DE60302254T2

DE60302254T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines körpers mit einer dreidimensionalen struktur

Info

Publication number: DE60302254T2
Application number: DE60302254T
Authority: DE
Inventors: Akira Kawasaki
Original assignee: Kawasaki Akira Sendai; J TEC Inc
Current assignee: Kawasaki Akira Sendai; J TEC Inc
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: AU2003249009A8; EP1525085B1; AU2003249009A1; ATE309081T1; JP4232405B2; CN1671536A; DE60302254D1; WO2004011177A3; WO2004011177A2; EP1525085A2; TW200403347A; JP2004058248A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur hat, sowie eine Vorrichtung zur Bildung dieses Körpers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines Körpers mit dreidimensionaler Struktur, wobei sphärische bzw. kugelförmige feine Partikel bzw. Teilchen in drei Dimensionen angeordnet sind und wobei die benachbarten Partikel aneinander gebunden sind.
Hintergrund der Erfindung
In der Zeitschrift Material Integration (Bd. 14, Nr. 8 (2001), S. 51-54) ist ein Verfahren zur Bildung eines Körpers durch Versintern von kugelförmigen feinen Partikeln beschrieben, bei dem kugelförmige feine Partikel einer Bi-Sb-Legierung mit einem Durchmesser von 500 μm eng zueinander ausgerichtet werden. Dann wird ein elektrischer Strom durch die Partikel hindurchgeleitet, um diese durch die Joulesche-Wärme zu versintern. Ein Verfahren zur Bildung eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur hat, wird gleichfalls auf Seite 54 der obigen Druckschrift beschrieben, bei dem die Partikel eng in drei Dimensionen angeordnet werden und dann Strom hindurchgeleitet wird, um diese zu sintern.
In einem Körper mit dreidimensionaler Struktur, der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, sind die Teilchen bzw. Partikel aufgrund von Schwankungen der Kugelform an stark variierenden Stellen angeordnet und im Verlauf des Sinterungsprozesses verändern sie ihre Position. Wenn die Verteilung der Größe der Partikel z.B. etwa 3% des mittleren Durchmessers davon beträgt, dann variiert ihre Kugelform um etwa 2%. Wenn Teilchen mit starken Schwankungen der Kugelförmigkeit gemäß dem obigen herkömmlichen Verfahren gesintert werden, dann weicht das Zentrum jedes Teilchens in dem dreidimensionalen Körper unvermeidbar von der Zielposition ab, in der das Teilchen angeordnet sein sollte.
Selbst wenn die Kugelform jedes Teilchens sehr hoch ist, dann schwanken die Teilchen aufgrund von Schrumpfungserscheinungen und lokalen Fusionen während der Sinterung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Bildung eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur hat, in der kugelförmige feine Partikel in drei Dimensionen angeordnet sind und die benachbarten Partikel aneinander gebunden sind, zur Verfügung. Der Körper wird dadurch gebildet, dass wiederholt ein Verfahren durchgeführt wird, das die folgenden Stufen umfasst: Inkontaktbringen eines Partikels mit mindestens einem anderen Partikel, Bilden geschmolzener bzw. gesinterter Bereiche an den Kontaktflächen, Einstellen der Position der Partikel, bevor die geschmolzenen bzw. gesinterten Bereiche hart werden, und Härten der geschmolzenen bzw. gesinterten Bereiche, um die Partikel zu binden.
Eine Vorrichtung zur Bildung eines Körpers mit erfindungsgemäßer dreidimensionaler Struktur ist so gestaltet, dass ein Körper gebildet wird, der eine dreidimensionale Struktur hat, und in dem kugelförmige feine Partikel in drei Dimensionen angeordnet sind und die benachbarten Partikel aneinander gebunden sind. Die Vorrichtung hat einen Halter zum Halten eines Partikels an seiner Spitze, eine Bewegungseinrichtung, um den Halter zu bewegen, einen Energiestrahlstrahler, um die äußere Oberfläche des von dem Halter gehaltenen Partikels mit einem Energiestrahl zu bestrahlen, und ein Steuergerät, um das Verfahren zu steuern, bestehend aus den Schritten des Bewegens des Halters, der einen Partikel hält, mittels der Bewegungseinrichtung, um das Partikel mit mindestens einem anderen Partikel in Kontakt zu bringen, des Schmelzens bzw. Sinterns der Kontaktbereiche der Partikel, der Einstellung bzw. des Ausrichtens des Orts bzw. der Lage des Partikels, das durch den Halter gehalten wird, bevor die geschmolzenen bzw. gesinterten Kontaktbereiche hart werden, und des Härtens der geschmolzenen bzw. gesinterten Bereiche, um die Partikel miteinander zu verbinden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 ist eine schematische Ansicht für eine Ausführungsform eines Verfahrens, das die Anordnung der Teilchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung eines Körpers mit einer dreidimensionalen Struktur zeigt;
die 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Manipulator einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
die 3a, 3b und 3c sind Draufsichten, die die Anordnung der jeweiligen kugelförmigen feinen Partikel zeigen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Zur Bildung eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur hat, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein kugelförmiges feines Partikel in Kontakt mit anderen Partikeln gebracht und die Kontaktbereiche, in denen sie sich in Kontakt befinden, werden miteinander verschmolzen bzw. versintert. Dann wird die Position der Partikel eingestellt, bevor die geschmolzenen bzw. gesinterten Bereiche hart geworden sind, so dass der dreidimensionale Körper aus gebundenen Teilchen besteht, von denen jedes genau in der Zielposition positioniert ist, wo es positioniert sein sollte.
Die Kontaktbereiche der Partikel werden vorzugsweise in einer derartigen Art und Weise geschmolzen bzw. gesintert, dass die Partikel in den Kontaktbereichen lokal, nämlich nur an bzw. in den Kontaktbereichen erhitzt werden. Mindestens ein Energiestrahlstrahler, wie ein Laserstrahlstrahler, wird vorzugsweise als Erhitzungseinrichtung für die lokale Erhitzung der Kontaktbereiche verwendet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Durchmesser des Partikels gemessen, bevor es in Kontakt mit anderen Partikeln gebracht wird. Das Partikel wird auf der Basis der Messung so bewegt, dass die Partikel miteinander in Kontakt gebracht werden.
Wenn der mittlere Abstand zwischen den Zentren der Partikel, die den dreidimensionalen Körper bilden, als „d" ausgedrückt wird, dann wird der mittlere Durchmesser des Teilchens vor der Bindung durch „d + Δd" ausgedrückt und die Standardabweichung der Größenverteilung der Partikel, bevor sie gebunden werden, wird durch „σ" ausgedrückt. Dann ist der Wert für Δd vorzugsweise 2,5 bis 4 mal so groß wie die Standardabweichung σ. Die kugelförmigen feinen Partikel haben vorzugsweise einen Durchmesser von 1000 μm oder kleiner, insbesondere 0,1 bis 1000 μm, ganz besonders 1 bis 500 μm.
Die kugelförmigen feinen Teilchen, die durch Erhitzen geschmolzen bzw. versintert werden, können aus Metallen mit Einschluss von Legierungen, Keramiken und thermoplastischen Kunstharzen bestehen.
Wenn ein Körper mit einer dreidimensionalen Struktur gebildet worden ist, dann wird das erste Teilchen durch eine Bewegungseinrichtung an seine Zielposition befördert. Das erste Teilchen wird vorzugsweise auf einer Grundlage durch irgendeine Art eines Fixierungsmittels, wie durch Verklebung, Verschmelzung und Sauganhaftung, fixiert.
Die zweiten Partikel werden durch den Halter gehalten und mit dem ersten Partikel in Kontakt gebracht und dann wird ein Energiestrahl, wie ein Laserstrahl, auf den Kontaktbereich der Partikel so aufgestrahlt, dass der Bereich geschmolzen bzw. gesintert wird. Die Position des zweiten Partikels wird zu der Zielposition eingestellt und zwar bevorzugt auf eine solche Art und Weise, dass das zweite Partikel in Richtung auf das zuvor positionierte erste Partikel bewegt wird, bevor der gesinterte Bereich hart geworden ist. Danach wird der gesinterte Bereich gehärtet.
Jedes der dritten und der späteren Partikel wird in direkten Kontakt mit dem zuvor positionierten Partikel gebracht, an seinem Kontaktbereich geschmolzen bzw. gesintert, zu seiner Zielposition bewegt und dann wird der geschmolzene bzw. gesinterte Kontaktbereich auf die gleiche Art und Weise wie im Falle der zweiten Partikel gehärtet.
Eine Schicht kann vorzugsweise dadurch gebildet werden, dass die Partikel in zwei Dimensionen in einer solchen Art und Weise angeordnet werden, dass die Teilchen als erstes in einer Dimension zur Bildung der ersten Linie ausgerichtet werden und dass dann die zweiten und späteren Linien der Partikel eng an der zuvor gebildeten Linie gebildet werden. Jedes der Partikel der zweiten und der späteren Linien wird an die Partikel der zuvor ausgerichteten Linie gebunden. Die zweiten und die späteren Schichten, die aus den Partikeln bestehen, werden vorzugsweise in der gleichen Art und Weise wie die erste Schicht gebildet.
Gemäß einer Ausführungsform wird, nachdem die erste Schicht von Partikeln, die den Boden des dreidimensionalen Körpers bilden, gebildet worden ist, die zweite Schicht der Partikel auf der ersten Schicht gebildet und jede der dritten und der späteren Schichten wird auf der zuvor gebildeten Schicht gebildet.
Die in der zweiten und den späteren Schichten ausgerichteten Partikel werden mit mehreren Partikeln der Schicht verbunden, die zuvor gebildet worden ist.
Der so gebildete Körper hat eine dreidimensionale Struktur, bei der die Partikel in drei Dimensionen regelmäßig wie in einem Kristallmodell angeordnet sind. Daher kann die Zielposition in einem dreidimensionalen Koordinatenraum, in dem jedes Partikel positioniert werden muss, auch als „Gitterpunkt" bezeichnet werden und der Abstand zwischen den Gitterpunkten kann als „Gitterabstand" bezeichnet werden, wenn man die Nomenklatur der Kristallographie anwendet.
Die kugelförmigen feinen Partikel vor der Bindung können einen mittleren Durchmesser haben, der größer ist als der Gitterabstand „d", um einen festgelegten bestimmten Wert „Δd". Wenn der mittlere Durchmesser der Partikel vor der Bindung als „d + Δd" ausgedrückt wird und wenn die Standardabweichung der Größenverteilung der Partikel vor der Bindung als „σ" bezeichnet wird, dann ist der Wert für „Δd" 2,5 mal bis 4 mal, speziell etwa 3 mal, so groß wie derjenige für „σ".
Nachstehend wird ein Verfahren zur Anordnung der zwei Partikel A und B, so dass der Abstand zwischen den Zentren der Partikel A und B d wird, beschrieben.
Wenn die zwei Partikel A, B miteinander in Kontakt gebracht werden, dann ist der Abstand zwischen dem Zentrum jedes Partikels größer als der Gitterabstand „d" um mindestens Δd. Die Abweichung des Abstands zwischen den Partikeln A, B von dem Wert für „d" wird genau dadurch bestimmt, dass präzise der Durchmesser der Partikel durch eine Bestimmungsvorrichtung für den Teilchendurchmesser gemessen wird. Dann wird der Kontaktbereich der Partikel A und B durch eine Strahlenquelle, die genügend Energie hat, damit das Material der Partikel geschmolzen bzw. gesintert wird, mit Energiestrahlen, vorzugsweise Laserstrahlen, lokal erhitzt, so dass der Kontaktbereich der Partikel lokal geschmolzen bzw. gesintert wird. Eines der Teilchen A und B wird so bewegt, dass seine Position präzise so eingestellt wird, dass der Abstand zwischen den Zentren davon „d" wird, bevor der geschmolzene bzw. gesinterte Bereich hart wird, beispielsweise durch Verfestigung.
In jedem Fall kann jedes Partikel präzise in derartiger Art und Weise positioniert werden, dass alle Kontaktbereiche des Partikels mit benachbarten Partikeln gleichzeitig geschmolzen bzw. gesintert werden und dass das Partikel zur Einstellung seiner Position wie oben beschrieben bewegt wird.
Bei einem Körper mit einer primitiven kubischen Gitterstruktur, wie in 3a gezeigt, sind Partikel 1 auf zweidimensionalen tetragonalen Gitterpunkten jeweils so angeordnet, dass die erste Schicht gebildet wird. Zum zweiten werden die Partikel 1' gerade auf der Oberseite der Partikel 1 der ersten Schicht angeordnet, um jeweils die zweite Schicht zu bilden. Die dritte und die späteren Schichten (nicht gezeigt) sind in der gleichen Art und Weise angeordnet, so dass eine dreidimensionale kubische Gitterstruktur konstruiert wird. Partikel 1'' ist kurz zuvor in Kontakt mit drei zuvor positionierten Partikeln gebracht worden, wobei eines davon das Partikel 1 ist, das die erste Schicht bildet, und die zwei anderen die Partikel 1' sind, die die zweite Schicht bilden. Daher sind drei Laserstrahlen erforderlich, um das Partikel 1'' jeweils an die drei Partikel 1, 1' bzw. 1' zu binden.
Im Fall einer raumzentrierten kubischen Gitterstruktur (BCC), wie in 3b gezeigt, sind die Partikel 1 jeweils auf zweidimensionalen tetragonalen Gitterpunkten positioniert, um die erste Schicht zu bilden. In der zweiten Schicht sind die Partikel 1' auf dem Zentrum der angrenzenden vier Partikel 1 der ersten Schicht positioniert, um ein tetragonales Gitter zu bilden, das eine halbe Periode relativ zu der ersten Schicht gleitet. Die dritte und die späteren Schichten mit ungeraden Zahlen werden mit dem gleichen Muster wie die erste Schicht gebildet und die vierte und späteren Schichten mit geraden Zahlen werden abwechselnd mit den gleichen Mustern wie die zweite Schicht gebildet, so dass eine dreidimensionale raumzentrierte kubische Gitterstruktur (BCC) konstruiert wird. Ein Partikel 1'' ist gerade zuvor mit sechs zuvor positionierten Partikeln, von denen vier Partikel 1 sind, die die erste Schicht bilden, und die anderen zwei Partikel 1' sind, die die zweite Schicht bilden, in Kontakt gebracht worden. Daher sind sechs Laserstrahlen erforderlich, um die Partikel 1'' an die sechs Partikel 1,1,1,1,1' bzw. 1' zu binden.
Im Falle einer flächenzentrierten kubischen Gitterstruktur (FCC) gemäß 3c sind die Partikel 1 in einer zweidimensionalen eng gepackten Struktur angeordnet. Die zweite Schicht ist so gebildet worden, dass sie um „d" in der Richtung X gleitet und auch um (1/√3) d in der Richtung Y relativ zu der ersten Schicht. Die dritte Schicht ist so gebildet worden, dass sie relativ zu der zweiten Schicht in der gleichen Art und Weise wie die zweite Schicht gleitet. Die vierte und die späteren (4+3n)-Schichten sind mit den gleichen Mustern wie die erste Schicht gebildet worden. Die fünfte und die späteren (5+3n)-Schichten sind mit den gleichen Mustern wie die zweite Schicht gebildet worden. Die sechste und die späteren (6+3n)-Schichten sind mit den gleichen Mustern wie die dritte Schicht gebildet worden, wobei „n" eine natürliche Zahl ist, so dass eine dreidimensionale flächenzentrierte kubische Gitterstruktur (FCC) konstruiert wird. Ein Teilchen 1'' ist gerade zuvor mit sechs zuvor positionierten Partikeln, von denen drei Partikel 1 sind, die die erste Schicht bilden, und die andern die drei Partikel 1' sind, die die zweite Schicht bilden, in Kontakt positioniert worden. Daher sind sechs Laserstrahlen erforderlich, um die Partikel 1'' jeweils an sechs Partikel 1,1,1,1',1' bzw. 1' zu binden.
Im Falle einer hexagonalen eng gepackten Gitterstruktur (HCP) gemäß 3c sind die Partikel 1 in einer zweidimensionalen eng gepackten Struktur angeordnet. Die zweite Schicht ist so gebildet worden, dass sie um d in Richtung X gleitet und auch um (1/√3)d in Richtung Y relativ zu der ersten Schicht gleitet. Die dritte und die späteren Schichten mit ungeraden Zahlen sind mit den gleichen Mustern wie die erste Schicht gebildet worden. Die vierte und die späteren Schichten mit geraden Zahlen sind wie die zweite Schicht gebildet worden, so dass eine dreidimensionale hexagonale eng gepackte Gitterstruktur (HCP) konstruiert worden ist. Da die Partikel höchstens sechs Kontaktbereiche haben, wenn sie in diese Struktur platziert worden sind, sind sechs Strahlen erforderlich.
Wie in 1 gezeigt wird, werden die kugelförmigen feinen Partikel 1 von einer Patrone 2 der Reihe nach, nacheinander, zugeführt und von einem Halter eines Präzisionsmanipulators 3 gehalten. Der Halter hat vorzugsweise ein Mikroventil 3a, das einen negativen Druck von einer Vakuumpumpe an eine Vakuumöffnung 3b auf der Spitze des Manipulators ausübt, und die Übertragung des negativen Drucks abwechselnd abschaltet, wie es in 2 gezeigt wird. Das Bezugszeichen 3c in der 2 bedeutet einen Halter für die Teilchen. Die Patrone 2 kann so funktionieren, dass eine Piezo-Betätigungseinrichtung 2a einen Beschickungsmikrotisch 2b vorwärts und rückwärts so bewegt, dass die Partikel nacheinander zugeführt werden.
Die Bewegungseinrichtung zur Bewegung des Halters hat vorzugsweise eine Piezo-Betätigungseinrichtung 3d, die grob und auch präzise den Halter nach oben und nach unten (in Richtung Z) bewegt, wie es in den 1 und 2 gezeigt wird. Das Teilchen wird in horizontaler Richtung (Richtung X-Y) durch eine Antriebseinrichtung 5 auf dem Weg über eine Grundplatte 4 bewegt. Die Antriebseinrichtung 5 bewegt auch die Grundplatte 4 in Richtung Z. Die Grundplatte 4 bewegt sich schrittweise um die Dicke einer Schicht nach unten, um die zweiten und späteren Schichten des dreidimensionalen Körpers zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform wird der Durchmesser jedes kugelförmigen feinen Teilchens, das von der Patrone 2 zugeführt wird, durch eine Messeinrichtung für den Partikeldurchmesser 6 gemessen. Das Messergebnis wird in einen Kontrollcomputer eingegeben. Der Computer 7 kontrolliert den Präzisionsmanipulator 3, die Antriebseinrichtung 5 und das Laseroszillationssystem 8. Die durch das Laseroszillationssystem 8 erzeugten Laserstrahlen bestrahlen die Kontaktbereiche der Partikel auf dem Wege über einen Strahlensplitter 9 und Spiegel 10.
Das Verfahren zur Bildung der dreidimensionalen Struktur mittels der in 1 gezeigten Vorrichtung besteht aus folgenden Stufen:

i) Zuführung eines Partikels 1 von der Patrone 2;
ii) Halten des zugeführten Partikels 1 durch den Präzisionsmanipulator 3;
iii) Messung des Durchmessers des Partikels 1 durch die Messeinrichtung 6, um seine zentrale Position zu erfassen;
iv) Bewegung des Partikels 1 unter Verwendung der X-Y-Z-Stufe und des groben bewegenden Teils des Manipulators 3 derart, dass der Zentralteil des Partikels 1 nahezu der Zielposition entspricht, und dass das Partikel l in Kontakt mit den benachbarten Partikeln kommt. Der ganze Manipulator 3 bewegt sich nach oben und nach unten. Es sollte beachtet werden, dass die Richtung der Aufwärts- und Abwärtsbewegung um einen bestimmten Winkel von der Z-Achse verschoben ist.
v) Bestrahlung der Kontaktbereiche der Partikel mit den benachbarten Partikeln mit Laserstrahlen, um die Kontaktbereiche zu schmelzen bzw. zu sintern;
vi) geringe und präzise Bewegung der Partikel unter Verwendung des sich präzis bewegenden Teils des Manipulators 3 derart, dass das Zentrum des Partikels in Zielposition angeordnet ist, bevor der geschmolzene bzw. gesinterte Bereich hart geworden ist;
vii) Freisetzung des Partikels 1 aus dem Manipulator 3, nachdem die geschmolzenen bzw. gesinterten Bereiche hart geworden sind; und
viii) Wiederholung der obigen Stufen i) bis vii) in dem Maß, wieviele Wiederholungen erforderlich sind.

In der obigen Stufe iii) wird eine präzise Messung des Durchmessers jedes Partikels zum Zwecke der Bestimmung seiner Mittelposition durchgeführt. Die Partikel 1 haben unvermeidbar eine statistische Verteilung der Größe, wobei das Maximum davon etwa dreimal so groß ist wie die Standardabweichung. Daher gleitet das Zentrum jedes Teilchens von der Zielposition um einen solchen Weg weg, der höchstens etwa dreimal so groß ist wie die Standardabweichung, wenn das Partikel mit den benachbarten Partikeln in Kontakt gebracht wird. Die Abweichung kann quantitativ erfasst werden, indem der Durchmesser der genau zu bindenden Teilchen gemessen wird.
In den obigen Stufen v) und vi) werden die mehrfachen Kontaktbereiche der benachbarten Partikel mit Laserstrahlen bestrahlt, um diese Bereiche gleichzeitig zu schmelzen bzw. zu sintern, und der sich präzise bewegende Teil des Manipulators 3 wird sofort so betrieben, dass die Teilchen so bewegt werden, dass ihre Position so eingestellt wird, dass jedes Teilchen genau in Zielposition positioniert wird. Die Teilchen müssen weg befördert worden sein, bevor die geschmolzenen bzw. gesinterten Bereiche hart geworden sind, was vorzugsweise innerhalb mehrerer Mikrosekunden geschieht. Das sich präzise bewegende Teil wird vorzugsweise entsprechend einem Vektor, gerichtet vom Zentrum des betreffenden Partikels zu der Zielkoordinationspositon davon, bewegt.
Wie oben beschrieben, liefert das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Körper mit dreidimensionaler Struktur, in dem jedes kugelförmige feine Partikel mit hoher Genauigkeit in der festgelegten Position angeordnet ist.

Claims

Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur hat, in der sphärische feine Partikel in drei Dimensionen angeordnet sind und die benachbarten Partikel aneinander gebunden sind, durch wiederholtes Durchführen eines Verfahrens, bestehend aus den Schritten des: Inkontaktbringens eines Partikels mit anderen Partikeln, die dazu benachbart sind und dann Bilden geschmolzener Flächen an den Kontaktflächen der Partikel; Ausrichten der Position der Partikel, bevor die geschmolzenen Flächen hart werden; und Härten der geschmolzenen Flächen, um die Partikel zu binden.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, hat, wobei die Partikel gebunden werden, indem sie erhitzt und lokal an den Flächen geschmolzen werden, an denen sie miteinander in Kontakt sind.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in Anspruch 2 beansprucht, hat, wobei Energiestrahlen ausgestrahlt werden, um die Kontaktflächen lokal zu schmelzen.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in Anspruch 3 beansprucht, hat, wobei die Energiestrahlen Laserstrahlen sind.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4 bean sprucht, hat, wobei eine Vielzahl dieser Kontaktflächen simultan geschmolzen werden.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, hat, wobei der Durchmesser des zu bindenden Partikels gemessen wird, bevor das Partikel mit diesen anderen Partikeln in Kontakt gebracht wird, so dass das Partikel auf der Basis der Messung bewegt wird.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, hat, wobei der mittlere Abstand zwischen den Mittelpunkten der Partikel, aus denen der dreidimensionale Körper besteht, durch „d" ausgedrückt wird, der mittlere Durchmesser des Partikels, bevor es gebunden wird, als „d + Δd" ausgedrückt wird und die Standardabweichung der Größenverteilung der Partikel, bevor sie gebunden werden, als „σ" ausgedrückt wird, wobei Δd 2,5 bis 4 Mal so groß ist wie σ.
Verfahren zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, hat, wobei die Partikel einen Durchmesser von 1000 μm oder kleiner haben.
Vorrichtung zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur hat, in der sphärische, feine Partikel in drei Dimensionen angeordnet sind und die benachbarten Partikel aneinander gebunden sind, umfassend: einen Halter zum Halten eines Partikels an seiner Spitze; eine Bewegungsvorrichtung, um den Halter zu bewegen; mindestens einen Energiestrahlstrahler, um mindestens einen Energiestrahl auf die äußere Oberfläche des Partikels, gehalten von dem Halter, zu strahlen; und ein Steuergerät, um ein Verfahren zu steuern, bestehend aus den Schritten des Bewegens des Halters, der ein Partikel hält, mittels der Bewegungsvorrichtung, um das Partikel mit anderen Partikeln in Kontakt zu bringen; des Schmelzens der Kontaktflächen der Partikel; des Ausrichtens des Orts bzw. der Lage des Partikels, das durch den Halter gehalten wird, bevor die geschmolzenen Kontaktflächen hart werden; und des Härtens der geschmolzenen Flächen, um die Partikel aneinander zu binden.
Vorrichtung zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in Anspruch 9 beansprucht, hat, wobei der Energiestrahl ein Laserstrahl ist.
Vorrichtung zum Bilden eines Körpers, der eine dreidimensionale Struktur, wie in Anspruch 9 oder 10 beansprucht, hat, wobei eine Vielzahl von Laserstrahlen ausgestrahlt werden, so dass eine Vielzahl dieser Kontaktflächen simultan geschmolzen wird.