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TW201946712A - 造形系統與造形方法 - Google Patents

造形系統與造形方法 Download PDF

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TW201946712A
TW201946712A TW108115910A TW108115910A TW201946712A TW 201946712 A TW201946712 A TW 201946712A TW 108115910 A TW108115910 A TW 108115910A TW 108115910 A TW108115910 A TW 108115910A TW 201946712 A TW201946712 A TW 201946712A
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TW
Taiwan
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shaping
energy beam
structural layer
forming
energy
Prior art date
Application number
TW108115910A
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English (en)
Inventor
長坂博之
上野和樹
安葉浩一
関口慧
Original Assignee
日商尼康股份有限公司
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Publication date
Application filed by 日商尼康股份有限公司 filed Critical 日商尼康股份有限公司
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Abstract

本發明的造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射能量光束,藉此使材料熔融而形成第一結構層,並對作為第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射能量光束,藉此使材料熔融而於第一結構層上形成第二結構層,且於每單位面積或每單位時間自能量光束對第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自能量光束對第二造形面傳遞的能量不同。

Description

造形系統與造形方法
本發明是有關於一種例如形成造形物的造形系統及造形方法的技術領域。
於專利文獻1中記載有一種造形系統,其於利用能量光束使粉狀的材料熔融後,使已熔融的材料固化,藉此於基材形成造形物。於此種造形系統中,於基材形成造形物後,將造形物自基材適當地分離(作為一例,卸下)成為技術課題。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2017/014909號說明書
根據第一形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層,且於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
根據第二形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融,而於所述第一結構層上形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一結構層不同的第二結構層。
根據第三形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射具有第一光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層。
根據第四形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成第一結構層,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料而於所述第一結構層上形成第二結構層。
根據第五形態,提供一種造形系統,包括:照射裝置,對造形面照射能量光束;供給裝置,供給材料;以及移動裝置,使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述能量光束的照射位置與所述造形面的相對的位置關係,對第一造形面照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成第一結構層,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,而於所述第一結構層上形成第二結構層。
根據第六形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,藉由對第一造形面照射所述能量光束來使所述被供給的所述材料熔融而形成第一熔融池,藉此形成第一結構層,藉由對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束來使所述被供給的所述材料熔融,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
根據第七形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料而於所述第二造形面形成第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
根據第八形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層,且使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力低。
根據第九形態,提供一種造形系統,包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,對第一造形面照射所述能量光束,且將第一材料作為所述材料供給來形成第一結構層,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且將第二材料作為所述材料供給而於所述第一結構層上形成第二結構層,且所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
本發明的作用及其他益處根據以下所說明的用於實施的形態而變得明確。
以下,參照圖式對造形系統及造形方法的實施方式進行說明。以下,使用可藉由利用雷射堆焊(laser build-up welding)法(雷射金屬沈積(Laser Metal Deposition,LMD)),進行使用造形材料M的附加加工來形成造形物的造形系統1,對加工系統及加工方法的實施方式進行說明。再者,雷射堆焊法(LMD)亦可稱為直接金屬沈積(Direct Metal Deposition)、直接能量沈積(Direct Energy Deposition)、雷射被覆(Laser Cladding)、雷射網狀成形(Laser Engineered Net Shaping)、直接光製造(Direct Light Fabrication)、雷射共凝固(Laser Consolidation)、形狀沈積製造(Shape Deposition Manufacturing)、送線雷射沈積(Wire Feed Laser Deposition)、氣體穿線(Gas Through Wire)、雷射粉末熔合(Laser Powder Fusion)、雷射金屬成形(Laser Metal Forming)、選擇性雷射粉末重熔(Selective Laser Powder Remelting)、雷射直接澆鑄(Laser Direct Casting)、雷射粉末沈積(Laser Powder Deposition)、雷射積層製造(Laser Additive Manufacturing)、雷射快速成形(Laser Rapid Forming)。
另外,於以下的說明中,使用由相互正交的X軸、Y軸及Z軸所定義的XYZ正交座標系,對構成造形系統1的各種構成元件的位置關係進行說明。再者,於以下的說明中,為了便於說明,將X軸方向及Y軸方向分別設為水平方向(即,水平面內的規定方向),將Z軸方向設為垂直方向(即,與水平面正交的方向,實質上是上下方向或重力方向)。另外,將環繞X軸、Y軸及Z軸的旋轉方向(換言之,傾斜方向)分別稱為θX方向、θY方向及θZ方向。此處,亦可將Z軸方向設為重力方向。另外,亦可將XY平面設為水平方向。
(1)造形系統1的整體結構
首先,參照圖1對本實施方式的造形系統1的整體結構進行說明。圖1是表示本實施方式的造形系統1的結構的一例的剖面圖。
造形系統1可形成三維結構物(即,於三維方向的任一方向上均具有大小的三維的物體、立體物,換言之,於X方向、Y方向及Z方向上具有大小的物體)ST。造形系統1可於成為用於形成三維結構物ST的基礎(作為一例,基材、被加工材料及工件的至少一者)的工件W上形成三維結構物ST。造形系統1可藉由對工件W進行附加加工來形成三維結構物ST。於工件W為後述的平台13的情況下,造形系統1可於平台13上形成三維結構物ST。於工件W為由平台13保持的現有結構物(再者,現有結構物亦可為造形系統1已形成的其他三維結構物ST)的情況下,造形系統1可於現有結構物上形成三維結構物ST。於此情況下,造形系統1亦可形成已與現有結構物一體化的三維結構物ST。形成已與現有結構物一體化的三維結構物ST的動作等同於將新的結構物附加至現有結構物的動作。或者,造形系統1亦可形成能夠與現有結構物分離的三維結構物ST。再者,圖1表示工件W為由平台13保持的現有結構物的例子。另外,以下使用工件W為由平台13保持的現有結構物的例子進行說明。
如上所述,造形系統1可利用雷射堆焊法來形成造形物。即,亦可說造形系統1是利用積層造形技術來形成物體的3D列印機。再者,積層造形技術亦被稱為快速原型設計(Rapid Prototyping)、快速製造(Rapid Manufacturing)、或積層製造(Additive Manufacturing)。
造形系統1利用光EL對造形材料M進行加工來形成造形物。作為此種光EL,例如可使用紅外光、可見光及紫外光中的至少一者,但亦可使用其他種類的光。光EL是雷射光。造形材料M是可藉由規定強度以上的光EL的照射而熔融的材料。作為此種造形材料M,例如可使用金屬性的材料及樹脂性的材料的至少一者。但是,作為造形材料M,亦可使用與金屬性的材料及樹脂性的材料不同的其他材料。造形材料M是粉狀或粒狀的材料。即,造形材料M是粉粒體。但是,造形材料M亦可不是粉粒體,例如亦可使用線狀的造形材料或氣體狀的造形材料。再者,造形系統1亦可利用帶電粒子束等能量光束對造形材料M進行加工來形成造形物。
為了對造形材料M進行加工,如圖1所示,造形系統1包括:造形頭11、造形頭驅動系統12、平台13、以及控制裝置14。進而,造形頭11包括:照射系統111、及材料噴嘴(即,供給造形材料M的供給系統中的至少一部分)112。
照射系統111是用於自射出部113中射出光EL的光學系統(例如,聚光光學系統)。具體而言,照射系統111經由光纖等未圖示的光傳送構件而與發出光EL的未圖示的光源進行光學連接。照射系統111經由光傳送構件射出自光源傳播而來的光EL。照射系統111自照射系統111朝下方(即,-Z側)照射光EL。於照射系統111的下方配置有平台13。當於平台13搭載有工件W時,照射系統111可朝工件W照射光EL。具體而言,照射系統111對作為被照射光EL(典型的是被聚光)的區域而設定於工件W上的規定形狀的照射區域EA照射光EL。進而,於控制裝置14的控制下,照射系統111的狀態可在對照射區域EA照射光EL的狀態與不對照射區域EA照射光EL的狀態之間切換。再者,自照射系統111中射出的光EL的方向並不限定於正下方(即,與Z軸一致的方向),例如,亦可為相對於Z軸僅傾斜了規定的角度的方向。照射區域EA例如可為圓形形狀的區域,亦可為其他形狀(例如,矩形形狀)。
材料噴嘴112具有供給造形材料M的供給出口(即,供給口)114。材料噴嘴112自供給出口114供給(例如噴射、噴出或射出)造形材料M。材料噴嘴112與作為造形材料M的供給源的未圖示的材料供給裝置物理式地連接。此時,未圖示的管等粉體傳送構件亦可介於材料供給裝置與材料噴嘴之間。材料噴嘴112供給自材料供給裝置經由粉體傳送構件所供給的造形材料M。再者,於圖1中,將材料噴嘴112描繪成管形狀。但是,材料噴嘴112的形狀並不限定於所述管形狀。材料噴嘴112朝下方(即,-Z側)供給造形材料M。於材料噴嘴112的下方配置有平台13。當於平台13搭載有工件W時,材料噴嘴112朝工件W供給造形材料M。再者,自材料噴嘴112所供給的造形材料M的前進方向是相對於Z軸僅傾斜了規定的角度(作為一例,銳角)的方向,但亦可為正下方(即,與Z軸一致的方向)。再者,亦可設置多個材料噴嘴112。
於本實施方式中,材料噴嘴112是以朝照射系統111照射光EL的照射區域EA供給造形材料M的方式,相對於照射系統111來進行對位。即,以作為材料噴嘴112供給造形材料M的區域而設定於工件W上的供給區域MA與照射區域EA一致(或者,至少部分地重覆)的方式,將材料噴嘴112與照射系統111進行對位。再者,亦能夠以材料噴嘴112對藉由已自照射系統111中射出的光EL而形成於工件W的熔融池MP供給造形材料M的方式進行對位。另外,亦能夠以材料噴嘴112供給造形材料M的供給區域MA與熔融池MP的區域部分地重疊的方式進行對位。
造形頭驅動系統12使造形頭11進行移動。造形頭驅動系統12使造形頭11沿著X軸、Y軸及Z軸的各軸進行移動。除X軸、Y軸及Z軸的各軸以外,造形頭驅動系統12亦可使造形頭11沿著θX方向、θY方向及θZ方向的至少一者進行移動。造形頭驅動系統12例如包含馬達等。若造形頭驅動系統12使造形頭11進行移動,則於工件W上,照射區域EA亦相對於工件W進行移動。因此,造形頭驅動系統12可藉由使造形頭11進行移動,而變更工件W與照射區域EA的位置關係(換言之,保持工件W的平台13與照射區域EA的位置關係)。另外,造形頭驅動系統12可藉由使造形頭11進行移動,而變更工件W與供給區域MA的位置關係(換言之,保持工件W的平台13與供給區域MA的位置關係)。
再者,造形頭驅動系統12亦可使照射系統111與材料噴嘴112分開移動。具體而言,例如,造形頭驅動系統12亦可調整射出部113的位置、射出部113的方向(或姿勢)、供給出口114的位置及供給出口114的方向(或姿勢)的至少一者。於此情況下,可分開控制照射光學系統111照射光EL的照射區域EA、及材料噴嘴112供給造形材料M的供給區域MA。
平台13可保持工件W。平台13進而可鬆開經保持的工件W。所述照射系統111於平台13保持工件W的期間的至少一部分中照射光EL。進而,所述材料噴嘴112於平台13保持工件W的期間的至少一部分中供給造形材料M。再者,存在材料噴嘴112已供給的造形材料M的一部分自工件W的表面朝工件W的外部(例如,朝平台13的周圍)散落或灑落的可能性。因此,造形系統1亦可於平台13的周圍包括回收已散落或灑落的造形材料M的回收裝置。
控制裝置14對造形系統1的動作進行控制。控制裝置14例如可包含中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)或圖形處理單元(Graphics Processing Unit,GPU)等運算裝置、或記憶體等記憶裝置。控制裝置14作為藉由運算裝置執行電腦程式對造形系統1的動作進行控制的裝置而發揮功能。該電腦程式是用於使控制裝置14(例如,運算裝置)進行(即,執行)控制裝置14應進行的後述的動作的電腦程式。即,該電腦程式是用於以使造形系統1進行後述的動作的方式使控制裝置14發揮功能的電腦程式。運算裝置所執行的電腦程式可被記錄於控制裝置14所包括的記憶體(即,記錄媒體),亦可被記錄於已內置於控制裝置14或可外置於控制裝置14的任意的存儲媒體(例如,硬碟或半導體記憶體)。或者,運算裝置亦可經由網路介面而自控制裝置14的外部的裝置下載應執行的電腦程式。
控制裝置14亦可不設置於造形系統1的內部,例如,亦可作為伺服器等而設置於造形系統1外。於此情況下,控制裝置14與造形系統1亦可藉由有線及/或無線的網路(或者,資料匯流排及/或通信線路)來連接。作為有線的網路,例如亦可使用利用以IEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)的至少一者為代表的串列匯流排方式的介面的網路。作為有線的網路,亦可使用利用並列匯流排方式的介面的網路。作為有線的網路,亦可使用利用依據以10BASE-T、100BASE-TX及1000BASE-T的至少一者為代表的乙太網路(註冊商標)的介面的網路。作為無線的網路,亦可使用利用電波的網路。作為利用電波的網路的一例,可列舉依據IEEE802.1x的網路(例如,無線區域網路(Local Area Network,LAN)及藍牙(Bluetooth)(註冊商標)的至少一者)。作為無線的網路,亦可使用利用紅外線的網路。作為無線的網路,亦可使用利用光通信的網路。於此情況下,控制裝置14與造形系統1亦能夠以可經由網路而收發各種資訊的方式構成。另外,控制裝置14亦可經由網路而能夠對造形系統1發送指令或控制參數等資訊。造形系統1亦可包括經由所述網路而接收來自控制裝置14的指令或控制參數等資訊的接收裝置。或者,亦可將執行控制裝置14所進行的處理中的一部分的第一控制裝置設置於造形系統1的內部,另一方面,將執行控制裝置14所進行的處理中的另一部分的第二控制裝置設置於造形系統1的外部。
再者,作為記錄運算裝置所執行的電腦程式的記錄媒體,亦可使用唯讀光碟(Compact Disc-Read Only Memory,CD-ROM)、可燒錄光碟(Compact Disc-Recordable,CD-R)、可重寫光碟(Compact Disc-Rewritable,CD-RW)或軟性磁碟、磁光碟(Magnetic Optical,MO)、唯讀數位多功能光碟(Digital Versatile Disc-Read Only Memory,DVD-ROM)、數位多功能光碟隨機存取記憶體(Digital Versatile Disc-Random Access Memory,DVD-RAM)、可燒錄數位多功能光碟(Digital Versatile Disc-Recordable,DVD-R)、可燒錄數位多功能光碟(Digital Versatile Disc+Recordable,DVD+R)、可重寫數位多功能光碟(Digital Versatile Disc-Rewritable,DVD-RW)、可重寫數位多功能光碟(Digital Versatile Disc+Rewritable,DVD+RW)及藍光(Blu-ray)(註冊商標)等光碟、磁帶等磁性媒體、磁光碟、USB記憶體等半導體記憶體、以及其他可儲存程式的任意的媒體的至少一者。於記錄媒體,亦可包含可記錄電腦程式的設備(例如,電腦程式被安裝成能夠以軟體及韌體等的至少一種形態執行的狀態的通用設備或專用設備)。進而,電腦程式中所包含的各處理或功能可由藉由控制裝置14(即,電腦)執行電腦程式而於控制裝置14內實現的邏輯性的處理塊來實現,亦可由控制裝置14所包括的規定的閘陣列(現場可程式閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC))等硬體來實現,亦能夠以邏輯性的處理塊與實現硬體的一部分的元件的部分硬體模組混合的形式來實現。
尤其,於本實施方式中,控制裝置14對由照射系統111所射出的光EL的射出形態進行控制。射出形態例如包含光EL的強度及光EL的射出時序的至少一者。於光EL為脈衝光的情況下,射出形態例如亦可包含脈衝光的發光時間的長度、及脈衝光的發光時間與消光時間的比(所謂的占空比)的至少一者。進而,控制裝置14對藉由造形頭驅動系統12而移動的造形頭11的移動形態進行控制。移動形態例如包含移動量、移動速度、移動方向及移動時序的至少一者。進而,控制裝置14對由材料噴嘴112所供給的造形材料M的供給形態進行控制。供給形態例如包含供給量(特別是每單位時間的供給量)。再者,控制裝置14亦可同時控制由照射系統111所射出的光EL的射出形態與由材料噴嘴112所供給的造形材料M的供給形態。
(2)造形系統1的動作
繼而,對造形系統1的動作進行說明。於本實施方式中,造形系統1如所述般進行用於形成三維結構物ST的造形動作。尤其,造形系統1進行第一造形動作與第二造形動作的至少一者,所述第一造形動作是用於在工件W形成三維結構物ST的基本的造形動作,所述第二造形動作是用於形成與由第一造形動作所形成的三維結構物ST相比容易自工件W分離(換言之,卸下)的三維結構物ST的造形動作。以下,依次對第一造形動作及第二造形動作進行說明。
(2-1)第一造形動作(基本造形動作)
首先,對第一造形動作進行說明。如上所述,造形系統1利用雷射堆焊法來形成三維結構物ST。因此,造形系統1亦可將依據雷射堆焊法的現有的造形動作作為第一造形動作來進行,藉此形成三維結構物ST。以下,對利用雷射堆焊法的三維結構物ST的造形動作的一例進行簡單說明。
造形系統1根據應形成的三維結構物ST的三維模型資料(例如,電腦輔助設計(Computer Aided Design,CAD)資料)等,於工件W上形成三維結構物ST。三維模型資料包含表示三維結構物ST的形狀(特別是三維形狀)的資料。作為三維模型資料,亦可使用由設置於造形系統1內的測量裝置所測量的立體物的測量資料。作為三維模型資料,亦可使用與造形系統1分開設置的三維形狀測量機的測量資料。作為此種三維形狀測量機的一例,可列舉:具有可相對於工件W進行移動且可接觸工件W的探針的接觸型的三維測定機及非接觸型的三維測量機的至少一者。作為非接觸型的三維測量機的一例,可列舉:圖案投影方式的三維測量機、光切斷方式的三維測量機、飛行時間(time of flight)方式的三維測量機、波紋輪廓(moire topography)方式的三維測量機、全像干涉方式的三維測量機、電腦斷層攝影(Computed Tomography,CT)方式的三維測量機、及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)方式的三維測量機的至少一者。作為三維模型資料,亦可使用三維結構物ST的設計資料。
造形系統1為了形成三維結構物ST,例如依次形成沿著Z軸方向排列的多個層狀的部分結構物(以下,稱為「結構層」)SL。例如,造形系統1一層一層地依次形成藉由沿著Z軸方向將三維結構物ST切成圓片所獲得的多個結構層SL。其結果,形成作為積層有多個結構層SL的積層結構體的三維結構物ST。以下,對藉由一層一層地依次形成多個結構層SL來形成三維結構物ST的動作的流程進行說明。
首先,參照圖2(a)至圖2(c)對形成各結構層SL的動作進行說明。於控制裝置14的控制下,造形系統1於相當於工件W的表面或已形成的結構層SL的表面的造形面MS上的所期望區域設定照射區域EA,並自照射系統111對該照射區域EA照射光EL。再者,亦可將自照射系統111照射的光EL於造形面MS上所佔的區域稱為照射區域EA。另外,造形系統1亦可不於造形面MS上的所期望區域設定照射區域EA。此時,亦可將自照射系統111照射的光EL於造形面MS上所佔的區域稱為照射區域EA。於本實施方式中,光EL的聚焦位置FP(即,聚光位置,換言之,於Z軸方向或光EL的前進方向上,光EL最聚集的位置)與造形面MS一致。再者,亦可將光EL的聚焦位置FP設定於已自造形面MS朝Z軸方向偏離的位置。其結果,如圖2(a)所示,藉由已自照射系統111中射出的光EL而於造形面MS上的所期望區域形成熔融池(即,已藉由光EL而熔融的液狀的金屬或樹脂等的池)MP。進而,於控制裝置14的控制下,造形系統1於造形面MS上的所期望區域設定供給區域MA,並自材料噴嘴112對該供給區域MA供給造形材料M。再者,造形系統1亦可不於造形面MS上的所期望區域設定供給區域MA。此時,亦可將自材料噴嘴112供給造形材料M的區域稱為供給區域MA。此處,如上所述,照射區域EA與供給區域MA一致,因此供給區域MA被設定成形成有熔融池MP的區域。換言之,供給區域MA與形成有熔融池MP的區域一致。因此,如圖2(b)所示,造形系統1自材料噴嘴112對熔融池MP供給造形材料M。其結果,被供給至熔融池MP的造形材料M熔融。若伴隨造形頭11的移動而不再對熔融池MP照射光EL,則已於熔融池MP中熔融的造形材料M得到冷卻而固化(即,凝固)。其結果,如圖2(c)所示,已固化的造形材料M堆積於造形面MS上。換言之,藉由已固化的造形材料M的堆積物來形成造形物。藉由如所述般進行將造形材料M的堆積物附加至造形面MS的附加加工,而形成造形物。
一面改變相對於造形面MS的造形頭11的XY平面內的位置,一面重覆此種包含利用光EL的照射的熔融池MP的形成、朝熔融池MP的造形材料M的供給、被供給的造形材料M的熔融及已熔融的造形材料M的固化的一連串的造形處理。換言之,一面使造形頭11相對於造形面MS沿著XY平面內進行移動,一面重覆包含熔融池MP的形成、造形材料M的供給、造形材料M的熔融及已熔融的造形材料M的固化的一連串的造形處理。若造形頭11相對於造形面MS進行移動,則照射區域EA亦相對於造形面MS進行移動。因此,亦可說一面使照射區域EA相對於造形面MS沿著XY平面進行移動,一面重覆一連串的造形處理。此時,對已設定於應形成造形物的區域的照射區域EA選擇性地照射光EL,另一方面,對已設定於不應形成造形物的區域的照射區域EA選擇性地不照射光EL。再者,亦可說於不應形成造形物的區域不設定照射區域EA。即,造形系統1一面使照射區域EA於造形面MS上沿著規定的移動軌跡進行移動,一面於對應於應形成造形物的區域的分佈(即,結構層SL的圖案)的時序對造形面MS照射光EL。換言之,造形系統1一面使被照射光EL的預定的區域於造形面MS上沿著規定的移動軌跡進行移動,一面於該區域已位於應形成造形物的區域的情況下對造形面MS照射光EL。其結果,於造形面MS上形成相當於由已凝固的造形材料M所形成的造形物的集合體的結構層SL。再者,於所述說明中,使照射區域EA相對於造形面MS進行了移動,但亦可使造形面MS相對於照射區域EA進行移動。
於控制裝置14的控制下,造形系統1根據三維模型資料重覆進行用於形成此種結構層SL的動作。若參照圖3(a)至圖3(f)進行說明,則具體而言,首先,控制裝置14以積層間距對三維模型資料進行切片處理來製作切片資料(slice data)。再者,控制裝置14亦可對應於造形系統1的特性,至少部分地修正切片資料。於控制裝置14的控制下,造形系統1根據對應於結構層SL#1的三維模型資料(即,對應於結構層SL#1的切片資料),進行用於在相當於工件W的表面WS的造形面MS上形成第一層的結構層SL#1的動作。其結果,如圖3(a)及圖3(b)所示,於造形面MS上形成結構層SL#1。其後,造形系統1將結構層SL#1的表面(典型的是上表面)設定成新的造形面MS後,於該新的造形面MS上形成第二層的結構層SL#2。為了形成結構層SL#2,控制裝置14首先以造形頭11沿著Z軸進行移動的方式控制造形頭驅動系統12。具體而言,控制裝置14控制造形頭驅動系統12,以於結構層SL#1的表面(即,新的造形面MS)設定照射區域EA及供給區域MA的方式,使造形頭11朝+Z側進行移動。藉此,光EL的聚焦位置FP與新的造形面MS一致。其後,於控制裝置14的控制下,造形系統1以與形成結構層SL#1的動作相同的動作,根據對應於結構層SL#2的切片資料,於結構層SL#1上形成結構層SL#2。其結果,如圖3(c)及圖3(d)所示,形成結構層SL#2。以後,重覆相同的動作,直至形成構成應形成於工件W上的三維結構物的所有結構層SL為止。其結果,如圖3(e)及圖3(f)所示,藉由沿著Z軸(即,沿著自熔融池MP的底面朝向上表面的方向)積層有多個結構層SL的積層結構物來形成三維結構物ST。
(2-2)第二造形動作(容易自工件W分離的三維結構物ST的造形動作)
繼而,對第二造形動作進行說明,所述第二造形動作是用於形成與由第一造形動作所形成的三維結構物ST相比容易自工件W分離(換言之,卸下)的三維結構物ST的造形動作。與所述第一造形動作同樣地,第二造形動作是藉由依次形成多個結構層SL來形成三維結構物ST的造形動作。但是,第二造形動作於包含用於形成容易自工件W分離的三維結構物ST的動作這一點上,與所述第一造形動作不同。第二造形動作的其他特徵亦可與第一造形動作的其他特徵相同。以下,對用於形成容易自工件W分離的三維結構物ST的動作進行說明。
於本實施方式中,於控制裝置14的控制下,造形系統1採用如下的特性變更動作作為用於形成容易自工件W上分離的三維結構物ST的動作,所述特性變更動作將構成三維結構物ST的多個結構層SL中的一部分的特性變更成與多個結構層SL中的另一部分的特性不同的特性。具體而言,造形系統1採用如下的動作作為特性變更動作,所述動作將多個結構層SL中的最下層的結構層SL(典型的是形成於相當於表面WS的造形面MS的第一層的結構層SL#1)的特性變更成與多個結構層SL之中除最下層的結構層SL以外的其他結構層SL(典型的是形成於最下層的結構層SL上的其他結構層SL)的特性不同的特性。但是,如其後於變形例中進行詳述般,造形系統1例如亦可採用如下的動作作為特性變更動作,所述動作將多個結構層SL中的包含最下層的結構層SL的位於下層的多個結構層SL的特性變更成與多個結構層SL之中除位於下層的多個結構層SL以外的其他結構層SL(即,與位於下層的結構層SL相比位於上層的結構層SL)的特性不同的特性。
結構層SL的特性亦可包含結構層SL的尺寸。尤其,結構層SL的特性亦可包含沿著造形面MS的至少一個方向(典型的是與多個結構層SL的積層方向交叉的至少一個方向)上的結構層SL的尺寸。於此情況下,結構層SL的尺寸亦可稱為結構層SL的寬度。於以下的說明中,於無特別的表述的情況下,結構層SL的尺寸是指沿著造形面MS的至少一個方向上的結構層SL的尺寸。例如,可將結構層SL的尺寸設為XY平面內的任意的方向上的結構層SL的尺寸。於此情況下,造形系統1進行作為特性變更動作的第一特性變更動作,所述第一特性變更動作用於將最下層的結構層SL(以下,適宜稱為「結構層SL_lowest」)的尺寸變更成與結構層SL_lowest以外的其他結構層SL(以下,適宜稱為「結構層SL_upper」)的尺寸不同的尺寸。再者,於進行結構層SL彼此的尺寸的比較的情況下,只要將各結構層SL的尺寸設為相同的方向上的結構層SL的尺寸即可。更具體而言,造形系統1例如進行作為第一特性變更動作的如下的動作,所述動作用於使結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小。如其後進行詳述般,於結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小的情況下,與結構層SL_lowest的尺寸未變得較結構層SL_upper的尺寸小的情況相比,結構層SL_lowest容易自工件W分離。若結構層SL_lowest自工件W分離,則經由結構層SL_lowest而已與工件W一體化的結構層SL_upper亦自工件W分離。如此,與藉由第一造形動作來形成三維結構物ST的情況相比,三維結構物ST自工件W上的分離變得容易。
結構層SL的特性亦可包含結構層SL對於破壞的抵抗力(換言之,破碎困難度,例如韌性)。換言之,結構層SL的特性亦可包含結構層SL的脆度(換言之,脆性)。於此情況下,造形系統1進行作為特性變更動作的第二特性變更動作,所述第二特性變更動作將最下層的結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變更成與結構層SL_lowest以外的其他結構層SL_upper對於破壞的抵抗力不同的抵抗力。更具體而言,造形系統1例如進行作為第二特性變更動作的如下的動作,所述動作用於使結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變得較結構層SL_upper對於破壞的抵抗力低。結構層SL_upper亦可與由第一造形動作所形成的結構層SL同樣地形成。於此情況下,造形系統1亦可進行作為第二特性變更動作的如下的動作,所述動作用於使結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力與藉由第一造形動作來形成結構層SL(典型的是結構層SL_lowest)的情況相比變低。如其後進行詳述般,於結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變低的情況下,與結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力不變低的情況(即,藉由第一造形動作來形成結構層SL(典型的是結構層SL_lowest)的情況)相比,結構層SL_lowest容易被破壞。因此,亦可說第二特性變更動作是用於使結構層SL_lowest較結構層SL_upper更容易被破壞的動作。若結構層SL_lowest被破壞,則經由結構層SL_lowest而已與工件W一體化的結構層SL_upper自工件W分離。如此,三維結構物ST自工件W的分離變得容易。
結構層SL的特性亦可包含結構層SL對於工件W的結合力(換言之,附著力)。於此情況下,造形系統1進行作為特性變更動作的第三特性變更動作,所述第三特性變更動作將最下層的結構層SL_lowest對於工件W的結合力變更成與結構層SL_lowest以外的其他結構層SL_upper對於工件W的結合力不同的結合力。更具體而言,造形系統1進行作為第三特性變更動作的如下的動作,所述動作用於使結構層SL_lowest對於工件W的結合力變得較結構層SL_upper對於工件W的結合力弱。結構層SL_upper亦可與由第一造形動作所形成的結構層SL同樣地形成。於此情況下,造形系統1亦可進行作為第三特性變更動作的如下的動作,所述動作用於使結構層SL_lowest對於工件W的結合力與藉由第一造形動作來形成結構層SL(典型的是結構層SL_lowest)的情況相比變弱。如其後進行詳述般,於結構層SL_lowest對於工件W的結合力變弱的情況下,與結構層SL_lowest對於工件W的結合力不變弱的情況(即,藉由第一造形動作來形成結構層SL(典型的是結構層SL_lowest)的情況)相比,結構層SL_lowest容易自工件W分離。若結構層SL_lowest自工件W分離,則經由結構層SL_lowest而已與工件W結合的結構層SL_upper亦自工件W分離。如此,與藉由第一造形動作來形成三維結構物ST的情況相比,三維結構物ST自工件W的分離變得容易。
以下,對此種第一特性變更動作~第三特性變更動作的詳細情況依次進行說明。
(2-2-1)第一特性變更動作
首先,對用於變更結構層SL的尺寸的第一特性變更動作進行說明。造形系統1為了改變結構層SL的尺寸,例如亦可變更形成結構層SL時的形成條件。例如,造形系統1亦可將形成結構層SL_lowest時的形成條件變更成與形成結構層SL_upper時的形成條件不同的形成條件。
第一特性變更動作的形成條件亦可包含熔融池MP的尺寸。尤其,形成條件亦可包含沿著造形面MS的至少一個方向上的熔融池MP的尺寸。於此情況下,熔融池MP的尺寸亦可稱為熔融池MP的寬度。於以下的說明中,於無特別的表述的情況下,熔融池MP的尺寸是指沿著造形面MS的至少一個方向上的熔融池MP的尺寸。例如,可將熔融池MP的尺寸設為XY平面內的任意的方向。於此情況下,造形系統1亦可將用於形成結構層SL_lowest的熔融池MP的尺寸變更成與用於形成結構層SL_upper的熔融池MP的尺寸不同的尺寸。再者,於進行熔融池MP彼此的尺寸的比較的情況下,只要將各熔融池MP的尺寸設為相同的方向上的熔融池MP的尺寸即可。具體而言,為了使結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,亦可使用於形成結構層SL_lowest的熔融池MP的尺寸變得較用於形成結構層SL_upper的熔融池MP的尺寸小。例如,如圖4(a)所示,當於造形面MS上形成結構層SL_lowest時,造形系統1亦可將順著沿著造形面MS的至少一個方向(於圖4(a)所示的例子中是沿著XY平面的至少一個方向,例如X軸方向及/或Y軸方向)的尺寸變成第一尺寸R1的熔融池MP形成於造形面MS。另一方面,如圖4(b)所示,當於造形面MS上形成結構層SL_upper時,造形系統1亦可將順著沿著造形面MS的至少一個方向的尺寸變成較第一尺寸R1大的第二尺寸R2的熔融池MP形成於造形面MS。再者,如圖4(a)及圖4(b)所示,存在形成於造形面MS上的熔融池MP於沿著造形面MS的方向上變成圓形的情況。於此情況下,熔融池MP的尺寸亦可稱為熔融池MP的直徑。再者,當於沿著造形面MS的相互正交的兩個方向上熔融池MP的尺寸不同時,例如當熔融池MP為橢圓形狀時,亦可將任一個方向上的熔融池MP的尺寸設為熔融池MP的尺寸。作為一例,不對用於形成結構層SL_lowest的熔融池MP的沿著Y方向的尺寸與用於形成結構層SL_upper的熔融池MP的沿著X方向的尺寸進行比較,而對用於形成結構層SL_lowest的熔融池MP的沿著Y方向的尺寸與用於形成結構層SL_upper的熔融池MP的沿著Y方向的尺寸進行比較。
為了變更熔融池MP的尺寸,造形系統1亦可對照射系統111所照射的光EL的特性進行控制。於此情況下,造形系統1亦可將用於形成結構層SL_lowest的光EL的特性變更成與用於形成結構層SL_upper的光EL的特性不同的特性。即,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將光EL的特性設定成用於形成結構層SL_lowest的(即,用於形成小尺寸的熔融池MP的)第一特性。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將光EL的特性設定成用於形成結構層SL_upper的(即,用於形成大尺寸的熔融池MP的)第二特性(典型的是第二特性與第一特性不同)。再者,第二特性亦可稱為用於形成尺寸較藉由第一特性的光EL所形成的小尺寸的熔融池MP大的熔融池MP的光EL的特性。
第一特性變更動作的光EL的特性亦可包含造形面MS上的每單位面積的光EL的強度(或每單位面積的能量)。再者,能量亦可稱為能源量。於此情況下,如圖5所示,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將每單位面積的光EL的強度設定成第一強度。另一方面,如圖5所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將每單位面積的光EL的強度設定成較第一強度大的第二強度。其結果,當形成結構層SL_lowest時,於每單位面積自光EL對造形面MS傳遞的能量及於每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量中的至少一者變得較當形成結構層SL_upper時,於每單位面積自光EL對造形面MS傳遞的能量及於每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量中的至少一者少。於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得越少,藉由光EL的照射而於造形面MS上熔融的造形材料M變得越少。因此,形成結構層SL_lowest時於造形面MS上熔融的造形材料M變得較形成結構層SL_upper時於造形面MS上熔融的造形材料M少。於造形面MS上熔融的造形材料M變得越少,包含該已熔融的造形材料M的熔融池MP的尺寸變得越小。因此,形成結構層SL_lowest時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸變得較形成結構層SL_upper時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸小。再者,光EL的特性亦可為造形面MS上的每單位時間的每單位面積的光EL的強度(或每單位面積的能量)。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
第一特性變更動作的光EL的特性亦可包含相對於造形面MS的光EL的散焦(defocus)量。再者,此處所述的「相對於造形面MS的光EL的散焦量」亦可表示與造形面MS交叉的方向(典型的是正交的方向,例如Z軸方向或光EL的前進方向)上的造形面MS與光EL的聚焦位置FP的偏離量。於此情況下,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將光EL的散焦量設定成第一散焦量。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將光EL的散焦量設定成較第一散焦量小的第二散焦量。例如,造形系統1亦可於(i)形成結構層SL_lowest時,如圖6(a)所示,以光EL的散焦量變得較零大(即,將光EL的聚焦位置FP設定於已自造形面MS朝Z軸方向偏離的位置)的方式,設定光EL的散焦量,於(ii)形成結構層SL_upper時,如圖6(b)所示,以光EL的散焦量變成零(即,將光EL的聚焦位置FP設定於造形面MS)的方式,設定光EL的散焦量。或者,例如造形系統1亦可於(i)形成結構層SL_lowest時,以光EL的散焦量與形成結構層SL_upper的情況相比變大(換言之,將光EL的聚焦位置FP設定於與形成結構層SL_upper的情況相比已自造形面MS朝Z軸方向大幅度偏離的位置)的方式,設定光EL的散焦量,於(ii)形成結構層SL_upper時,以光EL的散焦量與形成結構層SL_lowest的情況相比變小(即,將光EL的聚焦位置FP設定於與形成結構層SL_lowest的情況相比已自造形面MS朝Z軸方向小幅度偏離的位置)的方式,設定光EL的散焦量。於光EL的散焦量大的情況下,如圖6(c)所示,造形面MS上的光EL的強度分佈變成如具有可使造形材料M熔融的強度(具體而言,規定的強度閾值以上的強度)的光EL的範圍變小的分佈。因此,於光EL的散焦量大的情況下,雖然於造形面MS上被照射光EL的範圍變大,但作為整體僅被照射強度小的光EL,因此於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變小。另一方面,於光EL的散焦量小的情況下,如圖6(d)所示,造形面MS上的光EL的強度分佈變成如具有使造形材料M熔融的強度的光EL的範圍相對地變大的分佈。因此,於光EL的散焦量小的情況下,雖然於造形面MS上被照射光EL的範圍變小,但作為整體被照射強度大的光EL,因此於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量相對於所述情況變大。其結果,於每單位面積或每單位時間自散焦量大的光EL對造形面MS傳遞的能量變得較於每單位面積或每單位時間自散焦量小的光EL對造形面MS傳遞的能量少。即,形成結構層SL_lowest時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得較形成結構層SL_upper時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量少。因此,形成結構層SL_lowest時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸變得較形成結構層SL_upper時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸小。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
第一特性變更動作的光EL的特性亦可包含每單位面積的光EL的照射時間。於此情況下,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將光EL的照射時間設定成短的第一照射時間。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將光EL的照射時間設定成較第一照射時間長的第二照射時間。例如,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,如圖7(a)所示,亦可將斷續地切換開閉的脈衝光作為光EL來照射。即,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可斷續地或脈衝式地照射光EL。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,如圖7(b)所示,亦可將未斷續地切換照射及不照射(即,連續地持續照射)的連續光作為光EL來照射。換言之,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可連續地照射光EL。其結果,於形成結構層SL_lowest的情況下,與形成結構層SL_upper的情況相比,產生不照射光EL的時間,相應地光EL的照射時間變短。或者,例如造形系統1於形成結構層SL_lowest時,如圖8(a)所示,亦可將表示照射光EL的時間的比例的占空比小的脈衝光作為光EL來照射。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,如圖8(b)所示,亦可將與圖8(a)的情況相比占空比大的脈衝光作為光EL來照射。此處,於光EL週期性地重覆照射與不照射的情況下,可將光EL的占空比設為照射時間對於所述週期期間的比例。其結果,於形成結構層SL_lowest的情況下,與形成結構層SL_upper的情況相比,占空比變小,相應地光EL的照射時間變短。每單位面積的光EL的照射時間變得越短,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得越小。即,於照射時間短的情況下,與照射時間長的情況相比,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變少。因此,形成結構層SL_lowest時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得較形成結構層SL_upper時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量少。因此,形成結構層SL_lowest時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸變得較形成結構層SL_upper時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸小。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
為了變更熔融池MP的尺寸,造形系統1亦可對由材料噴嘴112所供給的造形材料M的供給形態進行控制。於此情況下,造形系統1亦可將形成結構層SL_lowest時的造形材料M的供給形態變更成與形成結構層SL_upper時的供給形態不同的供給形態。即,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將造形材料M的供給形態設定成用於形成結構層SL_lowest的(即,用於形成小尺寸的熔融池MP的)第一供給形態。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將造形材料M的供給形態設定成用於形成結構層SL_upper的(即,用於形成尺寸較用於形成結構層SL_lowest的小尺寸的熔融池MP大的熔融池MP的)第二供給形態(典型的是第二供給形態與第一供給形態不同)。
第一特性變更動作的造形材料M的供給形態亦可包含每單位時間的造形材料M的供給量及每單位面積的造形材料M的供給量中的至少一者(即,造形材料M的供給率)。於此情況下,如圖9(a)所示,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將造形材料M的供給量設定成第一供給量。另一方面,如圖9(a)所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將造形材料M的供給量設定成較圖9(a)的情況少(即,較第一供給量少)的第二供給量。於造形材料M的供給量多的情況下,如圖9(b)所示,光EL容易由被供給至造形面MS的造形材料M遮蔽。其原因在於:雖然造形材料M藉由光EL的照射而熔融,但於較可熔融的量多的量的造形材料M被供給至造形面MS的情況下,被供給的造形材料M的至少一部分不藉由光EL的照射而熔融,可作為遮蔽光EL的遮蔽物發揮功能。其結果,到達造形面MS為止的光EL的強度變小,因此於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變小。即,造形系統1為了使於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變小,將被供給的造形材料M的至少一部分用作對於光EL的遮蔽物。另一方面,於造形材料M的供給量少的情況下,如圖9(c)所示,光EL難以由被供給至造形面MS的造形材料M遮蔽。其結果,到達造形面MS的光EL的強度與圖9(b)的情況相比變大,因此於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量與圖9(b)的情況相比變大。因此,於造形材料M的供給量多的狀況下,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得較於造形材料M的供給量少的狀況下,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量少。即,形成結構層SL_lowest時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得較形成結構層SL_upper時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量少。因此,形成結構層SL_lowest時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸變得較形成結構層SL_upper時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸小。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
再者,若於已形成有熔融池MP的狀況下,造形材料M的供給量變多,則熔融池MP藉由被供給的造形材料M而得到冷卻的可能性變高。其結果,經冷卻並固化的造形材料M增加,相應地包含不固化而維持熔融的造形材料M的熔融池MP的尺寸變小。因此,除將被供給的造形材料M的至少一部分用作對於光EL的遮蔽物以外,亦可將其用作用於冷卻熔融池MP的冷卻材料,或將其用作用於冷卻熔融池MP的冷卻材料來代替用作對於光EL的遮蔽物。於此情況下,形成結構層SL_lowest時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸亦變得較形成結構層SL_upper時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸小。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
第一特性變更動作的造形材料M的供給形態亦可包含造形材料M的供給時序(或供給時期)。於此情況下,如圖10(a)所示,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可於照射光EL之前將造形材料M事先供給至造形面MS。尤其,造形系統1亦可於照射光EL之前,將至少一部分可作為遮蔽光EL的遮蔽物發揮功能的程度的量的造形材料M事先供給至造形面MS的整個面(或一部分)。如圖10(b)所示,造形系統1亦可於造形材料M被供給至造形面MS後照射光EL。此時,如圖10(b)所示,造形系統1亦可於照射光EL的期間內不供給造形材料M。其結果,被事先供給的造形材料M不會因來自材料噴嘴112的供給物(例如,新供給的造形材料M及/或為了新供給造形材料M而自材料噴嘴112中噴出的氣體等)而被吹跑。但是,造形系統1亦可於照射光EL的期間的至少一部分中供給造形材料M。其結果,被事先供給至造形面MS的造形材料M的至少一部分熔融而與造形面MS一體化,藉此形成結構層SL_lowest。此處,於造形材料M被事先供給至造形面MS的情況下,該被事先供給的造形材料M的至少一部分可作為遮蔽光EL的遮蔽物發揮功能。因此,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量與不存在遮蔽物的情況相比變小。因此,熔融池MP的尺寸與不存在遮蔽物的情況相比變小。另一方面,如圖10(c)所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可於照射光EL之前不將造形材料M事先供給至造形面MS。即,如圖10(d)所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可一面照射光EL一面將造形材料M局部地供給至光EL的照射區域EA(或熔融池MP)。於造形材料M未被事先供給至造形面MS的情況下,造形材料M被局部地供給,因此該被局部地供給的造形材料M的至少一部分作為遮蔽光EL的遮蔽物發揮功能的可能性變小。因此,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量與存在遮蔽物的情況相比變大。因此,熔融池MP的尺寸與存在遮蔽物的情況相比變大。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
為了變更熔融池MP的尺寸,造形系統1亦可對造形頭11的移動形態進行控制。於此情況下,造形系統1亦可將形成結構層SL_lowest時的造形頭11的移動形態變更成與形成結構層SL_upper時的移動形態不同的移動形態。即,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將造形頭11的移動形態設定成用於形成結構層SL_lowest的(即,用於形成小尺寸的熔融池MP的)第一移動形態。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將造形頭11的移動形態設定成用於形成結構層SL_upper的(即,用於形成尺寸較於第一移動形態時所形成的熔融池MP的尺寸大的熔融池MP的)第二移動形態(典型的是第二移動形態與第一移動形態不同)。
第一特性變更動作的移動形態亦可包含移動速度(例如,沿著造形面MS的方向上的移動速度,作為一例,XY平面內的任意的方向上的移動速度,典型的是X軸方向及/或Y軸方向的移動速度)。於此情況下,如圖11所示,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將造形頭11的移動速度設定成第一移動速度。另一方面,如圖11所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將造形頭11的移動速度設定成較第一移動速度慢的第二移動速度。造形頭11的移動速度變得越快,造形面MS上的照射區域EA的移動速度(即,相對於造形面MS的照射區域EA的相對的移動速度)變得越快。造形面MS上的照射區域EA的移動速度變得越快,對於造形面MS的每單位面積的光EL的照射時間變得越短。因此,造形面MS上的照射區域EA的移動速度變得越快,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得越小。因此,於造形頭11的移動速度快(即,照射區域EA的移動速度快)的狀況下,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得較於造形頭11的移動速度較所述狀況下的移動速度慢(即,照射區域EA的移動速度慢)的狀況下,於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量少。即,形成結構層SL_lowest時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量變得較形成結構層SL_upper時於每單位面積或每單位時間自光EL對造形面MS傳遞的能量少。因此,形成結構層SL_lowest時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸變得較形成結構層SL_upper時形成於造形面MS的熔融池MP的尺寸小。
其結果,結構層SL_lowest的尺寸變得較結構層SL_upper的尺寸小,結構層SL_lowest容易自工件W分離。
另外,造形頭11的移動速度變得越快,被供給至造形面MS上的照射區域EA及熔融池MP的至少一者的造形材料M的每單位時間的供給量變得越少。此處,當造形材料M的每單位時間的供給量低於在每單位時間可熔融的造形材料M的量時,與超過的情況相比結構層SL的尺寸變小。其結果,結構層SL_lowest容易自工件W分離。如此,熔融池MP的尺寸與結構物ST的尺寸亦可不成比例。
再者,於如後述般平台13可進行移動的情況下,為了變更熔融池MP的尺寸,造形系統1亦可對平台13的移動形態(進而對造形面MS的移動形態)進行控制。其原因在於:若平台13進行移動,則可看作照射區域EA相對於造形面MS進行移動。再者,平台13的移動形態的控制方法亦可與造形頭11的移動形態的控制方法相同,因此省略其詳細的說明。或者,如後述般,於可藉由利用振鏡等使光EL偏轉而使照射區域EA相對於造形面MS進行移動的情況下,為了變更熔融池MP的尺寸,造形系統1亦可對照射區域EA的移動形態進行控制。再者,照射區域EA的移動形態的控制方法亦可與造形頭11的移動形態的控制方法相同,因此省略其詳細的說明。
繼而,參照圖12(a)至圖12(f)及圖13(a)至圖13(f),對藉由變更熔融池MP的尺寸而變更結構層SL的尺寸的第一特性變更動作的具體例進行說明。
首先,如圖12(a)所示,為了於相當於工件W的表面WS的造形面MS形成最下層的結構層SL_lowest(即,結構層SL#1),照射系統111對造形面MS照射光EL。其結果,於造形面MS形成熔融池MP。進而,如圖12(b)所示,於照射光EL的同時,材料噴嘴112對光EL的照射區域EA(或熔融池MP)供給造形材料M。其結果,如圖12(c)所示,被供給至熔融池MP的造形材料M熔融,於造形面MS上形成包含已熔融的造形材料M並且自造形面MS隆起的熔融池MP。於形成結構層SL_lowest的期間內,造形系統1於控制裝置14的控制下,以熔融池MP的尺寸變小(例如,變成所述第一尺寸R1)的方式控制光EL的特性、造形材料M的供給形態及造形頭11的移動形態的至少一者。
其後,若伴隨造形頭11的移動而不再對熔融池MP照射光EL,則已於熔融池MP中熔融的造形材料M得到冷卻而固化(即,凝固)。其結果,如圖12(d)所示,於工件W上,藉由已固化的造形材料M的堆積物來形成構成最下層的結構層SL_lowest的造形物。
其後,為了於最下層的結構層SL_lowest上形成結構層SL_upper(具體而言,結構層SL#2),將最下層的結構層SL_lowest的表面設定成新的造形面MS。其後,如圖12(e)所示,照射系統111對造形面MS(即,結構層SL_lowest的表面)照射光EL。其結果,於結構層SL_lowest形成熔融池MP。進而,如圖12(f)所示,於照射光EL的同時,材料噴嘴112對光EL的照射區域EA(或熔融池MP)供給造形材料M。其結果,如圖13(a)所示,被供給至熔融池MP的造形材料M熔融,於造形面MS上形成包含已熔融的造形材料M並已自造形面MS隆起的熔融池MP。即,於結構層SL_lowest的表面上,形成包含已熔融的造形材料M並已自結構層SL_lowest的表面隆起的熔融池MP。於形成結構層SL_upper的期間內,造形系統1於控制裝置14的控制下,以熔融池MP的尺寸變大(例如,變成所述第二尺寸R2)的方式控制光EL的特性、造形材料M的供給形態及造形頭11的移動形態的至少一者。
其後,若伴隨造形頭11的移動而不再對熔融池MP照射光EL,則已於熔融池MP中熔融的造形材料M得到冷卻而固化(即,凝固)。其結果,如圖13(b)所示,於結構層SL_lowest上,藉由已固化的造形材料M的堆積物來形成構成結構層SL_upper的造形物。熔融池MP越大,得到冷卻而固化的造形材料M變得越多。得到冷卻而固化的造形材料M變得越多,已固化的造形材料M的堆積物的尺寸(特別是沿著造形面MS的至少一個方向上的尺寸)變得越大。因此,如圖13(b)所示,藉由形成尺寸大的熔融池MP而形成的結構層SL_upper的尺寸變得較藉由形成尺寸小的熔融池MP而形成的結構層SL_lowest的尺寸大。
其後,為了於已形成的結構層SL_upper上形成新的結構層SL_upper(具體而言,結構層SL#3),將已形成的結構層SL_upper的表面設定成新的造形面MS。其後,如圖13(c)所示,自照射系統111對造形面MS(即,已形成的結構層SL_upper的表面)照射光EL。其結果,於已形成的結構層SL_upper形成熔融池MP。進而,如圖13(d)所示,於照射光EL的同時,自材料噴嘴112對光EL的照射區域EA(或熔融池MP)供給造形材料M。其結果,如圖13(e)所示,被供給至熔融池MP的造形材料M熔融,於造形面MS上形成包含已熔融的造形材料M並已自造形面MS隆起的熔融池MP。即,於已形成的結構層SL_upper的表面上,形成包含已熔融的造形材料M並已自已形成的結構層SL_upper的表面隆起的熔融池MP。於此情況下,造形系統1亦於控制裝置14的控制下,以熔融池MP的尺寸變大(例如,變成所述第二尺寸R2)的方式控制光EL的特性、造形材料M的供給形態及造形頭11的移動形態的至少一者。其後,若伴隨造形頭11的移動而不再對熔融池MP照射光EL,則已於熔融池MP中熔融的造形材料M得到冷卻而固化(即,凝固)。其結果,如圖13(f)所示,於已形成的結構層SL_upper上,藉由已固化的造形材料M的堆積物來形成構成新的結構層SL_upper的造形物。
其後,重覆用於在已形成的多個結構層SL_upper中的最上層的結構層SL_upper上形成新的結構層SL_upper的動作。其結果,藉由包含此種第一特性變更動作的第二造形動作,如圖14(a)所示,形成於尺寸小的結構層SL_lowest上具有尺寸較該結構層SL_lowest的尺寸大的多個結構層SL_upper的三維結構物ST。即,形成於寬度狹小的結構層SL_lowest上具有寬度較該結構層SL_lowest的寬度寬廣的多個結構層SL_upper的三維結構物ST。因此,形成形成有結構層SL_lowest的部分實質上變成切口(換言之,中間變細部、凹部、裂縫、切縫或槽)的三維結構物ST。即,形成在與工件W結合的部分實質上形成有切口的三維結構物ST。換言之,形成與工件W的接觸面積(或結合部分的面積)小的三維結構物ST。
作為一例,若藉由第二造形動作來形成圖3(a)至圖3(f)中所示的箱狀的三維結構物ST,則如圖15(a)至圖15(c)所示,形成包含壁狀的結構物ST1、壁狀的結構物ST2、壁狀的結構物ST3及壁狀的結構物ST4的三維結構物ST,所述壁狀的結構物ST1沿著X軸方向延長,所述壁狀的結構物ST2沿著X軸方向延長且沿著Y軸方向與結構物ST1相向,所述壁狀的結構物ST3沿著Y軸方向延長,且+Y側及-Y側的端部分別連結於結構物ST1及結構物ST2的-X側的端部,所述壁狀的結構物ST4沿著Y軸方向延長,+Y側及-Y側的端部分別連結於結構物ST1及結構物ST2的+X側的端部,且沿著Y軸方向與結構物ST3相向。於此情況下,如圖15(b)所示,構成結構物ST1的結構層SL_lowest的Y軸方向的尺寸變得較構成結構物ST1的結構層SL_upper的Y軸方向的尺寸小。進而,如圖15(b)所示,構成結構物ST2的結構層SL_lowest的Y軸方向的尺寸變得較構成結構物ST2的結構層SL_upper的Y軸方向的尺寸小。進而,如圖15(c)所示,構成結構物ST3的結構層SL_lowest的X軸方向的尺寸變得較構成結構物ST3的結構層SL_upper的X軸方向的尺寸小。進而,如圖15(c)所示,構成結構物ST4的結構層SL_lowest的X軸方向的尺寸變得較構成結構物ST4的結構層SL_upper的X軸方向的尺寸小。
另一方面,於進行假設使結構層SL_lowest的尺寸與結構層SL_upper的尺寸變成相同的第一比較例的造形動作的情況下,如圖14(b)所示,形成在與工件W結合的部分未形成切口的三維結構物ST。換言之,形成與工件W的接觸面積(或結合部分的面積)大的三維結構物ST。
與藉由此種第一比較例的造形動作所形成的三維結構物ST相比,藉由包含第一特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物ST可利用形成於與工件W的結合部分的切口,自工件W容易地分離。具體而言,如圖14(c)所示,三維結構物ST亦可藉由結構層SL_lowest的自工件W的分離,而於包含結構層SL_lowest及結構層SL_upper的狀態下自工件W分離。或者,如圖14(d)所示,三維結構物ST亦可於結構層SL_lowest斷裂且結構層SL_lowest的一部分已與工件W結合的狀態下,使結構層SL_lowest的剩餘的一部分自工件W分離。藉此,亦可於結構層SL_lowest的一部分被自三維結構物ST中去除的狀態下,自工件W分離。或者,三維結構物ST的結構層SL_lowest亦可在與結構層SL_upper的邊界斷裂。藉此,亦可於結構層SL_lowest的整體已與工件W結合的狀態下,使三維結構物ST(即,包含結構層SL_upper的三維結構物ST)自工件W分離。於此情況下,已與工件W結合的結構層SL_lowest的至少一部分亦可不是構成三維結構物ST的結構層SL。作為一例,造形系統1亦可將用於使三維結構物ST自工件W分離的結構層SL作為結構層SL_lowest來形成,其後,將構成三維結構物ST的結構層SL作為結構層SL_upper而形成於結構層SL_lowest上。如此,可藉由包含第一特性變更動作的第二造形動作,而形成可容易地自工件W分離的三維結構物ST。
(2-2-2)第二特性變更動作
繼而,對用於變更結構層SL對於破壞的抵抗力的第二特性變更動作進行說明。再者,本實施方式的「破壞」亦可包含由物理作用(例如外力,作為一例,衝擊)所引起的破壞、由電作用所引起的破壞、由磁作用所引起的破壞、由熱作用所引起的破壞、由光學作用所引起的破壞及由化學作用所引起的破壞的至少一者。本實施方式的「脆性」亦可包含對於物理作用的脆性、對於電作用的脆性、對於磁作用的脆性、對於熱作用的脆性、對於光學作用的脆性及對於化學作用的脆性的至少一者。
造形系統1為了變更結構層SL對於破壞的抵抗力,例如亦可改變形成結構層SL時的形成條件。作為一例,造形系統1亦可將形成結構層SL_lowest時的形成條件變更成與形成結構層SL_upper時的形成條件不同的形成條件。
第二特性變更動作的形成條件亦可包含照射系統111所照射的光EL的特性。於此情況下,造形系統1亦可將用於形成結構層SL_lowest的光EL的特性變更成與用於形成結構層SL_upper的光EL的特性不同的特性。例如,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將光EL的特性設定成用於形成對於破壞的抵抗力低的結構層SL_lowest的第三特性。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將光EL的特性設定成用於形成對於破壞的抵抗力高的結構層SL_upper的第四特性(典型的是第四特性與第三特性不同)。
第二特性變更動作的光EL的特性亦可包含造形面MS上的每單位面積的光EL的強度(或每單位面積的光EL的能量)。於此情況下,如圖16所示,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將每單位面積的光EL的強度設定成第三強度。第三強度是較後述的第四強度大的強度。亦可基於可使造形材料M蒸發的強度來設定第三強度。例如,亦可將第三強度設定成可使造形材料M蒸發的強度以上。其結果,於形成結構層SL_lowest時,被供給至造形面MS的造形材料M的至少一部分藉由光EL的照射而蒸發。因此,不蒸發而僅熔融的造形材料M變少。其結果,只有未滿用於形成結構層SL_lowest的足夠的量的造形材料M熔融(進而,變成不固化)。若未滿此種足夠的量的造形材料M固化而形成結構層SL_lowest,則於結構層SL_lowest的內部,可因造形材料M的不足而形成許多空隙。此種空隙變得越多,結構層SL_lowest變得越脆。換言之,空隙變得越多,結構層SL_lowest的脆度變得越高。因此,結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變低。另一方面,如圖16所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將每單位面積的光EL的強度設定成較第三強度小的第四強度。亦可基於可使造形材料M蒸發的強度來設定第四強度。例如,亦可將第四強度設定成未滿可使造形材料M蒸發的強度。其結果,於形成結構層SL_upper時,被供給至造形面MS的造形材料M的至少一部分藉由光EL的照射而蒸發的可能性幾乎消失。因此,熔融的造形材料M變少的可能性低。因此,由用於形成結構層SL_upper的足夠的量的造形材料M形成結構層SL_upper,因此形成於結構層SL_upper的內部的空隙變得較形成於結構層SL_lowest的內部的空隙少。其結果,結構層SL_upper變硬。換言之,結構層SL_upper的脆度變低。因此,結構層SL_upper對於破壞的抵抗力變得較結構層SL_lowest高。即,結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變得較結構層SL_upper對於破壞的抵抗力低。
第二特性變更動作的形成條件亦可包含由材料噴嘴112所供給的造形材料M的供給形態。於此情況下,造形系統1亦可將形成結構層SL_lowest時的造形材料M的供給形態變更成與形成結構層SL_upper時的供給形態不同的供給形態。例如,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將造形材料M的供給形態設定成用於形成對於破壞的抵抗力低的結構層SL_lowest的第三供給形態。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將造形材料M的供給形態設定成用於形成對於破壞的抵抗力較結構層SL_lowest高的結構層SL_upper的第四供給形態(典型的是第四供給形態與第三供給形態不同)。
第二特性變更動作的造形材料M的供給形態亦可包含每單位時間或每單位面積的造形材料M的供給量(即,造形材料M的供給率)。於此情況下,如圖17所示,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可將造形材料M的供給量設定成第三供給量。第三供給量較後述的第四供給量少。亦可基於用於形成結構層SL_lowest的必要的造形材料M的分量來設定第三供給量。例如,亦可將第三供給量設定成未滿用於形成結構層SL_lowest的必要的造形材料M的分量。其結果,於形成結構層SL_lowest時,只有未滿用於形成結構層SL_lowest的足夠的量的造形材料M熔融(進而,只有未滿用於形成結構層SL_lowest的足夠的量的造形材料M固化)。因此,因所述理由,結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變低。另一方面,如圖17所示,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可將造形材料M的供給量設定成較第三供給量多的第四供給量。亦可基於用於形成結構層SL_upper的必要的造形材料M的分量來設定第四供給量。例如,亦可將第四供給量設定成用於形成結構層SL_upper的必要的造形材料M的分量以上。其結果,於形成結構層SL_upper時,用於形成結構層SL_upper的足夠的量的造形材料M熔融(進而,用於形成結構層SL_upper的足夠的量的造形材料M固化)。因此,因所述理由,結構層SL_upper對於破壞的抵抗力變高。即,結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變得較結構層SL_upper對於破壞的抵抗力低。
第二特性變更動作的形成條件亦可包含自材料噴嘴112供給的造形材料M的種類。於此情況下,造形系統1亦可將為了形成結構層SL_lowest而供給的造形材料M的種類變更成與為了形成結構層SL_upper而供給的造形材料M的種類不同的種類。例如,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可供給用於形成對於破壞的抵抗力低的結構層SL_lowest的第一種造形材料M。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可供給用於形成對於破壞的抵抗力較結構層SL_lowest高的結構層SL_upper的第二種造形材料M。例如,第一種造形材料M的脆度亦可較第二種造形材料M的脆度高。例如,第一種造形材料M亦可較第二種造形材料M脆。其結果,由第一種造形材料M所形成的結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變得較由第二種造形材料M所形成的結構層SL_upper對於破壞的抵抗力低。
如圖18(a)所示,藉由包含此種第二特性變更動作的第二造形動作而形成如下的三維結構物ST,所述三維結構物ST於對於破壞的抵抗力低的結構層SL_lowest上形成有對於破壞的抵抗力較結構層SL_lowest高的多個結構層SL_upper。因此,若對結構層SL_lowest施加可破壞結構層SL_lowest,但不破壞結構層SL_upper的程度的外力,則如圖18(b)所示,可不破壞結構層SL_upper而破壞結構層SL_lowest。若結構層SL_lowest被破壞,則經由結構層SL_lowest而已與工件W一體化的結構層SL_upper自工件W分離。其結果,三維結構物ST自工件W的分離變得容易。與藉由使結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力和結構層SL_upper對於破壞的抵抗力變成相同的第二比較例的造形動作所形成的三維結構物ST相比,藉由包含第二特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物ST可容易地自工件W分離。因此,包含第二特性變更動作的第二造形動作可形成能夠容易地自工件W分離的三維結構物ST。
再者,於為了使三維結構物ST自工件W分離而破壞結構層SL_lowest的情況下,結構層SL_lowest亦可不是構成三維結構物ST的結構層SL。例如,造形系統1亦可將為了使三維結構物ST自工件W分離而被破壞的預定的結構層SL作為結構層SL_lowest來形成,其後,將構成三維結構物ST的結構層SL作為結構層SL_upper而形成於結構層SL_1owest上。
(2-2-3)第三特性變更動作
繼而,對用於變更結構層SL對於工件W的結合力的第三特性變更動作進行說明。造形系統1為了變更結構層SL對於工件W的結合力,例如亦可改變形成結構層SL時的形成條件。作為一例,造形系統1亦可將形成結構層SL_lowest時的形成條件變更成與形成結構層SL_upper時的形成條件不同的形成條件。
第三特性變更動作的形成條件亦可包含自材料噴嘴112供給的造形材料M的種類。於此情況下,造形系統1亦可將為了形成結構層SL_lowest而供給的造形材料M的種類變更成與為了形成結構層SL_upper而供給的造形材料M的種類不同的種類。作為一例,造形系統1於形成結構層SL_lowest時,亦可供給用於形成對於工件W的結合力弱的結構層SL_lowest的第三種造形材料M。另一方面,造形系統1於形成結構層SL_upper時,亦可供給用於形成對於工件W的結合力較結構層SL_lowest強的結構層SL_upper的第四種造形材料M。
例如,第三種造形材料M亦可為與第四種造形材料M相比與工件W之間的結合力弱的材料。具體而言,造形材料M對於工件W的表面WS的潤濕性變得越低,造形材料M與工件W之間的結合力變得越弱。再者,本實施方式的「造形材料M的潤濕性低的狀態」亦可表示「已熔融的造形材料M的接觸角大的狀態」。因此,如圖19(a)所示,第三種造形材料M亦可為與第四種造形材料M相比潤濕性低(即,接觸角較第四種造形材料M的接觸角大)的造形材料M。另一方面,如圖19(b)所示,第四種造形材料M亦可為與第三種造形材料M相比潤濕性高的造形材料M。作為一例,於工件W包含不銹鋼的情況下,第三種造形材料M亦可包含鋁、鈦、銅及鎢的至少一者,第四種造形材料M亦可包含不銹鋼(或者,與工件W包含的材料相同的材料)。其結果,由第三種造形材料M所形成的結構層SL_lowest對於工件W的結合力變得較由第四種造形材料M所形成的結構層SL_upper對於工件W的結合力弱。
如圖20(a)所示,藉由包含此種第三特性變更動作的第二造形動作而形成如下的三維結構物ST,所述三維結構物ST於對於工件W的結合力弱的結構層SL_lowest上形成有對於工件W的結合力較結構層SL_lowest強的多個結構層SL_upper。因此,與將對於工件W的結合力強的結構層SL_lowest形成於工件W上的情況相比,可使結構層SL_lowest容易地自工件W分離。若結構層SL_lowest自工件W分離,則經由結構層SL_lowest而已與工件W一體化的結構層SL_upper亦自工件W分離。如此,與包含對於工件W的結合力強的結構層SL_lowest的三維結構物ST相比,藉由包含第三特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物ST可容易地自工件W分離。因此,包含第三特性變更動作的第二造形動作可形成能夠容易地自工件W分離的三維結構物ST。
(3)變形例
(3-1)第一變形例
於所述說明中,造形系統1將多個結構層SL中的最下層的結構層SL_lowest的特性變更成與多個結構層SL之中除最下層的結構層SL_lowest以外的其他結構層SL_upper的特性不同的特性。但是,當於結構層SL_lowest上形成有多個結構層SL_upper時,如圖20所示,造形系統1亦可將結構層SL_lowest的特性變更成與多個結構層SL_upper中的至少一個結構層SL_upper的特性不同的特性,另一方面,亦可設為與多個結構層SL_upper中的至少一個其他結構層SL_upper的特性相同的特性。例如,造形系統1於形成多個結構層SL_upper時,亦可將多個結構層SL_upper中的至少一個結構層SL_upper的特性變更成與結構層SL_lowest的特性不同的特性,另一方面,亦可將多個結構層SL_upper中的至少一個其他結構層SL_upper的特性設為與結構層SL_lowest的特性相同的特性。例如,如圖21所示,造形系統1亦可將多個結構層SL_upper中的與結構層SL_lowest接觸的結構層SL_upper1(即,多個結構層SL_upper中的最下層的結構層SL_upper1)的特性變更成與結構層SL_lowest的特性不同的特性,另一方面,亦可將多個結構層SL_upper中的剩餘的結構層SL_upper2的特性設為與結構層SL_lowest的特性相同的特性。或者,例如造形系統1亦可將多個結構層SL_upper中的包含與結構層SL_lowest接觸的最下層的結構層SL_upper1的多個結構層SL_upper的特性變更成與結構層SL_lowest的特性不同的特性,另一方面,亦可將多個結構層SL_upper中的剩餘的結構層SL_upper2的特性設為與結構層SL_lowest的特性相同的特性。
(3-2)第二變形例
於所述說明中,造形系統1將多個結構層SL中的最下層的結構層SL_lowest的特性變更成與多個結構層SL之中除最下層的結構層SL_lowest以外的其他結構層SL_upper的特性不同的特性。但是,造形系統1亦可將包含結構層SL_lowest的位於下層的多個結構層SL(以後,「結構層SL_lower」的特性變更成與多個結構層SL之中除多個結構層SL_lower以外的其他結構層SL(即,與結構層SL_lower相比位於上層的結構層SL,以後稱為「結構層SL_upper'」)的特性不同的特性。
例如,如圖22(a)及圖22(b)所示,造形系統1亦可使多個結構層SL_lower的各層的尺寸變得較結構層SL_upper'的尺寸小。於此情況下,如圖22(a)所示,多個結構層SL_lower的尺寸亦可彼此相同。或者,多個結構層SL_lower中的至少兩個尺寸亦可不同。例如,如圖22(b)所示,亦能夠以越朝向上層,結構層SL_lower的尺寸變得越大的方式,使多個結構層SL_lower的尺寸不同。此種越朝向上層尺寸變得越大的結構層SL_lower,可藉由將越朝向上層尺寸變得越大的熔融池MP形成於造形面MS而形成。
例如,如圖22(c)所示,造形系統1亦可使多個結構層SL_lower的各層對於破壞的抵抗力變得較結構層SL_upper'對於破壞的抵抗力低。於此情況下,多個結構層SL_lower對於破壞的抵抗力亦可彼此相同。或者,亦可多個結構層SL_lower中的至少兩層的對於破壞的抵抗力不同。例如,亦能夠以越朝向上層,結構層SL_lower對於破壞的抵抗力變得越高的方式,使多個結構層SL_lower對於破壞的抵抗力不同。
例如,如圖22(d)所示,造形系統1亦可使多個結構層SL_lower的各層對於工件W的結合力變得較結構層SL_upper'對於工件W的結合力弱。於此情況下,多個結構層SL_lower對於工件W的結合力亦可彼此相同。或者,亦可多個結構層SL_lowerr中的至少兩層的對於工件W的結合力不同。例如,亦能夠以越朝向上層,結構層SL_lower對於工件W的結合力變得越強的方式,使多個結構層SL_lower對於工件W的結合力不同。
再者,於第二變形例中,亦與第一變形例同樣地,當於結構層SL_lower上形成多個結構層SL_upper'時,造形系統1亦可將多個結構層SL_upper'中的至少一個結構層SL_upper'的特性變更成與結構層SL_lower的特性不同的特性,另一方面,亦可將多個結構層SL_upper'中的至少一個其他結構層SL_upper'的特性設為與結構層SL_lower的特性相同的特性。
(3-3)第三變形例
於所述說明中,將形成於相當於工件W的表面WS的造形面MS的第一層的結構層SL#1用作最下層的結構層SL_lowest。但是,亦可將第二層以後的結構層SL用作最下層的結構層SL_lowest。例如,亦可將形成於已形成於工件W上的至少一個現有的結構層SL_exist上的結構層SL用作最下層的結構層SL_lowest。於此情況下,造形系統1亦可將結構層SL_lowest的特性變更成與形成(換言之,積層)於結構層SL_lowest上的至少一個結構層SL(以後,稱為「結構層SL_upper''」)的特性不同的特性。
例如,如圖23(a)所示,造形系統1亦可使形成於已形成於工件W上的多個現有的結構層SL_exist上的結構層SL_lowest的尺寸變得較形成於結構層SL_lowest上的多個結構層SL_upper''的尺寸小。例如,如圖23(b)所示,造形系統1亦可使形成於已形成於工件W上的多個現有的結構層SL_exist上的結構層SL_lowest對於破壞的抵抗力變得較形成於結構層SL_lowest上的多個結構層SL_upper''對於破壞的抵抗力低。例如,如圖23(c)所示,造形系統1亦可使形成於已形成於工件W上的多個現有的結構層SL_exist上的結構層SL_lowest對於結構層SL_exist的結合力變得較形成於結構層SL_lowest上的多個結構層SL_upper''對於結構層SL_exist的結合力弱。其結果,至少包含結構層SL_upper''的三維結構物ST可容易地自現有的結構物SL_exist分離。
再者,於第三變形例中,亦與第一變形例同樣地,當於結構層SL_lowest上形成多個結構層SL_upper''時,造形系統1亦可將多個結構層SL_upper''中的至少一個結構層SL_upper''的特性變更成與結構層SL_lowest的特性不同的特性,另一方面,亦可將多個結構層SL_upper''中的至少一個其他結構層SL_upper''的特性設為與結構層SL_lowest的特性相同的特性。
另外,於第三變形例中,亦與第二變形例同樣地,造形系統1亦可將形成於已形成於工件W上的現有的結構層SL_exist上的多個結構層SL_lower的各層的特性變更成與形成(換言之,積層)於結構層SL_lower上的至少一個結構層SL_upper''的特性不同的特性。
(3-4)第四變形例
於所述說明中,為了使造形物ST容易自工件W分離,將接觸工件W的結構層SL(即,最下層的結構層SL_lowest)的尺寸、對於破壞的抵抗力及對於工件W的結合力的至少一者,設為與其上方的結構層SL(即,結構層SL_upper)的尺寸、對於破壞的抵抗力及對於工件W的結合力的至少一者改變的方式。但是,為了提昇三維結構物ST的與形狀相關的自由度、或者為了提昇三維結構物ST的形狀的精度,亦可改變形成多個結構層SL中的一個結構層SL時的熔融池MP的尺寸、及形成多個結構層SL中的另一個結構層SL時的熔融池MP的尺寸。或者,亦可改變形成多個結構層SL中的一個結構層SL時的光EL的特性、及形成多個結構層SL中的另一個結構層SL時的光EL的特性。或者,亦可改變形成多個結構層SL中的一個結構層SL時的造形材料M的供給形態、及形成多個結構層SL中的另一個結構層SL時的造形材料M的供給形態。另外,亦可改變形成多個結構層SL中的一個結構層SL時的造形頭11的移動形態、及形成多個結構層SL中的另一個結構層SL時的造形頭11的移動形態。
此處,作為光EL的特性,亦可為造形面MS上的每單位面積的光EL的強度(或每單位面積的能量)、相對於造形面MS的光EL的散焦量、及每單位面積的光EL的照射時間中的至少一個。另外,作為造形材料M的供給形態,亦可為每單位時間的造形材料M的供給量及每單位面積的造形材料M的供給量中的至少一者、以及造形材料M的供給時序中的至少一個。作為造形頭11的移動形態,亦可為造形頭11的移動速度、及工件W的移動速度中的至少一者。
例如,如圖24(a)所示,造形系統1亦能夠以使多個結構層SL#1~結構層SL#10的尺寸隨著朝向上方逐漸地變大的方式進行造形。另外,如圖24(b)所示,造形系統1亦能夠以使多個結構層SL#1~結構層SL#10的尺寸隨著朝向上方逐漸地變小的方式進行造形。或者,如圖24(c)所示,造形系統1亦能夠以使多個結構層SL#1~結構層SL#10的尺寸隨著朝向上方逐漸地變小後逐漸地變大的方式進行造形。再者,於圖24(a)至圖24(c)的例子中,多個結構層SL#1~結構層SL#10的尺寸連續地變化,但亦可如圖23(a)所示般,不連續(離散地)地變化。
若將圖24(a)所示的例子換種說法,則亦可謂與形成多個結構層SL#1~結構層SL#10中的某一結構層SL(例如結構層SL#2)時的熔融池MP的尺寸相比,形成鄰接於所述結構層SL的結構層SL(例如結構層SL#1或結構層SL#3)時的熔融池MP的尺寸變小(著眼於結構層SL#1的情況)、或變大(著眼於結構層SL#3的情況)。
對圖24(a)所示的例子的造形動作進行簡單說明。首先,藉由照射系統111來對工件W的造形面MS(工件W的朝向+Z側的表面)照射光EL,而於工件W的造形面MS形成熔融池MP。對該熔融池MP供給造形材料M。其結果,被供給至熔融池MP的造形材料M熔融,其後,得到冷卻而固化(即,凝固)。其結果,藉由已固化的造形材料M的堆積物來形成最下層的結構層SL#1。繼而,藉由照射系統111來對結構層SL#1的朝向+Z側的表面照射光EL,而於作為結構層SL#1的表面的至少一部分的造形面MS形成熔融池MP。對該熔融池MP供給造形材料M。其結果,被供給至熔融池MP的造形材料M熔融,其後,得到冷卻而固化(即,凝固)。其結果,藉由已固化的造形材料M的堆積物來形成第二層的結構層SL#2。此處,形成最下層的結構層SL#1時的光EL的強度較形成第二層的結構層SL#2時的光EL的強度弱。另外,於形成最下層的結構層SL#1時所形成的熔融池MP的尺寸較於形成第二層的結構層SL#2時所形成的熔融池MP的尺寸小。因此,形成如第二層的結構層SL#2的尺寸(典型的是Y方向上的尺寸)變得較最下層的結構層SL#1的尺寸(典型的是Y方向上的尺寸)大的造形物。以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變大的方式,設定形成各結構層SL時的光EL的強度,可形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變大的造形物。另外,以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變大的方式,設定形成各結構層SL時的熔融池MP的尺寸,可形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變大的造形物。
於圖24(b)的例子中,以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變小的方式,設定形成各結構層SL時的光EL的強度,而形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變小的造形物。
另外,於圖24(c)的例子中,以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變小後逐漸地變大的方式,設定形成各結構層SL時的光EL的強度,而形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變小後逐漸地變大的造形物。
再者,於圖24(a)至圖24(c)的例子中,三維結構物ST亦可為於X方向上延長的形狀。此時,所述熔融池MP的尺寸及結構層SL的尺寸亦可為與延長的方向(X方向)交叉的方向的尺寸。此處,與延長的方向(X方向)交叉的方向的尺寸可為沿著結構層SL的方向(作為一例,Y方向),亦可為多個結構層SL積層的方向(作為一例,Z方向)。例如,於X方向上延長的結構層SL#1的Y方向尺寸與鄰接於該結構層SL#1的於X方向上延長的結構層SL#2的Y方向尺寸亦可互不相同。例如,於X方向上延長的結構層SL#1的Z方向尺寸與鄰接於該結構層SL#1的於X方向上延長的結構層SL#2的Z方向尺寸亦可互不相同。
另外,於圖24(a)的例子中,亦能夠以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變慢的方式,設定形成各結構層SL時的造形頭11的移動速度,而形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變大的造形物。另外,於圖24(b)的例子中,亦能夠以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變快的方式,設定形成各結構層SL時的造形頭11的移動速度,而形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變小的造形物。而且,於圖24(c)的例子中,亦能夠以隨著結構層SL的製作順序往後(隨著結構層SL的Z方向位置變高)而逐漸地變快後逐漸地變慢的方式,設定形成各結構層SL時的造形頭11的移動速度,而形成隨著自工件W朝+Z軸方向離開,Y方向尺寸逐漸地變小後逐漸地變大的造形物。
如此,於第四變型例中,可提昇三維結構物ST的與形狀相關的自由度、或三維結構物ST的形狀的精度。再者,亦可將三維結構物ST的形狀的精度設為該三維結構物ST的設計資料(作為一例,設計尺寸)與三維結構物ST的實際的形狀的差值。
再者,亦可將圖24(a)至圖24(c)中所示的第四變形例與所述實施方式以及第一變形例~第三變形例加以組合。
(3-5)其他變形例
於所述說明中,造形系統1包括使造形頭11進行移動的造形頭驅動系統12。但是,造形系統1除造形頭驅動系統12以外,亦可包括使平台13進行移動的平台驅動系統,或包括使平台13進行移動的平台驅動系統來代替造形頭驅動系統12。平台驅動系統亦可使平台13於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及θZ方向的至少一個方向上移動。藉由利用平台驅動系統的平台13的移動,與利用造形頭驅動系統12的造形頭11的移動同樣地變更平台13與造形頭11之間的相對的位置關係,進而變更工件W與照射區域EA之間的相對的位置關係。
於所述說明中,造形系統1使造形頭11進行移動,藉此使照射區域EA相對於造形面MS進行移動。但是,造形系統1除使造形頭11進行移動以外,亦可藉由使光EL偏轉而使照射區域EA相對於造形面MS進行移動,或藉由使光EL偏轉而使照射區域EA相對於造形面MS進行移動來代替使造形頭11進行移動。於此情況下,照射系統111例如亦可包括能夠使光EL偏轉的光學系統(例如,振鏡(galvano mirror)等)。
於所述說明中,造形系統1對造形材料M照射光EL,藉此使造形材料M熔融。但是,造形系統1亦可對造形材料M照射任意的能量光束,藉此使造形材料M熔融。於此情況下,造形系統1除照射系統111以外,亦可包括能夠照射任意的能量光束的光束照射裝置,或包括能夠照射任意的能量光束的光束照射裝置來代替照射系統111。任意的能量光束並無限定,但包含電子束、離子束等帶電粒子束或電磁波。
於所述說明中,造形系統1可利用雷射堆焊法來形成三維結構物ST。但是,造形系統1亦可利用能夠形成三維結構物ST的其他方式,自造形材料M形成三維結構物ST。作為其他方式的一例,例如可列舉:粉末燒結積層造形法(選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering,SLS))等粉末床熔融結合法(Powder Bed Fusion)。粉末床熔融結合法與一面照射光EL一面對光EL的照射區域EA供給造形材料M的雷射堆焊法不同,對已事先供給的造形材料M照射光EL等來形成三維結構物ST。作為其他方式的另一例,可列舉:結合材噴射法(Binder Jetting)、或雷射金屬熔融法(Laser Metal Fusion,LMF)。
於所述說明中,造形系統1包括控制裝置14。但是,造形系統1亦可不包括控制裝置14。控制裝置14亦可設置於造形系統1的外部。於此情況下,控制裝置14與造形系統1亦可藉由有線或無線的通信線路來連接。另外,亦可使用事先記錄有表示造形系統1的動作順序的訊號的記錄媒體代替控制裝置14來使造形系統1進行動作。另外,亦可使其他部分(作為一例,造形頭驅動系統12)承擔控制裝置14的一部分的功能。
(5)附記
關於以上所說明的實施方式,進而揭示以下的附記。
[附記1]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層,且
於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記2]
如附記1中記載的造形系統,其中使於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量較於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記3]
如附記1或附記2中記載的造形系統,其中沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述第二結構層的尺寸與所述至少一個方向上的所述第一結構層的尺寸不同。
[附記4]
如附記1至附記3的任一項中記載的造形系統,其中沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述第二結構層的尺寸較所述至少一個方向上的所述第一結構層的尺寸大。
[附記5]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融,而於所述第一結構層上形成第二結構層,所述第二結構層沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一結構層不同。
[附記6]
如附記5中記載的造形系統,其中於沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上,所述第二結構層的尺寸較所述第一結構層大。
[附記7]
如附記3至附記7的任一項中記載的造形系統,其中所述第一結構層及所述第二結構層具有朝於所述第一結構層的表面內與所述至少一個方向交叉的方向延長的形狀。
[附記8]
如附記1至附記7的任一項中記載的造形系統,其中於自所述第一結構層朝向所述第二結構層的方向上,所述第一結構層的尺寸與所述第二結構層的尺寸互不相同。
[附記9]
如附記1至附記8的任一項中記載的造形系統,其照射具有第一光束特性的所述能量光束來形成所述第一結構層,且
照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記10]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射具有第一光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,且
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記11]
如附記9或附記10中記載的造形系統,其中所述光束特性包含每單位面積的所述能量光束的強度或能量。
[附記12]
如附記11中記載的造形系統,其照射於每單位面積具有第一強度或第一能量的所述能量光束來形成所述第一結構層,且
照射於每單位面積具有與所述第一強度不同的第二強度或與所述第一能量不同的第二能量的所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記13]
如附記12中記載的造形系統,其中於每單位面積,所述第二強度較所述第一強度大。
[附記14]
如附記12或附記13中記載的造形系統,其中於每單位面積,所述第二能量較所述第一能量大。
[附記15]
如附記9至附記14的任一項中記載的造形系統,其中所述光束特性包含所述能量光束的散焦量。
[附記16]
如附記9至附記15的任一項中記載的造形系統,其照射相對於所述第一造形面的散焦量被設定成第一設定量的所述能量光束來形成所述第一結構層,且
照射相對於所述第二造形面的散焦量被設定成與所述第一設定量不同的第二設定量的所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記17]
如附記16中記載的造形系統,其中所述第二設定量較所述第一設定量小。
[附記18]
如附記9至附記17的任一項中記載的造形系統,其中所述光束特性包含照射所述能量光束的照射時間。
[附記19]
如附記18中記載的造形系統,其於對所述第一造形面上的單位面積區域僅照射第一照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第一結構層,且
於對所述第二造形面上的單位面積區域僅照射與所述第一照射時間不同的第二照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記20]
如附記19中記載的造形系統,其中所述第二照射時間較所述第一照射時間長。
[附記21]
如附記18至附記20的任一項中記載的造形系統,其斷續地或呈脈衝狀地照射所述能量光束來形成所述第一結構層,且
連續地照射所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記22]
如附記9至附記21的任一項中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記23]
如附記22中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記24]
如附記1至附記23的任一項中記載的造形系統,其中所述供給裝置將材料供給至所述能量光束的照射位置。
[附記25]
如附記1至附記24的任一項中記載的造形系統,其中所述照射裝置對已由所述供給裝置供給的所述材料照射所述能量光束。
[附記26]
如附記1至附記25的任一項中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成所述第一結構層,
照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料來形成所述第二結構層。
[附記27]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成第一結構層,
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記28]
如附記26或附記27中記載的造形系統,其中所述供給形態包含每單位時間或每單位面積的所述材料的供給量。
[附記29]
如附記26或附記27中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成所述第一結構層,
照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料來形成所述第二結構層。
[附記30]
如附記29中記載的造形系統,其中所述第二供給量較所述第一供給量少。
[附記31]
如附記26至附記29的任一項中記載的造形系統,其中所述供給形態包含所述材料的供給時序。
[附記32]
如附記31中記載的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後照射所述能量光束來形成所述第一結構層,且
將所述材料局部地供給至所述第二造形面並照射所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記33]
如附記32中記載的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後不供給所述材料而照射所述能量光束來形成所述第一結構層。
[附記34]
如附記32或附記33中記載的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後照射所述能量光束,而形成已與所述第一造形面一體化的所述第一結構層。
[附記35]
如附記26至附記34的任一項中記載的造形系統,其將所述材料的至少一部分用作遮蔽所述能量光束的遮蔽物。
[附記36]
如附記26至附記35的任一項中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一供給形態及所述第二供給形態:當以所述第一供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與當以所述第二供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記37]
如附記36中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一供給形態及所述第二供給形態:當以所述第一供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較當以所述第二供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記38]
如附記1至附記37的任一項中記載的造形系統,更包括移動裝置,所述移動裝置使所述第一造形面、所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述第一造形面及所述第二造形面的至少一者與所述能量光束的照射位置的相對的位置關係,
照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成所述第一結構層,
照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成所述第二結構層。
[附記39]
一種造形系統,包括:
照射裝置,對造形面照射能量光束;
供給裝置,供給材料;以及
移動裝置,使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述能量光束的照射位置與所述造形面的相對的位置關係;
對第一造形面照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成第一結構層,
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記40]
如附記38或附記39中記載的造形系統,其中所述移動形態包含所述第一造形面、所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者的移動速度。
[附記41]
如附記40中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且以第一移動速度使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者移動來形成所述第一結構層,
照射所述能量光束,且以與所述第一移動速度不同的第二移動速度使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者移動來形成所述第二結構層。
[附記42]
如附記40中記載的造形系統,其中所述第二移動速度較所述第一移動速度慢。
[附記43]
如附記38至附記42的任一項中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一移動形態及所述第二移動形態:當所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第一移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與當所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第二移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記44]
如附記43中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一移動形態及所述第二移動形態:當所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第一移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較當所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第二移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記45]
如附記1至附記44的任一項中記載的造形系統,其對所述第一造形面照射所述能量光束而形成第一熔融池,藉此形成所述第一結構層,對所述第二造形面照射所述能量光束,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成所述第二結構層。
[附記46]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
藉由對第一造形面照射所述能量光束來使所述被供給的所述材料熔融而形成第一熔融池,藉此形成第一結構層,
藉由對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束來使所述被供給的所述材料熔融,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記47]
如附記45或附記46中記載的造形系統,其中所述至少一個方向上的所述第二熔融池的尺寸較所述至少一個方向上的所述第一熔融池的尺寸大。
[附記48]
如附記45至附記47的任一項中記載的造形系統,其中於形成所述第一結構層時,使所述第一熔融池朝所述第一造形面內的第一方向移動,
於形成所述第二結構層時,使所述第二熔融池朝所述第二造形面內的第二方向移動,
所述第一方向及所述第二方向相互平行,且
所述至少一個方向與所述第一方向及所述第二方向交叉。
[附記49]
如附記45至附記48的任一項中記載的造形系統,其照射具有第一光束特性的所述能量光束來形成所述第一熔融池,且
照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束來形成所述第二熔融池。
[附記50]
如附記49中記載的造形系統,其中所述光束特性包含每單位面積的所述能量光束的強度或能量。
[附記51]
如附記50中記載的造形系統,其照射於每單位面積具有第一強度或第一能量的所述能量光束來形成所述第一熔融池,且
照射於每單位面積具有與所述第一強度不同的第二強度或與所述第一能量不同的第二能量的所述能量光束來形成所述第二熔融池。
[附記52]
如附記51中記載的造形系統,其中每單位面積的所述第二強度較每單位面積的所述第一強度大。
[附記53]
如附記51或附記52中記載的造形系統,其中每單位面積的所述第二能量較每單位面積的所述第一能量大。
[附記54]
如附記49至附記53的任一項中記載的造形系統,其中所述光束特性包含所述能量光束的散焦量。
[附記55]
如附記54中記載的造形系統,其照射相對於所述第一造形面的散焦量被設定成第一設定量的所述能量光束來形成所述第一熔融池,且
照射相對於所述第二造形面的散焦量被設定成與所述第一設定量不同的第二設定量的所述能量光束來形成所述第二熔融池。
[附記56]
如附記55中記載的造形系統,其中所述第二設定量較所述第一設定量小。
[附記57]
如附記49至附記56的任一項中記載的造形系統,其中所述光束特性包含照射所述能量光束的照射時間。
[附記58]
如附記57中記載的造形系統,其於對所述第一造形面上的單位面積區域僅照射第一照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第一熔融池,且
於對所述第二造形面上的單位面積區域僅照射與所述第一照射時間不同的第二照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第二熔融池。
[附記59]
如附記58中記載的造形系統,其中所述第二照射時間較所述第一照射時間長。
[附記60]
如附記57至附記59的任一項中記載的造形系統,其斷續地或呈脈衝狀地照射所述能量光束來形成所述第一熔融池,且
連續地照射所述能量光束來形成所述第二熔融池。
[附記61]
如附記49至附記60的任一項中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記62]
如附記61中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記63]
如附記45至附記62的任一項中記載的造形系統,其中所述供給裝置將所述材料供給至所述能量光束的照射位置。
[附記64]
如附記45至附記63的任一項中記載的造形系統,其中所述照射裝置對已由所述供給裝置供給的所述材料照射所述能量光束。
[附記65]
如附記45至附記64的任一項中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成所述第一熔融池,
照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料來形成所述第二熔融池。
[附記66]
如附記65中記載的造形系統,其中所述供給形態包含每單位時間或每單位面積的所述材料的供給量。
[附記67]
如附記66中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成所述第一熔融池,
照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料來形成所述第二熔融池。
[附記68]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層,
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料而於所述第二造形面形成第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記69]
如附記67或附記68中記載的造形系統,其中所述第二供給量較所述第一供給量少。
[附記70]
如附記65至附記69的任一項中記載的造形系統,其中所述供給形態包含所述材料的供給時序。
[附記71]
如附記70中記載的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後照射所述能量光束來形成所述第一熔融池,且
將所述材料局部地供給至所述第二造形面並照射所述能量光束來形成所述第二熔融池。
[附記72]
如附記71中記載的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後不供給所述材料而照射所述能量光束來形成所述第一熔融池。
[附記73]
如附記71或附記72中記載的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後照射所述能量光束來形成所述第一熔融池,藉此形成已與所述第一造形面一體化的所述第一結構層。
[附記74]
如附記65至附記73的任一項中記載的造形系統,其將所述材料的至少一部分用作遮蔽所述能量光束的遮蔽物。
[附記75]
如附記65至附記74的任一項中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一供給形態及所述第二供給形態:當以所述第一供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與當以所述第二供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記76]
如附記75中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一供給形態及所述第二供給形態:當以所述第一供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較當以所述第二供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記77]
如附記45至附記74的任一項中記載的造形系統,更包括移動裝置,所述移動裝置使所述第一造形面、所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述第一造形面及所述第二造形面的至少一者與所述能量光束的照射位置的相對的位置關係,
照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成所述第一熔融池,
照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成所述第二熔融池。
[附記78]
如附記77中記載的造形系統,其中所述移動形態包含所述第一造形面、所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者的移動速度。
[附記79]
如附記78中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且以第一移動速度使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者移動來形成所述第一熔融池,
照射所述能量光束,且以與所述第一移動速度不同的第二移動速度使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者移動來形成所述第二熔融池。
[附記80]
如附記79中記載的造形系統,其中所述第二移動速度較所述第一移動速度慢。
[附記81]
如附記77至附記80的任一項中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一移動形態及所述第二移動形態:當所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第一移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與當所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第二移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記82]
如附記81中記載的造形系統,其中以如下方式設定所述第一移動形態及所述第二移動形態:當所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第一移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較當所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第二移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量少。
[附記83]
如附記1至附記82的任一項中記載的造形系統,其將已形成於所述第一造形面的所述第一結構層的表面的至少一部分設定成新的第一造形面,於已形成的所述第一結構層上形成新的所述第一結構層,藉此形成經積層的多個所述第一結構層,且
將所述多個第一結構層之中位於最上層的一個第一結構層的表面的至少一部分設定成所述第二造形面,於所述一個第一結構層上形成所述第二結構層。
[附記84]
如附記83中記載的造形系統,其中以隨著朝向上層,沿著所述多個第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述多個第一結構層的尺寸變大的方式,形成所述多個第一結構層。
[附記85]
如附記83或附記84中記載的造形系統,其對所述第一造形面照射所述能量光束而形成第一熔融池,藉此形成所述第一結構層,且
以隨著朝向上層,沿著所述多個第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述第一熔融池的尺寸變大的方式,形成所述第一熔融池。
[附記86]
如附記83中記載的造形系統,其中以隨著朝向上層,沿著所述多個第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述多個第一結構層的尺寸變小的方式,形成所述多個第一結構層。
[附記87]
如附記83或附記86中記載的造形系統,其對所述第一造形面照射所述能量光束而形成第一熔融池,藉此形成所述第一結構層,且
以隨著朝向上層,沿著所述多個第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述第一熔融池的尺寸變小的方式,形成所述第一熔融池。
[附記88]
如附記1至附記87的任一項中記載的造形系統,其中使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力低。
[附記89]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,而於所述第一結構層上形成第二結構層,且
使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力低。
[附記90]
如附記88或附記89中記載的造形系統,其中藉由在所述第一結構層的內部形成較所述第二結構層多的空隙,而使所述第一結構層的脆性較所述第二結構層的脆性高。
[附記91]
如附記88至附記90的任一項中記載的造形系統,其中將脆性較為了形成所述第二結構層而作為所述材料來供給的第二材料高的第一材料作為所述材料來供給,而形成所述第一結構層,藉此使所述第一結構層的脆性較所述第二結構層的脆性高。
[附記92]
如附記88至附記91的任一項中記載的造形系統,其照射具有第一光束特性的所述能量光束來形成所述第一結構層,且
照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記93]
如附記92中記載的造形系統,其中所述光束特性包含每單位面積的所述能量光束的強度或能量。
[附記94]
如附記93中記載的造形系統,其照射於每單位面積具有第三強度或第三能量的所述能量光束來形成所述第一結構層,且
照射於每單位面積具有較所述第三強度大的第四強度或較所述第三能量小的第四能量的所述能量光束來形成所述第二結構層。
[附記95]
如附記92至附記94的任一項中記載的造形系統,其照射具有可使所述材料蒸發的強度或能量的所述能量光束來形成所述第一結構層。
[附記96]
如附記88至附記95的任一項中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且以第三供給形態供給所述材料來形成所述第一結構層,
照射所述能量光束,且以與所述第三供給形態不同的第四供給形態供給所述材料來形成所述第二結構層。
[附記97]
如附記96中記載的造形系統,其中所述供給形態包含每單位時間或每單位面積的所述材料的供給量。
[附記98]
如附記97中記載的造形系統,其照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第三供給量供給所述材料來形成所述第一結構層,
照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以較所述第三供給量多的第四供給量供給所述材料來形成所述第二結構層。
[附記99]
如附記1至附記98的任一項中記載的造形系統,其將第一材料作為所述材料來供給而形成所述第一結構層,
將第二材料作為所述材料來供給而形成所述第二結構層,且
所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
[附記100]
一種造形系統,包括:
照射裝置,照射能量光束;以及
供給裝置,供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束,且將第一材料作為所述材料來供給而形成第一結構層,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且將第二材料作為所述材料來供給而於所述第一結構層上形成第二結構層,
所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
[附記101]
如附記99或附記100中記載的造形系統,其中所述第一材料對於所述第一造形面的潤濕性較所述第二材料對於所述第一造形面的潤濕性低。
[附記102]
如附記99至附記100的任一項中記載的造形系統,其中於表面的至少一部分具有所述第一造形面的物體包含不銹鋼,
所述第一材料包含鋁、鈦、銅及鎢的至少一者,且
所述第二材料包含與所述物體相同的材料。
[附記103]
如附記88至附記102的任一項中記載的造形系統,其將已形成於所述第一造形面的所述第一結構層的表面的至少一部分設定成新的第一造形面,於已形成的所述第一結構層上形成新的所述第一結構層,藉此形成經積層的多個所述第一結構層,且
將所述多個第一結構層之中位於最上層的一個第一結構層的表面的至少一部分設定成所述第二造形面,於所述一個第一結構層上形成所述第二結構層。
[附記104]
一種造形方法,包括:
對第一造形面照射能量光束來形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層;且
使於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記105]
如附記104中記載的造形方法,其中於每單位面積或每單位時間對所述第一造形面傳遞的能量較於每單位面積或每單位時間對所述第二造形面傳遞的能量少。
[附記106]
一種造形方法,包括:
對第一造形面照射能量光束來形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,而於所述第一結構層上形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一結構層不同的第二結構層。
[附記107]
如附記106中記載的造形方法,其中於沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上,所述第二結構層的尺寸較所述第一結構層大。
[附記108]
一種造形方法,包括:
對第一造形面照射能量光束來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層;以及
對第二造形面照射所述能量光束,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記109]
如附記108中記載的造形方法,其中所述第二熔融池較所述第一熔融池大。
[附記110]
一種造形方法,包括:
對第一造形面照射能量光束來形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層;且
使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力高。
[附記111]
一種造形方法,包括:
對第一造形面照射能量光束,且供給第一材料來形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且供給第二材料而於所述第一結構層上形成第二結構層;且
所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
[附記112]
如附記104至附記111的任一項中記載的造形方法,更包括使所述第二結構層自所述第一造形面分離。
[附記113]
如附記112中記載的造形方法,其中使所述第二結構層分離包括藉由破壞所述第一結構層或使所述第一結構層自所述第一造形面分離,而將所述第二結構層自所述第一造形面分開。
[附記114]
一種造形方法,包括:
至少對第一造形面及第二造形面供給材料;
對所述第一造形面照射具有第一光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的所述第二造形面照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記115]
一種造形方法,包括:
至少對第一造形面及第二造形面供給材料;
對所述第一造形面照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的所述第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記116]
一種造形方法,包括:
對造形面照射能量光束;
供給材料;
使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述能量光束的照射位置與所述造形面的相對的位置關係;
對第一造形面照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記117]
一種造形方法,包括:
照射能量光束;
供給材料;
對第一造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料而於所述第二造形面形成第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記118]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理;且
於所述控制中,使於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
[附記119]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理,所述第二結構層沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一結構層不同。
[附記120]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
至少對第一造形面及第二造形面供給材料的處理;以及
對所述第一造形面照射具有第一光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層的處理;且
於所述控制中,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的所述第二造形面照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層。
[附記121]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
至少對第一造形面及第二造形面供給材料的處理;
對所述第一造形面照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的所述第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記122]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對造形面照射所述能量光束的處理;
供給材料的處理;
使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述能量光束的照射位置與所述造形面的相對的位置關係的處理;
對第一造形面照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記123]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層的處理;以及
對第二造形面照射所述能量光束,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記124]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對第一造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料而於所述第二造形面形成第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記125]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理;且
使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力高。
[附記126]
一種控制裝置,其是對造形系統進行控制的控制裝置,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述控制裝置以藉由所述造形系統來執行如下的處理的方式進行控制:
對第一造形面照射所述能量光束,且供給第一材料來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且供給第二材料而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理;且
所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
[附記127]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層的處理;
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理;以及
於所述控制中,使於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同的處理。
[附記128]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理,所述第二結構層沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一結構層不同。
[附記129]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
至少對第一造形面及第二造形面供給材料的處理;
對所述第一造形面照射具有第一光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層的處理;以及
於所述控制中,對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的所述第二造形面照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記130]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
至少對第一造形面及第二造形面供給材料的處理;
對所述第一造形面照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的所述第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記131]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對造形面照射所述能量光束的處理;
供給材料的處理;
使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述能量光束的照射位置與所述造形面的相對的位置關係的處理;
對第一造形面照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記132]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層的處理;以及
對第二造形面照射所述能量光束,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記133]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對第一造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成第一熔融池,藉此形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料而於所述第二造形面形成第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層的處理。
[附記134]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對第一造形面照射所述能量光束來形成第一結構層的處理;
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理;以及
使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力高的處理。
[附記135]
一種程式,其是使對造形系統進行控制的電腦執行的程式,所述造形系統包括照射能量光束的照射裝置、及供給材料的供給裝置,且所述程式使電腦執行如下的處理:
對第一造形面照射所述能量光束,且供給第一材料來形成第一結構層的處理;以及
對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且供給第二材料而於所述第一結構層上形成第二結構層的處理;且
所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
[附記136]
一種記錄媒體,其記錄有如附記127至附記135的任一項中記載的電腦程式。
所述各實施方式的構成要件的至少一部分可與所述各實施方式的構成要件的至少另一部分適宜組合。亦可不使用所述各實施方式的構成要件中的一部分。另外,只要被法令容許,則援引所述各實施方式中所引用的所有公開公報及美國專利的揭示來作為本文的記載的一部分。
本發明並不限定於所述實施例,可於不違反可自申請專利範圍及說明書整體領會的發明的主旨或思想的範圍內適宜變更,伴隨此種變更的造形系統、造形方法、控制裝置、電腦程式及記錄媒體亦是包含於本發明的技術範圍內者。
1‧‧‧造形系統
11‧‧‧造形頭
12‧‧‧造形頭驅動系統
13‧‧‧平台
14‧‧‧控制裝置
111‧‧‧照射系統
112‧‧‧材料噴嘴
113‧‧‧射出部
114‧‧‧供給出口
EA‧‧‧照射區域
EL‧‧‧光
FP‧‧‧聚焦位置
M‧‧‧造形材料
MA‧‧‧供給區域
MP‧‧‧熔融池
MS‧‧‧造形面
R1‧‧‧第一尺寸
R2‧‧‧第二尺寸
SL、SL#1~SL#10、SL_lowest、SL_lower、SL_upper、SL_upper1、SL_upper2、SL_upper'、SL_upper''、SL_exist‧‧‧結構層
ST‧‧‧三維結構物
ST1、ST2、ST3、ST4‧‧‧壁狀的結構物
W‧‧‧工件
WS‧‧‧表面
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1是表示本實施方式的造形系統的結構的剖面圖。
圖2(a)至圖2(c)的各圖分別是表示於工件上的某一區域中照射光且供給了造形材料時的情況的剖面圖。
圖3(a)、圖3(c)及圖3(e)的各圖是表示形成三維結構物的過程的剖面圖,圖3(b)、圖3(d)及圖3(f)的各圖是表示形成三維結構物的過程的平面圖。
圖4(a)是表示用於形成最下層的結構層的熔融池的平面圖,圖4(b)是表示用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的熔融池的平面圖。
圖5是表示用於形成最下層的結構層的光的強度、及用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的光的強度的圖表。
圖6(a)是表示用於形成最下層的結構層的光的散焦量的剖面圖,圖6(b)是表示用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的光的散焦量的剖面圖,圖6(c)是表示用於形成最下層的結構層的光的於造形面上的強度分佈的圖表,圖6(d)是表示用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的光的於造形面上的強度分佈的圖表。
圖7(a)是表示用於形成最下層的結構層的光的照射時間的時序圖,圖7(b)是表示用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的光的照射時間的時序圖。
圖8(a)是表示用於形成最下層的結構層的光的照射時間的時序圖,圖8(b)是表示用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的光的照射時間的時序圖。
圖9(a)是表示形成最下層的結構層時的造形材料的供給量及形成最下層的結構層以外的其他結構層時的造形材料的供給量的圖表,圖9(b)是於造形面上表示形成最下層的結構層時所供給的造形材料的剖面圖,圖9(c)是於造形面上表示形成最下層的結構層以外的其他結構層時所供給的造形材料的剖面圖。
圖10(a)及圖10(b)的各圖是表示形成最下層的結構層的情況的剖面圖,圖10(c)及圖10(d)的各圖是表示形成最下層的結構層以外的其他結構層的情況的剖面圖。
圖11是表示形成最下層的結構層時的造形頭的移動速度及形成最下層的結構層以外的其他結構層時的造形頭的移動速度的圖表。
圖12(a)至圖12(f)的各圖是表示藉由變更熔融池的尺寸來變更結構層的尺寸的第一特性變更動作的一步驟的剖面圖。
圖13(a)至圖13(f)的各圖是表示藉由變更熔融池的尺寸來變更結構層的尺寸的第一特性變更動作的一步驟的剖面圖。
圖14(a)是表示藉由包含第一特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物的剖面圖,圖14(b)是表示藉由第一比較例的造形動作所形成的三維結構物的剖面圖,圖14(c)及圖14(d)的各圖是表示將藉由包含第一特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物自工件W分離的情況的剖面圖。
圖15(a)是表示藉由包含第一特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物的平面圖,圖15(b)及圖15(c)的各圖是表示藉由包含第一特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物的剖面圖。
圖16是表示用於形成最下層的結構層的光的強度、及用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的光的強度的圖表。
圖17是表示形成最下層的結構層時的造形材料的供給量、及形成最下層的結構層以外的其他結構層時的造形材料的供給量的圖表。
圖18(a)是表示藉由包含第二特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物的平面圖,圖18(b)是表示將藉由包含第二特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物自工件分離的情況的剖面圖。
圖19(a)是表示用於形成最下層的結構層的造形材料的潤濕性的剖面圖,圖19(b)是表示用於形成最下層的結構層以外的其他結構層的造形材料的潤濕性的剖面圖。
圖20(a)是表示藉由包含第三特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物的平面圖,圖20(b)是表示將藉由包含第三特性變更動作的第二造形動作所形成的三維結構物自工件分離的情況的剖面圖。
圖21是表示第一變形例的三維結構物的剖面圖。
圖22(a)至圖22(d)的各圖是表示第二變形例的三維結構物的剖面圖。
圖23(a)至圖23(c)的各圖是表示第三變形例的三維結構物的剖面圖。
圖24(a)至圖24(c)的各圖是表示第四變形例的三維結構物的剖面圖。

Claims (71)

  1. 一種造形系統,包括: 照射裝置,照射能量光束;以及 供給裝置,供給材料; 對第一造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層,且 於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的造形系統,其中 使於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量,較於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的造形系統,其中 沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述第二結構層的尺寸,與所述至少一個方向上的所述第一結構層的尺寸不同。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的造形系統,其中 沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的所述第二結構層的尺寸,較所述至少一個方向上的所述第一結構層的尺寸大。
  5. 一種造形系統,包括: 照射裝置,照射能量光束;以及 供給裝置,供給材料; 對第一造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,並對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融,而於所述第一結構層上形成第二結構層,所述第二結構層沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一結構層不同。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的造形系統,其中 於沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上,所述第二結構層的尺寸較所述第一結構層大。
  7. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項所述的造形系統,其中 所述第一結構層及所述第二結構層具有朝於所述第一結構層的表面內與所述至少一個方向交叉的方向延長的形狀。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的造形系統,其中 於自所述第一結構層朝向所述第二結構層的方向上,所述第一結構層的尺寸與所述第二結構層的尺寸互不相同。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的造形系統,其照射具有第一光束特性的所述能量光束來形成所述第一結構層,且 照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束來形成所述第二結構層。
  10. 一種造形系統,包括: 照射裝置,照射能量光束;以及 供給裝置,供給材料; 對第一造形面照射具有第一光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而形成第一結構層,且 對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束,藉此使所述被供給的所述材料熔融而於所述第一結構層上形成第二結構層。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的造形系統,其中 所述光束特性包含每單位面積的所述能量光束的強度或能量。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的造形系統,其照射於每單位面積具有第一強度或第一能量的所述能量光束來形成所述第一結構層,且 照射於每單位面積具有與所述第一強度不同的第二強度或與所述第一能量不同的第二能量的所述能量光束來形成所述第二結構層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的造形系統,其中 於每單位面積,所述第二強度較所述第一強度大。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述的造形系統,其中 於每單位面積,所述第二能量較所述第一能量大。
  15. 如申請專利範圍第9項至第14項中任一項所述的造形系統,其中 所述光束特性包含所述能量光束的散焦量。
  16. 如申請專利範圍第9項至第15項中任一項所述的造形系統,其照射相對於所述第一造形面的散焦量被設定成第一設定量的所述能量光束來形成所述第一結構層,且 照射相對於所述第二造形面的散焦量被設定成與所述第一設定量不同的第二設定量的所述能量光束來形成所述第二結構層。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的造形系統,其中 所述第二設定量較所述第一設定量小。
  18. 如申請專利範圍第9項至第17項中任一項所述的造形系統,其中 所述光束特性包含照射所述能量光束的照射時間。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的造形系統,其於對所述第一造形面上的單位面積區域僅照射第一照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第一結構層,且 於對所述第二造形面上的單位面積區域僅照射與所述第一照射時間不同的第二照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第二結構層。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的造形系統,其中所述第二照射時間較所述第一照射時間長。
  21. 如申請專利範圍第18項至第20項中任一項所述的造形系統,其斷續地或呈脈衝狀地照射所述能量光束來形成所述第一結構層,且 連續地照射所述能量光束來形成所述第二結構層。
  22. 如申請專利範圍第9項至第21項中任一項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
  24. 如申請專利範圍第1項至第23項中任一項所述的造形系統,其中 所述供給裝置將材料供給至所述能量光束的照射位置。
  25. 如申請專利範圍第1項至第24項中任一項所述的造形系統,其中 所述照射裝置對已由所述供給裝置供給的所述材料照射所述能量光束。
  26. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述的造形系統,其照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成所述第一結構層, 照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料來形成所述第二結構層。
  27. 一種造形系統,包括: 照射裝置,照射能量光束;以及 供給裝置,供給材料; 對第一造形面照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成第一結構層, 對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料而於所述第一結構層上形成第二結構層。
  28. 如申請專利範圍第26項或第27項所述的造形系統,其中 所述供給形態包含每單位時間或每單位面積的所述材料的供給量。
  29. 如申請專利範圍第26項或第27項所述的造形系統,其照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成所述第一結構層, 照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料來形成所述第二結構層。
  30. 如申請專利範圍第29項所述的造形系統,其中 所述第二供給量較所述第一供給量少。
  31. 如申請專利範圍第26項至第29項中任一項所述的造形系統,其中 所述供給形態包含所述材料的供給時序。
  32. 如申請專利範圍第31項所述的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後照射所述能量光束來形成所述第一結構層,且 將所述材料局部地供給至所述第二造形面並照射所述能量光束來形成所述第二結構層。
  33. 如申請專利範圍第32項所述的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後不供給所述材料而照射所述能量光束來形成所述第一結構層。
  34. 如申請專利範圍第32項或第33項所述的造形系統,其將所述材料供給至所述第一造形面後照射所述能量光束,而形成與所述第一造形面一體化的所述第一結構層。
  35. 如申請專利範圍第26項至第34項中任一項所述的造形系統,其將所述材料的至少一部分用作遮蔽所述能量光束的遮蔽物。
  36. 如申請專利範圍第26項至第35項中任一項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一供給形態及所述第二供給形態:當以所述第一供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與當以所述第二供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
  37. 如申請專利範圍第36項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一供給形態及所述第二供給形態:當以所述第一供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較當以所述第二供給形態供給所述材料時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
  38. 如申請專利範圍第1項至第37項中任一項所述的造形系統,更包括移動裝置,所述移動裝置使所述第一造形面、所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述第一造形面及所述第二造形面的至少一者與所述能量光束的照射位置的相對的位置關係, 照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成所述第一結構層, 照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成所述第二結構層。
  39. 一種造形系統,包括: 照射裝置,對造形面照射能量光束; 供給裝置,供給材料;以及 移動裝置,使所述造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,以變更所述能量光束的照射位置與所述造形面的相對的位置關係; 對第一造形面照射所述能量光束,且以第一移動形態使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動來形成第一結構層, 對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且以與所述第一移動形態不同的第二移動形態使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者移動,而於所述第一結構層上形成第二結構層。
  40. 如申請專利範圍第38項或第39項所述的造形系統,其中 所述移動形態包含所述第一造形面、所述第二造形面及所述能量光束的照射位置中的至少一者的移動速度。
  41. 如申請專利範圍第40項所述的造形系統,其照射所述能量光束,且以第一移動速度使所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者移動來形成所述第一結構層, 照射所述能量光束,且以與所述第一移動速度不同的第二移動速度使所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者移動來形成所述第二結構層。
  42. 如申請專利範圍第41項所述的造形系統,其中 所述第二移動速度較所述第一移動速度慢。
  43. 如申請專利範圍第38項至第42項中任一項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一移動形態及所述第二移動形態:當所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第一移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與當所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第二移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
  44. 如申請專利範圍第43項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一移動形態及所述第二移動形態:當所述第一造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第一移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較當所述第二造形面及所述能量光束的照射位置的至少一者以所述第二移動形態移動時,於每單位面積或每單位時間自所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
  45. 如申請專利範圍第1項至第44項中任一項所述的造形系統,其對所述第一造形面照射所述能量光束而形成第一熔融池,藉此形成所述第一結構層,對所述第二造形面照射所述能量光束,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成所述第二結構層。
  46. 一種造形系統,包括: 照射裝置,照射能量光束;以及 供給裝置,供給材料; 藉由對第一造形面照射所述能量光束來使所述被供給的所述材料熔融而形成第一熔融池,藉此形成第一結構層, 藉由對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束來使所述被供給的所述材料熔融,而形成沿著所述第一結構層的表面的方向中的至少一個方向上的尺寸與所述第一熔融池不同的第二熔融池,藉此於所述第一結構層上形成第二結構層。
  47. 如申請專利範圍第45項或第46項所述的造形系統,其中 所述至少一個方向上的所述第二熔融池的尺寸較所述至少一個方向上的所述第一熔融池的尺寸大。
  48. 如申請專利範圍第45項至第47項中任一項所述的造形系統,其中 於形成所述第一結構層時,使所述第一熔融池朝所述第一造形面內的第一方向移動, 於形成所述第二結構層時,使所述第二熔融池朝所述第二造形面內的第二方向移動, 所述第一方向及所述第二方向相互平行,且 所述至少一個方向與所述第一方向及所述第二方向交叉。
  49. 如申請專利範圍第45項至第48項中任一項所述的造形系統,其照射具有第一光束特性的所述能量光束來形成所述第一熔融池,且 照射具有與所述第一光束特性不同的第二光束特性的所述能量光束來形成所述第二熔融池。
  50. 如申請專利範圍第49項所述的造形系統,其中 所述光束特性包含每單位面積的所述能量光束的強度或能量。
  51. 如申請專利範圍第50項所述的造形系統,其照射於每單位面積具有第一強度或第一能量的所述能量光束來形成所述第一熔融池,且 照射於每單位面積具有與所述第一強度不同的第二強度或與所述第一能量不同的第二能量的所述能量光束來形成所述第二熔融池。
  52. 如申請專利範圍第51項所述的造形系統,其中 每單位面積的所述第二強度較每單位面積的所述第一強度大。
  53. 如申請專利範圍第51項或第52項所述的造形系統,其中 每單位面積的所述第二能量較每單位面積的所述第一能量大。
  54. 如申請專利範圍第49項至第53項中任一項所述的造形系統,其中 所述光束特性包含所述能量光束的散焦量。
  55. 如申請專利範圍第54項所述的造形系統,其照射相對於所述第一造形面的散焦量被設定成第一設定量的所述能量光束來形成所述第一熔融池,且 照射相對於所述第二造形面的散焦量被設定成與所述第一設定量不同的第二設定量的所述能量光束來形成所述第二熔融池。
  56. 如申請專利範圍第55項所述的造形系統,其中 所述第二設定量較所述第一設定量小。
  57. 如申請專利範圍第49項至第56項中任一項所述的造形系統,其中 所述光束特性包含照射所述能量光束的照射時間。
  58. 如申請專利範圍第57項所述的造形系統,其於對所述第一造形面上的單位面積區域僅照射第一照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第一熔融池,且 於對所述第二造形面上的單位面積區域僅照射與所述第一照射時間不同的第二照射時間的所述能量光束的狀態下,照射所述能量光束來形成所述第二熔融池。
  59. 如申請專利範圍第58項所述的造形系統,其中 所述第二照射時間較所述第一照射時間長。
  60. 如申請專利範圍第57項至第59項中任一項所述的造形系統,其斷續地或呈脈衝狀地照射所述能量光束來形成所述第一熔融池,且 連續地照射所述能量光束來形成所述第二熔融池。
  61. 如申請專利範圍第49項至第60項中任一項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量、與於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量不同。
  62. 如申請專利範圍第61項所述的造形系統,其中 以如下方式設定所述第一光束特性及所述第二光束特性:於每單位面積或每單位時間自具有所述第一光束特性的所述能量光束對所述第一造形面傳遞的能量變得較於每單位面積或每單位時間自具有所述第二光束特性的所述能量光束對所述第二造形面傳遞的能量少。
  63. 如申請專利範圍第45項至第62項中任一項所述的造形系統,其中 所述供給裝置將所述材料供給至所述能量光束的照射位置。
  64. 如申請專利範圍第45項至第63項中任一項所述的造形系統,其中 所述照射裝置對已由所述供給裝置供給的所述材料照射所述能量光束。
  65. 如申請專利範圍第45項至第64項中任一項所述的造形系統,其 照射所述能量光束,且以第一供給形態供給所述材料來形成所述第一熔融池, 照射所述能量光束,且以與所述第一供給形態不同的第二供給形態供給所述材料來形成所述第二熔融池。
  66. 如申請專利範圍第65項所述的造形系統,其中 所述供給形態包含每單位時間或每單位面積的所述材料的供給量。
  67. 如申請專利範圍第66項所述的造形系統,其照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以第一供給量供給所述材料來形成所述第一熔融池, 照射所述能量光束,且於每單位時間或每單位面積以與所述第一供給量不同的第二供給量供給所述材料來形成所述第二熔融池。
  68. 一種造形方法,包括: 對第一造形面照射能量光束來形成第一結構層;以及 對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束而於所述第一結構層上形成第二結構層;且 使所述第一結構層對於破壞的抵抗力較所述第二結構層對於破壞的抵抗力高。
  69. 一種造形方法,包括: 對第一造形面照射能量光束,且供給第一材料來形成第一結構層;以及 對作為所述第一結構層的表面的至少一部分的第二造形面照射所述能量光束,且供給第二材料而於所述第一結構層上形成第二結構層;且 所述第一材料與所述第一造形面之間的結合力較所述第二材料與所述第一造形面之間的結合力弱。
  70. 如申請專利範圍第68項或第69項所述的造形方法,更包括使所述第二結構層自所述第一造形面分離。
  71. 如申請專利範圍第70項所述的造形方法,其中 使所述第二結構層分離包括藉由破壞所述第一結構層或使所述第一結構層自所述第一造形面分離,而將所述第二結構層自所述第一造形面分開。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2998819B1 (fr) * 2012-11-30 2020-01-31 Association Pour La Recherche Et Le Developpement De Methodes Et Processus Industriels "Armines" Procede de fusion de poudre avec chauffage de la zone adjacente au bain
US9415443B2 (en) * 2013-05-23 2016-08-16 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
JP6157002B2 (ja) * 2013-11-21 2017-07-05 国立研究開発法人産業技術総合研究所 溶融層の積層構造の製造装置、溶融層の積層構造の製造方法及び溶融層の積層構造
EP2878409B2 (en) * 2013-11-27 2022-12-21 SLM Solutions Group AG Method of and device for controlling an irradiation system
JP6359316B2 (ja) * 2014-03-31 2018-07-18 三菱重工業株式会社 三次元積層装置及び三次元積層方法
CN107921710A (zh) * 2015-07-17 2018-04-17 应用材料公司 在增材制造中的选择性材料分配和多层熔融
BR112018000863A2 (pt) * 2015-07-18 2018-09-11 Vulcanforms Inc. manufatura aditiva pela fusão de material controlada espacialmente
CN108290219B (zh) * 2015-11-16 2021-12-21 瑞尼斯豪公司 增材制造方法及设备
JP6273372B1 (ja) * 2016-03-25 2018-01-31 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 3次元積層造形装置、3次元積層造形装置の制御方法および3次元積層造形装置の制御プログラム
JP6732502B2 (ja) * 2016-03-31 2020-07-29 キヤノン株式会社 三次元造形方法、プログラム、記録媒体、及び三次元造形装置
JP2017179575A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 キヤノン株式会社 三次元造形装置、及び三次元造形方法
JP6933206B2 (ja) * 2016-05-11 2021-09-08 日立金属株式会社 複合部材の製造方法及び複合部材
JP6817561B2 (ja) * 2016-06-30 2021-01-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 三次元形状造形物の製造方法
JP2018029157A (ja) * 2016-08-19 2018-02-22 国立大学法人 東京大学 三次元成形回路部材並びにその成形方法及び装置
US20190344348A1 (en) * 2016-11-17 2019-11-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for manufacturing three-dimensional shaped object

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