TW201632344A - 三維形狀造形物之製造方法 - Google Patents

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Abstract

為了提供照射光束以進行燒結或熔融凝固之部分產生隆起部的情形可以受到抑制的三維形狀造形物之製造方法，本發明提供一種三維形狀造形物之製造方法，包括以下步驟：(i)形成粉末層之步驟，以及(ii)對粉末層之指定部位照射光束而由粉末層形成固化層之步驟，反覆步驟(i)及步驟(ii)以製造三維形狀造形物；此三維形狀造形物之製造方法的特徵在於，在步驟(ii)，對照射光束之部分施加振動。

Description

三維形狀造形物之製造方法
本發明係有關於三維形狀造形物之製造方法。更詳而言之，本發明係有關於對粉末層進行光束照射以形成固化層的三維形狀造形物之製造方法。
習知技術中，已知有透過對粉末材料照射光束以製造三維形狀造形物之方法(一般稱作「粉末燒結式積層法」)。該方法，係基於以下步驟(i)及(ii)，交互地反覆實施粉末層形成與固化層形成，以製造三維形狀造形物。 (i)形成粉末層之步驟。 (ii)對粉末層之指定部位照射光束，以從粉末層形成固化層之步驟。
若依照此種製造技術，就可以在短時間內製造複雜的三維形狀造形物。若使用無機質之金屬粉末作為粉末材料，則所製得之三維形狀造形物就可以用作模具。另一方面，若使用有機質之樹脂粉末作為粉末材料，則所製得之三維形狀造形物則可以用作各種造形物(model)。
在此舉出以金屬粉末作為粉末材料，而藉其製得之三維形狀造形物係作為模具使用的情形為例。如圖9所示，首先，使擠壓刀片(squeezing blade)23於水平方向動作，以在造形板21上形成指定厚度的粉末層22(請參照圖9(a))。接著，在粉末層之指定部位照射光束L，而由粉末層形成固化層24(請參照圖9(b))。接下來，使擠壓刀片23於水平方向動作，在製得之固化層上形成新的粉末層，並再度照射光束，以形成新的固化層。如此這般交互反覆實施粉末層形成與固化層形成，就會積層出固化層24(請參照圖9(c))，最終可以製得積層化之固化層所構成之三維形狀造形物。由於作為最下層而形成之固化層24會成為與造形板21結合之狀態，因此三維模製物件與造形板會成為一體物，而該一體物就可以作為模具使用。 【習知技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2004-143581號公報
【發明所欲解決的問題】
於此，本案發明人發現，對粉末層之指定部位照射光束而由粉末層形成固化層之際，照射光束以進行燒結或熔融凝固之部分，會產生隆起部。具體而言，本案發明人發現，照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分，剖面為彎曲形狀之複數隆起部(相當於圖1上圖及圖11中之50)，會以彼此局部重疊的形態而產生在照射光束以進行燒結或熔融凝固之部分。
在產生了隆起部之狀態下，再於製得之固化層上形成新的粉末層，就會產生如下問題。亦即，肇因於隆起部之形狀，而使相鄰之隆起部中彼此局部重疊部分上之新的粉末層的厚度(相當於圖11之h1 )，不同於隆起部頂部之粉末層的厚度(相當於圖11之h2 )。為此，無法形成全體具有指定之一致厚度的新的粉末層。
具體而言，肇因於隆起部之形狀，會使相鄰之隆起部中彼此局部重疊部分上之新的粉末層的厚度(相當於圖11之h1 )，大於隆起部頂部之新的粉末層的厚度(相當於圖11之h2 )。肇因於此厚度之不同，則一旦對新的粉末層之指定部位照射光束以形成新的固化層，就會產生如下問題。亦即，新的固化層中，相鄰之隆起部中彼此局部重疊部分之附近(相當於圖11之“M區域”)的固化密度，會有不同於新的固化層中之隆起部頂部上方區域(相當於圖11之“N區域”)的固化密度之虞。更具體地說，由於相鄰之隆起部中彼此局部重疊部分上之新的粉末層的厚度，大於隆起部頂部之新的粉末層的厚度，因此會有光束之照射能無法充份供應到新的固化層之“M區域”之虞。為此，新的固化層之“M區域”之固化密度，會有小於新的固化層之“N區域”之固化密度之虞。因此，會有無法形成固化密度一致之新的固化層之虞。是故，會有無法確保最終製得之三維形狀造形物係所要的形狀、品質等之虞。
有鑑於此，本發明之目的係提供一種三維形狀造形物之製造方法，可以抑制在照射光束以進行燒結或熔融凝固之部分產生隆起部之情形。 【解決問題之技術手段】
為解決上述課題，於本發明之一實施形態，提供一種三維形狀造形物之製造方法，包括以下步驟： (i)形成粉末層之步驟，以及 (ii)對粉末層之指定部位照射光束而由粉末層形成固化層之步驟， 反覆步驟(i)及步驟(ii)以製造三維形狀造形物； 此三維形狀造形物之製造方法的特徵在於，在步驟(ii)，對照射光束之部分施加振動。 【發明之效果】
藉由本發明之一態樣之三維形狀造形物之製造方法，由於會對受到光束照射之粉末層的指定部位施加振動，因此可以抑制在照射光束以進行燒結或熔融凝固之部分上產生隆起部的情形。藉此，可以製得表面平滑之固化層。故而可以在製得之固化層上，形成全體皆為所要的一致厚度之新的粉末層。因此，對該新的粉末層之指定部位照射光束，而由粉末層形成固化層之際，可以形成固化密度一致之新的固化層。是故，可以確保最終製得之三維形狀造形物係所要的形狀、品質等。
以下參照圖式，針對本發明之一態樣之三維形狀造形物之製造方法，進行更詳細的說明。圖面中各種要件之形態及尺寸，終究只是例示，並非反映實際形態及尺寸者。
本說明書中所謂之「粉末層」，意指例如「金屬粉末所構成之金屬粉末層」或「樹脂粉末所構成之樹脂粉末層」。又，所謂「粉末層之指定部位」，實質上意指所製造之三維形狀造形物的區域。因此，就會是藉由對存在於該指定部位之粉末照射光束，使該粉末燒結或熔融凝固而構成三維形狀造形物。再者，所謂「固化層」，在粉末層係金屬粉末層的情況下意指「燒結層」，在粉末層係樹脂粉末層的情況下意指「硬化層」。
再者，於本說明書直接或間接說明之“上下”的方向，係基於例如造形板與三維形狀造形物間之相對位置之方向；以造形板為基準，製造三維形狀造形物之側視為「上方向」，其相反側視為「下方向」。
[粉末燒結式積層法] 首先，針對作為本發明之一態樣之製造方法之前提的粉末燒結式積層法，進行說明。尤其將舉粉末燒結式積層法中，附加進行三維形狀造形物切削處理的光造形複合加工為例。圖9示意顯示實施光造形複合加工之製程態樣，圖8及圖10係分別顯示可以實施粉末燒結式積層法與切削處理之光造形複合加工機之主要結構及動作流程圖。
光造形複合加工機1如圖8所示，具備粉末層形成手段2、光束照射手段3及切削手段4。
粉末層形成手段2，係用以將金屬粉末或樹脂粉末等粉末鋪設成指定厚度，以形成粉末層之手段。光束照射手段3，係用以對粉末層之指定部位照射光束L之手段。切削手段4，係用以切削積層化之固化層的側面，亦即三維形狀造形物的表面之手段。
粉末層形成手段2如圖8及圖9所示，其主要結構係具有：粉末台25、擠壓刀片23、造形台20及造形板21。粉末台25，係可在外周係由側壁26所環繞之粉末材料儲槽28内上下昇降之平台。擠壓刀片23，係為了將粉末台25上之粉末19供應至造形台20上以製得粉末層22，而可在水平方向上移動之葉片。造形台20，係可在外周係由側壁27所環繞之造形儲槽29内上下昇降之平台。再者，造形板21係配置於造形台20上，作為三維形狀造形物之基座的板片。
光束照射手段3如圖8所示，其結構主要具有光束振盪器30及檢流計反射鏡31。光束振盪器30，係發射光束L之機器。檢流計反射鏡31，係使發出之光束L對粉末層進行掃描之手段，亦即光束L之掃描手段。
切削手段4如圖8所示，其結構主要具有銑頭40及驅動機構41。銑頭40，係用以切削積層化之固化層的側面，亦即三維形狀造形物的表面之切削工具。驅動機構41，係使銑頭40移動至所應切削之部位的手段。
以下針對光造形複合加工機1之動作，詳細敍述。光造形複合加工機之動作，如圖10之流程圖所示，係由粉末層形成步驟(S1)、固化層形成步驟(S2)及切削步驟(S3)所構成。粉末層形成步驟(S1)，係用以形成粉末層22之步驟。在該粉末層形成步驟(S1)中，首先使造形台20下降Δt(S11)，以使造形板21頂面與造形儲槽29上端面之高度差成為Δt。接著，使粉末台25上昇Δt後，如圖9(a)所示，使擠壓刀片23由粉末材料儲槽28朝向造形儲槽29以水平方向移動。藉此，可以使原本配置於粉末台25之粉末19移送至造形板21上(S12)，而進行粉末層22之形成(S 13)。就用以形成粉末層之粉末材料而言，可舉例如「平均粒徑5μm~100μm左右之金屬粉末」及「平均粒徑30μm~100μm左右之尼龍、聚丙烯或ABS等之樹脂粉末」。一旦形成了粉末層，就進入固化層形成步驟(S2)。固化層形成步驟(S2)，係藉由光束照射以形成固化層24之步驟。在該固化層形成步驟(S2)中，係由光束振盪器30發射光束L(S21)，藉由檢流計反射鏡31而使光束L往粉末層22上之指定部位進行掃描(S22)。藉此，使粉末層22之指定部位的粉末燒結或熔融凝固，而如圖9(b)所示，形成固化層24(S23)。就光束L而言，可以使用二氧化碳雷射、釹-釔鋁石榴石雷射(Nd：YAG laser)、光纖電射或紫外線等。
粉末層形成步驟(S1)及固化層形成步驟(S2)，係交互反覆實施。藉此，如圖9(c)所示，複數之固化層24會積層化。
一旦積層化之固化層24達到指定厚度(S24)，就進入切削步驟(S3)。切削步驟(S3)，係用以切削積層化之固化層24的側面，亦即三維形狀造形物之表面的步驟。藉由驅動銑頭40(請參照圖9(c)及圖10)，開始切削步驟(S31)。例如，若銑頭40之有效刃長為3mm，則由於可以沿著三維形狀造形物之高度方向進行3mm之切削處理，因此若Δt為0.05mm，則於積層了60層份之固化層的時間點，驅動銑頭40。具體而言，係一邊藉由驅動機構41以移動銑頭40，一邊對積層化之固化層側面實施切削處理(S32)。當如此這般之切削步驟(S3)一結束，就判斷是否已製得所要的三維形狀造形物(S33)。若仍未製得所要的三維形狀造形物，就回到粉末層形成步驟(S1)。之後，藉由反覆實施粉末層形成步驟(S1)~切削步驟(S3)，實施更進一步的固化層之積層化及切削處理，而最終可製得所要的三維形狀造形物。
[本發明之製造方法] 本發明之一態樣之製造方法，係針對上述粉末燒結式積層法，在對粉末層22之指定部位照射光束L以形成固化層24之際的態樣，具有特徴。
圖1係示意顯示對粉末層22之指定部位照射光束L之際之狀態的立體圖。圖2係示意顯示照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分產生隆起部的概念圖。圖11係示意顯示對粉末層22之指定部位照射光束L之際的狀態之剖面圖。
首先，為了促進對本發明之理解，將使用圖2來簡述本發明之概念。詳細事項容後敍述。本發明係以對照射光束L之部分施加振動，為最大之特徴。藉此，相較於不施加振動之情況(相當於圖2上圖)，施加振動之情況(相當於圖2下圖)更能減少隆起部之高度，此乃最大之特徴。又，本說明書所謂之「隆起部」，意指對粉末層22之指定部位照射了光束L之部分，有如形成彎曲剖面般地朝上方隆起。
以下，針對本發明之一態樣之製造方法，進行詳細説明。
如圖1上圖及圖11所示，本案發明人發現，對粉末層22之指定部位照射光束L以由粉末層22形成固化層24之際，照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分會產生隆起部50。具體而言，如圖1上圖及圖11所示，本案發明人發現，照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分，會以彼此局部重疊的形態而產生剖面為彎曲形狀之複數隆起部50。
如圖11所示，在產生了隆起部50之狀態下，再於製得之固化層24上形成新的粉末層22，就會產生如下問題。具體而言，肇因於隆起部50之形狀，而使相鄰之隆起部50中彼此局部重疊部分51上之新的粉末層22的厚度(h1 )，不同於隆起部50頂部52之新的粉末層22的厚度(h2 )。為此，無法形成全體具有指定之一致厚度的新的粉末層22。詳而言之，如圖11所示，肇因於隆起部50之形狀，而使相鄰之隆起部50中彼此局部重疊部分51上之新的粉末層22的厚度，大於隆起部50頂部52之新的粉末層22的厚度。肇因於此厚度之不同，而會在對新的粉末層22之指定部位照射光束L以形成新的固化層24時，產生如下問題。亦即，新的固化層24中，相鄰之隆起部50彼此局部重疊部分51的固化密度，會有不同於新的固化層24中，隆起部50頂部52的固化密度之虞。更具體地說，由於相鄰之隆起部50彼此局部重疊部分51上之新的粉末層22的厚度，大於隆起部50頂部52上之新的粉末層22的厚度，因此會產生如下問題。亦即，會有光束L之照射能無法充份供應到新的固化層24中，相鄰之隆起部50彼此局部重疊部分51附近(相當於圖11之M區域)之虞。為此，新的固化層24中相鄰之隆起部50彼此局部重疊部分51之附近(相當於圖11之M區域)之固化密度，會有小於新的固化層24中之隆起部50頂部52上方區域(相當於圖11之“N區域”)之固化密度之虞。因此，會有無法形成固化密度一致之新的固化層24之虞。是故，會有無法確保最終製得之三維形狀造形物係所要的形狀、品質等之虞。
有鑑於此，本案發明人精心研究用以抑制該隆起部50之產生的方法。其結果，發現如圖1下圖所示，對光束L照射之粉末層22的指定部位施加振動之方法。具體而言，本案發明人發現，於對粉末層22之指定部位照射光束L之際，對接受光束L照射之部分施加振動之方法。又，此處所謂之「對粉末層22接受照射之部分施加振動」，意指一邊對粉末層22之指定部位照射光束L，一邊施加振動一事。
於本發明中，由於在對粉末層22之指定部位照射光束L之際，係「對接受光束L照射之部分施加振動」，因此能收以下效果。
具體而言，若對粉末層22之指定部位照射光束L，則接受光束L照射之部分會形成具有流動性之部分(一般所謂之“融化池(melt pool)”)。若繼續對該具有流動性之部分提供振動，則具有流動性之部分會肇因於該性質，而相較於提供振動之前，得以減少具有流動性之部分之高度，同時可以加寛具有流動性之部分之寛度。也就是說，可以抑制照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分產生隆起部50的現象。因此，藉由抑制隆起部50之產生，而可以製得表面光滑之固化層24。此處所謂之「表面光滑之固化層」，意指形成於固化層24上之相鄰之隆起部50彼此局部重疊部分51(請參照圖1之下圖)之隆起部50的高度H1 ，與隆起部50頂部52(請參照圖1之下圖)之隆起部50的高度H2 間的差(亦即，H2 -H1 之値)小於20 %，較佳係小於10%，更佳係小於5%。又，為了製得表面光滑之固化層24，對接受光束L照射之部分，可以施加0.1kHz~1000kHz之振動，較佳係施加1kHz~ 100kHz之振動。又，基於該頻率之振動，可以如下文所示，使用例如振動元件及/或鎯頭構件來提供。
此處，如上所述，最終製得之三維形狀造形物，係由複數之固化層24積層形成。於採用粉末燒結式積層法的情況下，設置粉末層22之固化層24全體的形狀及/或質量，並非固定，而係逐次變化下去。可以推知隨著這點，設置粉末層22之固化層24全體所具有之固有頻率也會逐次變化下去。此處所謂之「固有頻率」，意指會產生振動受到增幅而發生強烈揺動之“共振”現象之頻率。有鑑於此，更佳係對接受光束L照射之部分，根據設置粉末層22之固化層24全體質量及/或形狀所對應之固有頻率，以提供振動。該固有頻率可由任意方法得到。舉其一例，該固有頻率，可以根據即將設置各粉末層之時的固化層全體(亦即，三維形狀造形物前驅體)之質量及/或形狀的相關資訊，用結構分析軟體進行模擬分析而得。
如上所述，藉由提供與設置粉末層22之固化層24全體質量及/或形狀所對應之固有頻率實質上相同的頻率，振動就會增幅，而可以促成會產生強烈揺動之“共振”現象。也就是說，可以對接受光束L照射之部分上所形成之具有流動性之部分，有效地提供振動。是故，具有流動性之部分肇因於該性質，而相較於提供振動前，可以“更為減少”具有流動性之部分的高度，同時可以“更為加寛”具有流動性之部分的寛度。
藉由上述，由於可以形成表面光滑之固化層24，所以可以在製得之固化層24上形成全體皆為所要的一致厚度之新的粉末層22。因此，對該新的粉末層22之指定部位照射光束L而由粉末層22形成固化層24之際，可以形成固化密度一致之新的固化層24。是故，可以確保最終製得之三維形狀造形物係所要的形狀、品質等。
再者，於本發明中，亦可達到以下效果。
在對粉末層22之指定部位照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分，粉末層22内存在之空隙會減少，發生收縮現象。由於隆起部50係在照射光束L以進行燒結或熔融凝固之部分產生之物，因此可思及該收縮現象亦會在隆起部50發生。因此，在隆起部50亦有應力朝向隆起部50之内側方向集中之虞。是故在固化層24，亦即在最終製得之三維形狀造形物會有發生翹曲及/或變形之虞。有鑑於此，藉由對接受光束L照射之部分施加振動，而可以緩和朝向隆起部50之内側方向集中之應力。因此，可以抑制在最終製得之三維形狀造形物產生之翹曲及/或變形。
再者，於本發明中，藉由可以抑制隆起部50之產生，而可以加大對粉末層22之指定部位照射光束L之區域。也就是說，可以加大光束L之掃描線距(scan pitch)來對粉末層22之指定部位照射光束。因此，可以縮短固化層24之形成時間，亦即三維形狀造形物之製造時間，以圖提升製造效率。
又，形成如下述之固化層24的情況下，本發明之一態樣之製造方法，較佳係採取以下形態。
具體而言，欲形成高密度區域(固化密度95~100%)與低密度區域(固化密度0~ 95%(不包括95%))所構成之固化層24的情況下，較佳係對照射光束L而形成高密度區域之部分，更為施加振動。
形成高密度區域之情形，相較於形成低密度區域之情形，光束L之照射條件不同。具體而言，形成高密度區域之情形，相較於形成低密度區域之情形，要加大光束L之照射能。為此，於形成高密度區域之部分，隆起部50之高度會有高過形成低密度區域之部分之虞。因此，對照射光束L而形成高密度區域之部分，較佳係施加振動。藉此，在形成高密度區域之部分，亦可以抑制隆起部50之產生。又，此處所謂之「固化密度(%)」，實質上意指藉由對三維形狀造形物之剖面照片進行影像處理而求得之固化剖面密度(固化材料之佔有率)。所使用之影像處理軟體係Scion Image ver. 4.0.2(Scion公司製之自由軟體)，將剖面影像二値化成固化部(白)及空孔部(黑)後，藉由統計影像之全部像素數PxaLL 及固化部(白)之像素數Pxwhite ，而可藉由下式1求取固化剖面密度ρS 。 【式1】
接著說明對受到光束L照射之粉末層22之指定部位施加振動所用的方法。
圖3係示意顯示使造形台20及設於造形台20上之造形板21振動之狀態的剖面圖。
如圖3所示，造形板21係設在造形台20上。此外，對粉末層之指定部位照射光束L而由粉末層形成之固化層24，係設在造形板21上。於本實施形態，係使設在造形台20及造形台20上之造形板21振動。而於本實施形態，此振動係要對照射光束L之部分施加。因此，不需使用獨立之振動機構，而係有效活用製造三維形狀造形物時所用的既有造形台20及造形板21來施加振動，此係一有利之處。又，亦可使造形台及造形板21全體振動。
接著，針對用以使上述造形台20及造形台20上所設之造形板21振動之方法，進行說明。
圖4係示意顯示用振動元件60以使造形台20及設在造形台20上之造形板21振動之狀態的剖面圖。
如圖4所示，作為用以使造形台20及設在造形台20上之造形板21振動之一個方法，係對造形台20使用振動元件60。
藉由驅動該振動元件60以使造形台20振動，藉此，該振動會傳遞至直接設在造形台20上之造形板21，而使之振動。藉此而對照射光束之部分施加振動。但並不限定於此，例如亦可將振動元件60直接設於造形板21。又，較佳係由振動元件60提供0.1kHz~1000kHz之振動，更佳係提供1kz~100kHz之振動。
就振動元件60而言，例如可使用超音波振動元件61。此處所謂之「超音波振動元件61」，意指在電極間插入壓電陶瓷，施加電壓以使該壓電陶瓷反覆伸縮，藉以提供振動者。又，壓電陶瓷，意指氧化鈦、氧化鋇等在高溫下燒成之多晶體陶瓷，並對該多晶體陶瓷實施了分極處理者。又，超音波，意指頻率在1萬6千Hz以上之彈性波。
於本實施形態，振動元件60係如圖4所示，設於造形台20之底面。然而，並不限定於此，較佳係於造形台20之側面設置振動元件60。若係將振動元件60設於造形台20側面，就不是使造形台20在上下方向振動，而是可以使造形台20在橫元件(左右方向)振動。因此，可以抑制構成粉末層22之粉末材料擴散至大氣中的情形。又，如圖4所示，對造形台20設置振動元件60之情況下，為了不對例如粉末台25等周邊裝置施加振動，較佳係在造形台20與側壁27之間設置吸振構件70。就吸振構件70而言，可舉例如彈簧或橡膠構件等。
對造形台20及設在造形台20上之造形板21提供振動之方法，並不限定於上述使用振動元件60之方法，亦可採用以下方法。
圖5係示意顯示對造形台20底面200使用鎯頭構件80朝上方向施加直接衝撃以使之振動之狀態的剖面圖。又，此處所謂之「上方向」，前文已言及，係以造形板21為基準，為製造三維形狀造形物之側。又，此處所謂之「鎯頭構件」，意指對對象物施加打撃，以將物品敲入或使之變形之工具。
如圖5所示，為了對造形台20及設在造形台20上之造形板21提供振動，亦可採使用鎯頭構件80朝上方向對造形台20底面200直接施加振動的方法。較佳係藉由該鎯頭構件80提供0.1kHz~1000kHz之振動，更佳係提供1kHz~100kHz之振動。又，如圖5所示，對造形台20以鎯頭構件80直接敲打而施加振動之情況下，為了不對周邊裝置施加振動，較佳係在造形台與側壁27之間設置吸振構件70。就吸振構件70而言，可舉例如彈簧或橡膠構件等。
為了對造形台20及設在造形台20上之造形板21提供振動而使用鎯頭構件80之情況下，採取以下形態更佳。
圖6係示意顯示對造形台20側面201使用鎯頭構件80施加直接衝撃以使之振動之狀態的剖面圖。圖7係示意顯示對造形台20側面201使用鎯頭構件80施加直接衝撃以使之振動之狀態的平面圖。圖7相當於圖6内之線部分A-A’之間。
於使用鎯頭構件80朝上方向對造形台20底面200施加直接衝撃以使之振動之情況下，構成粉末層22之粉末材料會有擴散至大氣中之虞。因此，較佳係如圖6及圖7所示，為了抑制粉末材料擴散至大氣中的情形，亦可係對造形台20側面201使用鎯頭構件80施加直接衝撃。亦即，較佳係不使造形台20在上下方向振動，而是使造形台20在橫元件(左右方向)振動。又，如圖6及圖7所示，使用鎯頭構件80對造形台20施加直接衝撃以使之振動之情況下，為了不使周邊裝置振動，較佳係在造形台20與側壁27之間設置吸振構件70。就吸振構件70而言，可舉例如彈簧或橡膠構件等。
以上針對本發明之一態樣之三維形狀造形物之製造方法進行了説明，但本發明並不限定於此，只要不脫離後述之申請專利範圍所定義之發明範圍，可以進行各種變更，該等變更亦涵蓋於本發明之範圍內。
又，如上述般，本發明包含下述的適用態樣。 第1態樣： 一種三維形狀造形物之製造方法，包括以下步驟： (i)形成粉末層之步驟，以及 (ii)對該粉末層之指定部位照射光束而由該粉末層形成固化層之步驟， 反覆該步驟(i)及該步驟(ii)以製造三維形狀造形物； 該三維形狀造形物之製造方法的特徵在於，在該步驟(ii)，對該照射光束之部分施加振動。 第2態樣：於上述第1態樣之三維形狀造形物之製造方法，其中，在設於造形台之造形板上，形成該粉末層及該固化層， 藉由使該造形台振動，而對該照射光束之部分施加振動。 第3態樣：於上述第2態樣之三維形狀造形物之製造方法，其中，藉由設於該造形台之振動元件，使該造形台振動。 第4態樣：於上述第3態樣之三維形狀造形物之製造方法，其中，作為該振動元件，係使用超音波振動元件。 第5態樣：於上述第2或第3態樣之三維形狀造形物之製造方法，其中，使該造形台在橫元件上振動。 第6態樣：於上述第1~5態樣中之任一態樣之三維形狀造形物之製造方法，其中，對該照射光束之部分，基於對應該固化層之形狀的固有頻率，施加振動。 【産業上之可利用性】
藉由實施本發明之一態樣之三維形狀造形物之製造方法，而可以製造各種物品。例如，於『粉末層係無機質之金屬粉末層，固化層會成為燒結層之情況』下，製得之三維形狀造形物可用作為塑膠射出成型用模具、沖壓模具、壓鑄模具、鑄造模具、鍛造模具等模具。再者，於『粉末層係有機質之樹脂粉末層，固化層會成為硬化層之情況』下，製得之三維形狀造形物可用作為樹脂成形品。 【相關申請案之相互參考】
本案根據日本專利申請第2014-203435號(提申日：2014年10月1日，發明名稱：「三維形狀造形物之製造方法」)，主張巴黎公約所保護之優先權。該日本申請案所揭露之內容，基於此引用，而全部包含在本案說明書中。
1‧‧‧光造形複合加工機
2‧‧‧粉末層形成手段
3‧‧‧光束照射手段
4‧‧‧切削手段
19‧‧‧粉末
20‧‧‧造形台
21‧‧‧造形板
22‧‧‧粉末層
23‧‧‧擠壓刀片
24‧‧‧固化層
25‧‧‧粉末台
26、27‧‧‧側壁
28‧‧‧粉末材料儲槽
29‧‧‧造形儲槽
30‧‧‧光束振盪器
31‧‧‧檢流計反射鏡
40‧‧‧銑頭
41‧‧‧驅動機構
50‧‧‧隆起部
51‧‧‧彼此局部重疊部分
52‧‧‧頂部
60‧‧‧振動元件
61‧‧‧超音波振動元件
70‧‧‧吸振構件
80‧‧‧鎯頭構件
200‧‧‧底面
201‧‧‧側面
h1、h2‧‧‧厚度
H1、H2高度
L‧‧‧光束
M、N‧‧‧區域
S1~S3、S11~S13、S21~S24、S31~S33‧‧‧步驟
【圖1】示意顯示對粉末層之指定部位照射光束之際之狀態的立體圖。 【圖2】本發明之概念圖。 【圖3】示意顯示使造形台及設於造形台上之造形板振動之狀態的剖面圖。 【圖4】示意顯示用振動元件以使造形台及造形板振動之狀態的剖面圖。 【圖5】示意顯示對造形台底面使用鎯頭構件朝往上方向施加直接衝撃以使之振動之狀態的剖面圖。 【圖6】示意顯示對造形台側面使用鎯頭構件施加直接衝撃以使之振動之狀態的剖面圖。 【圖7】示意顯示對造形台側面使用鎯頭構件施加直接衝撃以使之振動之狀態的平面圖。 【圖8】示意顯示光造形複合加工機之結構的立體圖。 【圖9】(a)~(c)示意顯示實施粉末燒結式積層法之光造形複合加工製程態樣的剖面圖。 【圖10】顯示光造形複合加工機之一般性動作的流程圖。 【圖11】示意顯示對粉末層之指定部位照射光束之際的狀態之剖面圖。
24‧‧‧固化層
50‧‧‧隆起部
51‧‧‧彼此局部重疊部分
52‧‧‧頂部
H1‧‧‧高度
H2‧‧‧高度
L‧‧‧光束

Claims (6)

  1. 一種三維形狀造形物之製造方法，包括以下步驟： (i)形成粉末層之步驟，以及 (ii)對該粉末層之指定部位照射光束而由該粉末層形成固化層之步驟， 反覆該步驟(i)及該步驟(ii)以製造三維形狀造形物； 該三維形狀造形物之製造方法的特徵在於，在該步驟(ii)，對該照射光束之部分施加振動。
  2. 如申請專利範圍第1項之三維形狀造形物之製造方法，其中，在設於造形台之造形板上，形成該粉末層及該固化層， 藉由使該造形台振動，而對該照射光束之部分施加振動。
  3. 如申請專利範圍第2項之三維形狀造形物之製造方法，其中，藉由設於該造形台之振動元件，使該造形台振動。
  4. 如申請專利範圍第3項之三維形狀造形物之製造方法，其中，使用超音波振動元件作為該振動元件。
  5. 如申請專利範圍第2項之三維形狀造形物之製造方法，其中，使該造形台在橫元件上振動。
  6. 如申請專利範圍第1項之三維形狀造形物之製造方法，其中，對該照射光束之部分，施加基於對應該固化層之形狀的固有頻率之振動。
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