JP2004074800A - 三次元物体の製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 三次元物体は放射線エネルギーを用いて物体の断面に対応した複数の点において材料を焼結することにより粉末材料を積層的に固化することによって作り出される。その工程は、支持板又は既に焼結された層の上に粉末材料の層を塗工するステップと、粉末が焼結される温度以下の加工温度まで粉末材料を予熱するステップと、この層における物体の断面に応じて、その複数の点における材料を焼結するステップを有し、塗工された粉末層を制御しながら加熱すると共に、少なくとも2つの温度区間について温度区間あたりの粉末による吸収熱量を決定するステップが実行される。
【選択図】 図3
Description
2 支持部
3 物体
3a 粉末層
4 作業平面
5 放射線装置
6 偏向装置
7 コーター
8 加熱装置
9 放熱ヒータ
10 加熱制御器/加熱調整器
11 パイロメータ(温度測定装置)
Claims (20)
- 放射線エネルギーの作用を用いて、粉末材料を物体の断面に相当する複数の点において焼結することにより該粉末材料を積層的に固化することによって三次元物体を製造する方法であって、前記粉末材料の層を支持板(2)又はすでに焼結された層に塗工する工程と、前記粉末材料が焼結される温度以下の加工温度(TA)になるまで粉末材料を予熱する工程と、前記粉末材料層内の、物体の断面に相当する複数の点における前記粉末材料を焼結する工程を有する三次元物体を製造する方法において、
塗工された粉末を制御加熱するとともに、少なくとも2つの温度区間に対して温度区間当たりの粉末による吸収熱量を決定する工程を有することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1記載の三次元物体を製造する方法において、
温度区間当りの吸収熱量の微少変化(dQ/dT)を温度の関数として決めることを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1又は2記載の三次元物体を製造する方法において、
溶解温度、ガラス転移温度、オンセット温度のような粉末材料の材料固有の特性温度(Tcharacteristic)を、温度区間当りの吸収熱量の変化から決定することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項3記載の三次元物体を製造する方法において、
予熱されるべき前記粉末の加工温度(TA)を、前記決められた微少変化の関数として調整することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項4記載の三次元物体を製造する方法において、
前記加工温度(TA)は、あらかじめ設定された温度区間(ΔTred)によって決められる材料固有の温度(Tcharacteristic)以下になるように調整されることを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1〜5のいずれか1に記載の三次元物体を製造する方法において、
焼結するために必要な放射線源の出力を、温度区間当りに決められた吸収熱量の関数として決定することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1〜6のいずれか1に記載の三次元物体を製造する方法において、
予熱のために使用される加熱装置(8,9)の加熱出力を、温度区間当りに決められた吸収熱量の関数として制御し、調整することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1〜7のいずれか1に記載の三次元物体を製造する方法において、
温度区間当りの前記粉末による吸収熱量を決定する工程は、成形工程前に塗工粉末に対して行うことを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1〜8のいずれか1に記載の三次元物体を製造する方法において、
温度区間当りの前記粉末による吸収熱量を決定する工程は、成形工程中に行うことを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1〜9のいずれか1に記載の三次元物体を製造する方法において、
放射線源としてレーザーを使用することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 請求項1〜10のいずれか1に記載の三次元物体を製造する方法において、
粉末として、プラスチック粉末、好ましくはポリアミド又はポリスチレンを使用することを特徴とする三次元物体を製造する方法。 - 放射線エネルギーの作用を用いて、粉末材料を物体の断面に相当する複数の点において焼結することにより該粉末材料を積層的に固化することによって三次元物体を製造する装置であって、支持板(2)又は既に固化された層に粉末材料を塗工するための材料塗工装置(7)と、前記粉末材料が焼結される温度以下の加工温度(TA)まで塗工された粉末材料層を予熱するための加熱装置(8,9)と、前記粉末材料層内の、物体の断面に相当する複数の点において前記粉末材料を焼結するための放射線装置(5)を有する三次元物体を製造する装置において、
予熱している間、少なくとも2つの温度区間について温度区間当りの粉末による吸収熱量を決定する装置を有することを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項12記載の三次元物体を製造する装置において、
所定の温度区間当りの吸収熱量の微少変化(dQ/dT)を、温度の関数として、計算するための計算装置を有することを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項12又は13記載の三次元物体を製造する装置において、
前記計算装置は、ガラス転移温度、オンセット温度、溶解温度のような粉末材料の材料固有の特性温度(Tcharacteristic)を、温度区間当りの吸収熱量の変化から決定するように設計されていることを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項14記載の三次元物体を製造する装置において、
粉末が予熱されるべき加工温度(TA)を前記決められた変化の関数として調整するように、加熱装置(8,9)を制御するための加熱装置の制御装置(10)を有することを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項15記載の三次元物体を製造する装置において、
前記制御装置(10)は、前記加工温度を、あらかじめ設定された温度区間によって決められた材料固有の特性温度以下になるように調整するように設計されていることを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項12〜16のいずれか1に記載の三次元物体を製造する装置において、
焼結するために必要な放射線源の出力を、温度区間当りに決められた吸収熱量の関数として調整するように、放射線装置(5)を制御するための制御器を有することを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項12〜17のいずれか1に記載の三次元物体を製造する装置において、
前記放射線装置(5)はレーザーとして設計されていることを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項12〜18のいずれかに記載の三次元物体を製造する装置において、
前記加熱装置は放熱ヒータ(9)、特に赤外線放射源(インフレアエミッタ)として設計されていることを特徴とする三次元物体を製造する装置。 - 請求項12〜19のいずれかに記載の三次元物体を製造する装置において、
粉末材料の温度を測定するために、温度センサ(11)、好ましくはパイロメータを設けていることを特徴とする三次元物体を製造する装置。
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