschnitt 60D gebildet werden (vgl. die 5(d)).
In der vorstehenden Ausführungsform als Beispiel werden die verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ gebildet und danach wird die Ausrichtung der verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ verändert, und danach werden die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₁ , 24Dc₂ , 24Dc₃ unter Verwendung der verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ als Plattform gebildet. Dies bedeutet, dass die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Dc₁ , 24Dc₂ , 24Dc₃ so ausgebildet werden, dass sie in einem direkten Kontakt mit jedem der verfestigten Basisabschnitte 24Db₁ , 24Db₂ mit veränderter Ausrichtung sind. Auf diese Weise kann eine in einer geeigneten Weise eingestellte Position der verfestigten Basisabschnitte zu einer in einer geeigneten Weise eingestellten Position der nachfolgenden verfestigten Schichten führen. Zusätzlich dazu ermöglicht eine in einer geeigneten Weise eingestellte Anzahl der gestapelten Schichten für jede der nachfolgenden verfestigten Schichten die Bereitstellung des hohlen Abschnitts 60D mit der komplexen Form, wie sie z.B. in der 5(d) gezeigt ist. In einem Fall, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand als Metallformwerkzeug verwendet wird, ermöglicht die komplexe Konfiguration des hohlen Abschnitts 60D einen effizienteren Austausch von Wärmeenergie zwischen dem dreidimensionalen Formgegenstand 100D und dem Temperatureinstellmedium, das durch den hohlen Abschnitt des Formgegenstands hindurchtritt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können nachfolgende verfestigte Schichten mit einer geneigten Oberfläche (schrägen Oberfläche) auf dem verfestigten Basisabschnitt ausgebildet werden.
Diese Ausführungsform umfasst die geneigte Oberfläche der nachfolgenden verfestigten Schicht, die auf dem verfestigten Basisabschnitt gebildet werden soll. Beispielsweise in einer Ausführungsform von 2(c) wird bei einem Zeitpunkt nach der Veränderung der Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab das Stapeln der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac auf der lateralen Seite 24Ab₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab durchgeführt, wobei die laterale Seite 24Ab₂ einer oberen Oberfläche des verfestigten Basisabschnitts entspricht. In einem Fall, bei dem die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac, die auf der lateralen Seite 24Ab₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Ab ausgebildet sind, eine relativ geringe Dicke aufweisen, kann das Folgende auftreten. Insbesondere kann mindestens ein Teil eines Kopfs 70A zum gleichzeitigen Durchführen der Zuführung des Ausgangsmaterials 19A und der Bestrahlung mit dem Licht L mit der Oberfläche der obersten Schicht der bereits gebildeten verfestigten Schichten 24Aa in Kontakt gebracht werden, was ein geeignetes Stapeln der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac entlang der Stapelrichtung hemmen kann. Aus diesem Grund ist es, wie es in der Schnittansicht von 6 gezeigt ist, bevorzugt, die Position oder Ausrichtung einer Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands relativ zu neigen, wobei die Vorstufe 100Ea aus dem verfestigten Basisabschnitt 24Eb und den verfestigten Schichten 24Ea, die vor der Bereitstellung des Abschnitts 24Eb ausgebildet worden sind, zusammengesetzt ist. Insbesondere kann die Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands so geneigt werden, dass die Stapelrichtung der nachfolgenden verfestigten Schichten einen Winkel in Bezug auf die vertikale Richtung bildet. Ein solches Neigen kann verhindern, dass der Kopf 70E zum Zuführen des Ausgangsmaterials 19E und zur Bestrahlung mit dem Licht L in einer vertikalen Abwärtsrichtung mit der Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands in Kontakt kommt. Wie es in der 6 gezeigt ist, kann verhindert werden, dass der Kopf 70E mit der Oberfläche der obersten Schicht der verfestigten Schichten 24Ea in Kontakt kommt. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Um zu verhindern, dass der Kopf 70E mit der Oberfläche der obersten Schicht der verfestigten Schichten 24Ea in Kontakt kommt, kann der Kopf 70E so geneigt werden, dass die Zuführungsrichtung des Ausgangsmaterials 19E und die Bestrahlungsrichtung des Lichtstrahls L schräg werden. Darüber hinaus können zum Vermeiden des Kontakts zwischen dem Kopf 70E und der Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands der Kopf 70E und die Vorstufe 100Ea geeignet positioniert werden. Insbesondere kann der Kopf 70E so positioniert werden, dass die Zuführungsrichtung des Ausgangsmaterials 19E und die Bestrahlungsrichtung des Lichtstrahls L schräg sind, und auch die Position der Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands kann in der Querschnittsansicht geneigt sein.
Gemäß dieser Ausführungsform kann das Neigen den direkten Kontakt des Kopfs 70E mit der Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands vermeiden, insbesondere mit der Oberfläche der obersten Schicht der verfestigten Schichten 24Ea. Dies ermöglicht die Bildung der nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ec, welche die geneigte Oberfläche 80E aufweisen, auf der lateralen Seite 24Eb₂ des verfestigten Basisabschnitts 24Eb. Insbesondere können solche nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ea durch das relative Neigen der Position der Vorstufe 100Ea des dreidimensionalen Formgegenstands und/oder das Neigen des Kopfs 70E und dadurch die schräge Zuführungsrichtung des Ausgangsmaterials 19E und die Bestrahlungsrichtung des Lichtstrahls L in einer geeigneten Weise gebildet werden (vorzugsweise durch die „schräge“ Bedingung, die einen Winkel in Bezug auf die Stapelrichtung der nachfolgenden verfestigten Schichten bildet). Dies führt zu einer geeigneten Bildung des Rests der Wandoberfläche 60Ea für den hohlen Abschnitt 60E, wobei ein geöffneter Bereich des hohlen Raums bedeckt ist. Als Ergebnis kann der dreidimensionale Formgegenstand, der den hohlen Abschnitt 60E in dessen Innerem aufweist, in einer besser geeigneten Weise hergestellt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Metall mit einer relativ hohen Wärmeleitung als Ausgangsmaterial für die Wandoberfläche 60Aa, die den hohlen Abschnitt 60A bildet, verwendet werden (vgl. die 1 und die 2). Beispielsweise kann oder können Kupfer und/oder Aluminium als ein solches Ausgangsmaterial verwendet werden.
In einem Fall, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand, der einen hohlen Abschnitt in dessen Innerem aufweist, als Metallformwerkzeug verwendet wird, kann der hohle Abschnitt als Temperatureinstellmedium-Durchgang zum Leiten eines Temperatureinstellmediums durch diesen verwendet werden. In diesem Fall kann oder können im Hinblick auf eine effiziente und effektive Übetragung von Wärme zwischen einer Hohlraum-bildenden Oberfläche und einem Temperatureinstellmedium Kupfer und/oder Aluminium als Ausgangsmaterial für die Wandoberfläche 60Aa, die den hohlen Abschnitt 60A bildet, verwendet werden. Andererseits können, während eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung nicht beabsichtigt ist, der verfestigte Basisabschnitt 24Ab und die nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac, die darauf gebildet werden (vgl. die Querschnittsansicht von 1 und 2), als Hohlraum-bildende Oberfläche in einem Fall verwendet werden, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand, der den hohlen Abschnitt in dessen Innerem aufweist, als Metallformwerkzeug verwendet wird. Die Hohlraum-bildende Oberfläche kann eine Oberfläche sein, bei der es wahrscheinlicher ist, dass eine Formpresse darauf angewandt wird. Folglich muss die Hohlraum-bildende Oberfläche eine relativ hohe strukturelle Festigkeit aufweisen. Zu diesem Zweck kann oder können Eisen, ein rostfreier Stahl und/oder dergleichen, das oder der eine relativ hohe Steifigkeit aufweist, als Ausgangsmaterial für die Bildung des verfestigten Basisabschnitts 24Ab und der darauf bereitgestellten nachfolgenden verfestigten Schichten 24Ac verwendet werden.
Obwohl vorstehend einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, werden diese lediglich als typisch erachtet und folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt. Einem Fachmann ist klar, dass verschiedene modifizierte Ausführungsformen möglich sind, ohne von dem Wesen des Umfangs der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise können in dem LMD-Verfahren sowohl das Pulver als auch das Schweißmaterial als Ausgangsmaterial zur Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands verwendet werden. In diesem Fall kann das Pulver für einen bestimmten Abschnitt des herzustellenden dreidimensionalen Formgegenstands verwendet werden, und das Schweißmaterial kann für den anderen Abschnitt des herzustellenden dreidimensionalen Formgegenstands verwendet werden.
Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, die folgenden geeigneten Aspekte umfasst:

Erster Aspekt: Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands durch eine kontinuierliche Bildung einer Mehrzahl von verfestigten Schichten durch eine Bestrahlung mit einem Lichtstrahl, wobei der dreidimensionale Formgegenstand mit einem hohlen Abschnitt in einem Inneren des Formgegenstands versehen ist, wobei die verfestigte Schicht durch Bestrahlen eines Ausgangsmaterials mit einem Lichtstrahl beim Zuführen des Ausgangsmaterials gebildet wird, wodurch ein Sintern des Ausgangsmaterials oder ein Schmelzen und nachfolgendes Erstarren des Ausgangsmaterials ermöglicht werden; wobei ein verfestigter Basisabschnitt als Teil des dreidimensionalen Formgegenstands bereitgestellt wird, wobei der verfestigte Basisabschnitt für eine Plattform zur Bildung einer nachfolgenden Schicht, die als die verfestigte Schicht bereitgestellt ist, verwendet wird, und wobei eine Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts vor der Bildung der nachfolgenden verfestigten Schicht verändert wird.
Zweiter Aspekt: Verfahren nach dem ersten Aspekt, bei dem die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts so verändert wird, dass die nachfolgende verfestigte Schicht auf einer lateralen Seite des verfestigten Basisabschnitts gestapelt wird.
Dritter Aspekt: Verfahren nach dem ersten oder zweiten Aspekt, bei dem, nachdem ein Teil einer Wandoberfläche, die den hohlen Abschnitt bildet, geformt worden ist, die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts verändert wird.
Vierter Aspekt: Verfahren nach dem dritten Aspekt, bei dem, nachdem die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts verändert worden ist, die nachfolgende verfestigte Schicht so ausgebildet wird, dass der Rest der Wandoberfläche, die den hohlen Abschnitt bildet, geformt wird.
Fünfter Aspekt: Verfahren nach einem des zweiten bis vierten Aspekts, bei dem die nachfolgende verfestigte Schicht nicht nur auf einer der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts gebildet wird, sondern auch auf der anderen der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts, wobei die eine und die andere in dem verfestigten Basisabschnitt einander gegenüberliegen.
Sechster Aspekt: Verfahren nach einem des ersten bis fünften Aspekts, bei dem ein drehbarer Basisteil verwendet wird, und wobei die Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands, bei dem dessen verfestigter Basisabschnitt einbezogen ist, auf beiden Hauptoberflächen des drehbaren Basisteils durch eine Drehung des Basisteils durchgeführt wird.
Siebter Aspekt: Verfahren nach einem des ersten bis sechsten Aspekts, welches das Bilden einer Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte umfasst, und die nachfolgende verfestigte Schicht unter Verwendung von jedem der Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte als die Plattform gebildet wird.
Achter Aspekt: Verfahren nach einem des ersten bis siebten Aspekts, bei dem ein Pulver und/oder ein Schweißmaterial als Ausgangsmaterial verwendet wird.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann verschiedene Arten von Gegenständen bereitstellen. Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem ein dreidimensionaler Formgegenstand, der durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, aus einem Metallmaterial hergestellt wird, der dreidimensionale Formgegenstand als Metallformwerkzeug für ein Kunststoffspritzgießen, ein Formpressen, ein Druckgießen, ein Gießen oder ein Schmieden verwendet werden. Andererseits kann in einem Fall, bei dem der dreidimensionale Formgegenstand, der durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, aus einem Harzmaterial hergestellt ist, der dreidimensionale Formgegenstand als Harzformgegenstand verwendet werden.
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-230305 (eingereicht am 28. November 2016, Bezeichnung der Erfindung: „VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES DREIDIMENSIONALEN FORMGEGENSTANDS“), deren Offenbarung unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Bezugszeichenliste

L: Lichtstrahl
19A, 19B, 19C, 19D, 19E: Ausgangsmaterial
21C: Basisteil
21C₁: Hauptoberfläche des Basisteils
21C₂: Hauptoberfläche des Basisteils
24Aa, 24Dc₃, 24Ac, 24Ba, 24Bc₁, 24Bc₂, 24CXa, 24CYa, 24CXc, 24CYc, 24Da, 24Dc₁, 24Dc₂, 24Ea, 24Ec: Verfestigte Schicht
24Ab, 24Bb, 24CXb, 24CYb, 24Db₁, 24Db₂, 24Eb: Verfestigter Basisabschnitt
24Ab₂, 24Bb₂₁, 24Bb₂₂, 24CXb₂, 24CYb₂, 24Db₁₂, 24Db₂₂, 24Eb₂: Laterale Seite des
verfestigten: Basisabschnitts
24Bb₂₁: Eine der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts
24Bb₂₂: Die andere der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts
24Ac, 24Bc₁, 24Bc₂, 24CXc, 24CYc, 24Dc₁, 24D_C2, 24D_C3, 24Ec: Nachfolgende verfestigte Schicht
60A, 60BX, 60BY, 60CX, 60CY, 60D, 60E: Hohler Abschnitt
60Aa, 60BXa, 60BYa, 60CXa, 60CYa, 60Ea: Wandoberfläche für den hohlen Abschnitt
100A, 100B, 100C, 100D: Dreidimensionaler Formgegenstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016230305 [0070]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands durch eine kontinuierliche Bildung einer Mehrzahl von verfestigten Schichten durch eine Bestrahlung mit einem Lichtstrahl, wobei der dreidimensionale Formgegenstand mit einem hohlen Abschnitt in einem Inneren des Formgegenstands versehen ist, wobei die verfestigte Schicht durch Bestrahlen eines Ausgangsmaterials mit einem Lichtstrahl beim Zuführen des Ausgangsmaterials gebildet wird, wodurch ein Sintern des Ausgangsmaterials oder ein Schmelzen und nachfolgendes Erstarren des Ausgangsmaterials ermöglicht werden; wobei ein verfestigter Basisabschnitt als Teil des dreidimensionalen Formgegenstands bereitgestellt wird, wobei der verfestigte Basisabschnitt für eine Plattform zur Bildung einer nachfolgenden Schicht, die als die verfestigte Schicht bereitgestellt wird, verwendet wird, und wobei eine Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts vor der Bildung der nachfolgenden verfestigten Schicht verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts so verändert wird, dass die nachfolgende verfestigte Schicht auf einer lateralen Seite des verfestigten Basisabschnitts gestapelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts verändert wird und danach ein Teil einer Wandoberfläche, die den hohlen Abschnitt bildet, geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei, nachdem die Ausrichtung des verfestigten Basisabschnitts verändert worden ist, die nachfolgende verfestigte Schicht so ausgebildet wird, dass der Rest der Wandoberfläche, die den hohlen Abschnitt bildet, geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die nachfolgende verfestigte Schicht nicht nur auf einer der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts gebildet wird, sondern auch auf der anderen der lateralen Seiten des verfestigten Basisabschnitts, wobei die eine und die andere in dem verfestigten Basisabschnitt einander gegenüberliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein drehbarer Basisteil verwendet wird, und wobei die Herstellung des dreidimensionalen Formgegenstands, bei dem dessen verfestigter Basisabschnitt einbezogen ist, auf beiden Hauptoberflächen des drehbaren Basisteils durch eine Drehung des Basisteils durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches das Bilden einer Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte umfasst, und die nachfolgende verfestigte Schicht unter Verwendung von jedem der Mehrzahl der verfestigten Basisabschnitte als die Plattform gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Pulver und/oder ein Schweißmaterial als Ausgangsmaterial verwendet wird oder werden.