TW201722691A - 立體物件的積層製造方法 - Google Patents

立體物件的積層製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201722691A
TW201722691A TW104143072A TW104143072A TW201722691A TW 201722691 A TW201722691 A TW 201722691A TW 104143072 A TW104143072 A TW 104143072A TW 104143072 A TW104143072 A TW 104143072A TW 201722691 A TW201722691 A TW 201722691A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
dimensional
dimensional object
manufacturing
sections
forming
Prior art date
Application number
TW104143072A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI616314B (zh
Inventor
黃偉欽
林敬智
蔡宗汶
張光博
吳誌賢
陳安利
Original Assignee
財團法人工業技術研究院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人工業技術研究院 filed Critical 財團法人工業技術研究院
Priority to TW104143072A priority Critical patent/TWI616314B/zh
Priority to US14/981,978 priority patent/US10303157B2/en
Publication of TW201722691A publication Critical patent/TW201722691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI616314B publication Critical patent/TWI616314B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G05B19/4099—Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49023—3-D printing, layer of powder, add drops of binder in layer, new powder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一種立體物件的積層製造方法，在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的空間中形成立體物件，包括：(a)提供立體物件的三維數位模型；(b)將立體物件的三維數位模型，劃分為至少一種多面體立體單元的重複排列，多面體立體單元沿著Z軸縱向排列時的至少一個表面、與含有X軸與Y軸的水平面的夾角為非直角或非零度；(c)將三維數位模型沿Z軸切分為至少一個二維成型斷面，沿二維成型斷面設定一掃描路徑，該掃描路徑填滿二維成型斷面；(d)提供一材料於工作面；(e)導引能量束於工作面、且沿著掃描路徑進行掃描，使材料成型後，依照該二維成型斷面之圖形成為一特定之成型層；以及(f)重覆(d)與(e)的步驟，以積層多個成型層來製造立體物件。

Description

立體物件的積層製造方法
本揭露是有關於一種積層製造方法，且特別是有關於一種立體物件的積層製造方法。
已知有利用積層製造方法(Additie Manufacturing, AM)來製造立體物件的技術。隨著積層製造方法的演進，其名稱從快速原型(Rapid Prototyping, RP)轉變成快速製造(Rapid Manufacturing, RM)、或3D列印(3D Printing, 3DP)。在2009年底，美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials, ASTM)正式將積層製造方法的技術進行命名與分類，且訂定與建立了相關標準。
目前，積層製造方法較受重視的主流技術在於金屬-雷射積層製造，但面臨了成品品質金屬材料不易確保穩定無變形的問題。
為了避免雷射的熱量過度集中而產生產品的熱變形，以往的做法是，採取了條紋狀(Stripes canning)及棋盤狀(Chess scanning)兩種掃描方法，來將熱應力分散於產品之中。但是，對於熱應力的控制仍存在相當的瓶頸。
綜上所述，如何解決熱應力的問題、及提供新的製造設計與方法，成為目前亟需解決的課題。
本揭露提供了立體物件的積層製造方法，可解決成型層與成型層之間的熱應力不均勻的問題。本揭露以多面體立體單元進行三維疊合，而能夠在成型層與成型層之間均勻地分散熱應力，藉此，可降低立體物件的變形量，以提升品質與穩定度，同時，可增進立體物件中的各軸向強度的均勻性。
本揭露提出一種立體物件的積層製造方法，在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的空間中形成立體物件，包括：(a) 提供立體物件的三維數位模型；(b) 將立體物件的三維數位模型，劃分為至少一種多面體立體單元的重複排列，多面體立體單元沿著Z軸縱向排列時的至少一個表面、與含有X軸與Y軸的水平面的夾角為非直角或非零度；(c) 將三維數位模型沿Z軸進行切層為至少一個二維成型斷面，沿該二維成型斷面設定一掃描路徑，該掃描路徑填滿該二維成型斷面；(d) 提供材料於工作面；(e) 導引能量束於工作面、且沿著該掃描路徑進行掃描，使材料成型後，依照該二維成型斷面之圖形成為一成型層；以及(f) 重覆(d)與(e)的步驟，以積層多個成型層來製造立體物件。
本揭露提出一種立體物件的積層製造方法，包括：(a)建立由多個立體單元組成的三維數位模型，其中各該立體單元具有相鄰的兩個表面；(b)將該三維數位模型切層為多個二維成型斷面，且各該二維成型斷面包括對應於該些立體單元的多個單元斷面；以及(c)依據該些二維成型斷面來進行積層製造，其中藉由一能量束來掃描對應於各該二維成型斷面的一工作面，以依序形成對應於該些二維成型斷面的多個成型層，該些成型層相互堆疊而形成對應於該三維數位模型的一立體物件，且該能量束是沿不同的掃描路徑來掃描同一二維成型斷面上的任兩相鄰單元斷面。
本揭露提出一種立體物件的積層製造方法，包括：(a)建立由多個立體單元組成的三維數位模型，其中該些立體單元包括多個第一立體單元以及多個第二立體單元，且各該第一立體單元與各該第二立體單元具有不同的形狀或不同的尺寸；(b)將該三維數位模型切層為多個二維成型斷面，且各該二維成型斷面包括對應於該些第一立體單元的多個第一單元斷面以及對應於該些第二立體單元的多個第二單元斷面；以及(c)依據該些二維成型斷面來進行積層製造，其中藉由一能量束來掃描對應於各該二維成型斷面的一工作面，以依序形成對應於該些二維成型斷面的多個成型層，該些成型層相互堆疊而形成對應於該三維數位模型的一立體物件，且該能量束是沿不同的掃描路徑來掃描該些第一單元斷面與該些第二單元斷面。
基於上述，本揭露以多個多面體立體單元進行三維疊合，且使多面體立體單元沿著Z軸縱向排列時的至少一個表面、與含有X軸與Y軸的水平面的夾角為非直角或非零度；或者，利用多個立體單元進行三維疊合，各個立體單元具有相鄰的兩個表面，且該兩個表面的夾角可大於90度；或者，可至少利用分別具有不同的形狀或不同的尺寸的多個第一立體單元與第二立體單元來進行三維疊合；因此，能夠在成型層與成型層之間均勻地分散熱應力，而降低立體物件的變形量。可提升立體物件的品質與穩定度，同時，可提升立體物件中的各軸向強度的均勻性。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本揭露著重於改善雷射積層製造的熱應力變形問題。透過創新的掃描策略(Scanning strategy)，以多面體立體單元的三維堆疊方式，而在成型層與成型層之間分散殘留的熱應力。藉此，至少可達到以下的技術效果：降低積層製造產品的變形量、避免支撐結構毀損、提升積層製造產品的品質與穩定度、可提升立體物件中的各軸向強度的均勻性。
本揭露提出一種立體物件的積層製造方法，在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的空間中形成立體物件，包括以下的(a)~(f)的步驟，其中，(a) 提供立體物件的三維數位模型；(b) 將立體物件的三維數位模型，劃分為至少一種多面體立體單元的重複排列，多面體立體單元沿著Z軸縱向排列時的至少一個表面、與含有X軸與Y軸的水平面的夾角為非直角或非零度；(c) 將三維數位模型沿Z軸進行切層為至少一個二維成型斷面，沿該二維成型斷面設定一掃描路徑，該掃描路徑填滿該二維成型斷面；(d) 提供材料於工作面；(e) 導引能量束於工作面、且沿著該掃描路徑進行掃描，使材料成型後，依照該二維成型斷面之圖形成為一成型層；以及(f) 重覆(d)與(e)的步驟，以積層多個成型層來製造立體物件。
上述的含有X軸與Y軸的水平面為空間中的虛擬參考面，以下標示為PXY ；上述的工作面為實際進行立體物件的製作面，以下標示為PW ；上述的二維成型斷面為三維數位模型的多個斷面，以下標示為PCS ，在工作面Pw 上所形成的成型層M，會依照二維成型斷面Pcs之圖形成為一特定之成型層M。以下將參照所附圖式，說明本揭露的多個實施例。
圖1為本揭露的一實施例的立體物件的積層製造方法的流程示意圖。圖2為在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的空間中，逐層形成立體物件的示意圖。本揭露的立體物件的積層製造方法300，在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的空間S中，以多個成型層M在水平面PXY 逐層進行堆疊的方式(圖4只繪示一個成型層M作為示意)，來製造立體物件200(如圖4的虛線所示)。
如圖1所示，立體物件200的積層製造方法300可包括：提供三維數位模型的步驟S310、提供材料的步驟S320、以及導引能量束的步驟S330；其中，提供三維數位模型的步驟S310可包括：將三維數位模型切分為多面體立體單元的步驟S312、沿Z軸切層的步驟S314、設定多面體立體單元各層的掃描方向的步驟S316、以及使掃描方向組成掃描路徑的步驟S318。以下，繼續說明立體物件200的積層製造方法300的每一個步驟的技術內涵。
請參照圖1，在步驟S310中，立體物件200的三維數位模型可以由電腦繪圖軟體所產生、或是藉由立體物件200的三維掃描軟體，直接掃描立體物件200的外型所產生。立體物件200可為規則或不規則的立體物品，可具有複雜形貌、內流道與內結構。可利用電腦來進行立體物件200的三維數位模型的運算、以及進行相關的設定。
可注意到，在步驟S312中，將立體物件200的三維數位模型，劃分為至少一種多面體立體單元的重複排列，且「多面體立體單元沿著Z軸縱向排列時的至少一個表面、與含有X軸與Y軸的水平面的夾角為非直角或非零度」。請參照以下圖3~圖4、圖5A~圖5C，進一步理解本揭露的此技術方案。
圖3為本揭露的一實施例的多面體立體單元(即，截角八面體)的示意圖。如圖3所示，多面體立體單元可為截角八面體400 (Truncated octahedron)。截角八面體400具有：8個六邊形與6個四邊形。圖4為由多個截角八面體進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。此三維立體結構400-1中，使截角八面體400的六邊形朝向上方。
圖5A為立體物件的示意圖。圖5B為圖5A的立體物件的側視圖。圖5C為圖5A的立體物件的上視圖。請參照圖5A，可看出，堆疊了多個成型層M而製造的立體物件202，內部結構是由多個截角八面體400所構成。由圖5B的側視圖來觀看，當多個截角八面體400沿Z軸縱向排列時，截角八面體400的至少一個表面410、與水平面PXY 的夾角q為非直角或非零度，在此實施例中，夾角q的角度為60度，另外，也可為夾角q的互補角，即120度。
藉由上述技術方案，截角八面體400的表面410連結了立體物件200中的各成型層M。換句話說，如圖5B所示，由截角八面體400所堆疊而成的立體物件200中，因積層製造所產生的熱應力F可被分散成數個不同的角度，亦即，被分散到不同的軸向；因此，能夠在多個成型層M之間均勻地分散熱應力F。藉此，可減緩熱應力F的累積效應，進而可降低立體物件200的變形量，並提升品質與穩定度。同時，可提升立體物件200中的各軸向強度的均勻性，以增進立體物件200的整體強度。
另外，如圖4、圖5A、圖5C所示，截角八面體400的排列方式為六邊形朝向上方。然而，在其他實施例中，可依照立體物件200的設計需要而調整截角八面體400的排列方式。圖6A與圖6B為本揭露的其他實施例的，由多個截角八面體進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。如圖6A所示的三維立體結構400-2中，截角八面體400的四邊形朝向上方；如圖6B所示的三維立體結構400-3中，截角八面體400以特定角度進行排列，可不同於圖4的截角八面體400的排列角度。
請再參照圖1、圖2、圖5C，在步驟S314中，將三維數位模型沿Z軸切分為至少一個二維成型斷面PCS ，沿該二維成型斷面PCS 設定一掃描路徑，該掃描路徑填滿該二維成型斷面PCS 。在一實施例中，使該二維成型斷面PCS 的成型範圍可由多個多邊形所組成。如圖5C所示，該二維成型斷面PCS 可由多個六邊形402、404、406所組成。
請再參照圖1、圖2、圖5C，在步驟S316中，可設定多面體立體單元(即，截角八面體400)各層的掃描方向。並且，在步驟S318中，使掃描方向組成掃描路徑。
如圖5C所示，可於多邊形402、404、406設定至少一掃描方向D1~D3，使該掃描方向D1~D3結合為該掃描路徑，且該掃描路徑包含該立體物件200的所有位置。
請參照圖2與圖5C，在一個成型層M的二維成型斷面PCS 中設定掃描路徑的方法，例如，可在相同的多邊形402中設定掃描方向D1，於相同的多邊形404中設定掃描方向D2，於相同的多邊形406中設定掃描方向D3；並且，將所有的掃描方向D1~D3結合為一個掃描路徑。詳細而言，此掃描路徑的一個例子為：在掃描方向D1中，進行所有多邊形402的掃描；繼之，於掃描方向D2中，進行所有多邊形404的掃描；之後，於掃描方向D3中，進行所有多邊形406的掃描。然而，也可任意組合掃描方向D1~D3，以產生其他的掃描路徑。
於另一成型層M的二維成型斷面PCS 中，基於上述同樣的設定，也可產生另一掃描路徑。此另一成型層M的二維成型斷面PXY 中的掃描方向D1~D3，還可以相對於上述成型層M的二維成型斷面PXY 而旋轉一設定角度(即逐層轉換角度)。最後，將沿Z軸切層的所有成型層M的掃描路徑結合起來，即完成立體物件200的三維數位模型的掃描路徑規劃，可涵蓋該立體物件200的所有位置。
上述的掃描路徑可為各多邊形402~406逐一填滿而成，亦即，採用不同步掃描的方式；在另外的實施例中，上述的掃描路徑也可為將所有相同掃描方向的多邊形，接續完成，亦即，採用同步掃描的方式。在本揭露中，並不限定掃描路徑的設定方式，只要能夠涵蓋立體物件200的所有位置，使能量束L能夠沿著掃描路徑進行掃描，將材料進行熔融、固化，而使立體物件200成形即可。
請再參照圖1、圖2，在步驟S320中，提供材料(未繪示)於一工作面Pw。該材料可為：金屬、陶瓷、高分子及其複合材料組合。此材料可根據立體物件200的設計需求、以及後續能量束L的設定參數，而進行適當的選擇。
請再參照圖1、圖2、圖5A~圖5C，在步驟S330中，導引能量束L於工作面Pw、且沿著掃描路徑進行掃描，使該材料成型後，依照該二維成型斷面PCS 之圖形成為一特定之成型層M。該材料受到能量束L的加熱燒結，而凝固成該成型層M。之後，重複上述提供材料的步驟S320以及導引能量束L的步驟S330，即可積層多個成型層M，來製造如圖5A所示的立體物件200。
在一實施例中，步驟S320、步驟S330可採用粉床熔融的積層製造技術，包含：選擇性雷射燒結法、選擇性雷射熔融法、直接金屬雷射燒結法、或電子束熔融法。在另一實施例中，步驟S320、步驟S330也可採用直接能量沈積的積層製造技術，包含：雷射淨成型法、或三維雷射塗覆法。
如圖2所示，能量束L可以是選自於：雷射、電子束、電弧及其組合。並且，該能量束的掃描速度可介於1 mm/s至100 m/s之間；能量束L的能量密度小於等於1012 W/cm3 。以上即為本揭露的立體物件200的積層製造方法300的大致說明。
另外，可適當地調整圖4的三維立體結構400-1的尺寸與圖5A所示的立體物件200的尺寸之間的關係，來進行立體物件200的製作。例如，可使圖4的三維立體結構400-1的尺寸大於圖5A所示的立體物件200的尺寸；如此一來，對於圖4的三維立體結構400-1進行提供材料的步驟S320及導引能量束的步驟S330之後，只需要將三維立體結構400-1的未被燒結成型的部分進行移除，即可得到圖5A所示的立體物件200。
再者，也可使圖4的三維立體結構400-1的尺寸接近、但略小於圖5A的立體物件200的尺寸，類似地，在對於圖4的三維立體結構400-1進行提供材料的步驟S320及導引能量束的步驟S330之後，只需要對於三維立體結構400-1的周邊的缺失部分進行修補步驟(可利用另外的提供材料的步驟S320及導引能量束的步驟S330)，即可得到圖5A的立體物件200，此做法的優點是能夠有效地減少材料的使用量。
在一實施例中，當圖4的三維立體結構400-1的尺寸略小於圖5A的立體物件200的尺寸時，可進一步提供多個修補立體單元(未繪示)，且使該些修補立體單元位於該三維立體結構400-1(三維數位模型)的周邊的缺失部分。各該修補立體單元的尺寸可小於各該立體單元(截角八面體400)的尺寸，如此一來，可適於補滿該三維立體結構400-1(三維數位模型)的周邊的缺失部分，以完成該立體物件200的製作。該些修補立體單元與截角八面體400可為相同的類型，且不受限於完整性與尺寸大小；也就是說，修補立體單元可以不是完整的立體單元(截角八面體)，且修補立體單元的尺寸可小於立體單元(截角八面體400)的尺寸。
承上述，本揭露的立體物件200的積層製造方法300中，使截角八面體400的面410、與水平面PXY 的夾角q為60度或120度(非直角)。如此，能夠在多個成型層M之間均勻地分散熱應力，藉此，可降低立體物件200的變形量，以提升品質與穩定度。同時，可提升立體物件200中的各軸向強度的均勻性。另外，隨著使用不同的多面體立體單元，只要至少一多面體立體單元的表面、與切層平面(即水平面PXY )之間的夾角q為非直角或非零度，即可產生本揭露的技術效果，並可隨實際應用成品特徵，來調整角度的變化。在一實施例中，該夾角q的範圍可為大於0度且小於90度；在另外的實施例中，該夾角q的範圍也可為大於90度且小於180度。
在其他實施例中，所述多面體立體單元還可以選自於四面體、五面體、六面體、七面體、八面體、截角八面體、四角反稜柱、六角菱柱、九面體、十面體、八角菱柱、十一面體、十二面體、截角十二面體、十四面體、十五面體、十六面體、十八面體、二十面體、大斜方截半立方體、截角立方體、三十面體及其組合。需注意的是，能夠選擇的多面體立體單元，並不限於以上所列舉的例子。以下，將繼續介紹多面體立體單元的其他實施例，但不以此為限。
[截角十二面體 (rhombic dodecahedron)]     圖7為本揭露的另一實施例的多面體立體單元(即，截角十二面體)的示意圖。如圖7的實施例所示，多面體立體單元可為截角十二面體500 (rhombic dodecahedron)。圖8為由多個截角十二面體進行重複排列而成的三維立體結構500-1的示意圖。同樣地，截角十二面體500的結構排列，可依實際的立體物件的設計需求進行調整。
圖9A為三維立體結構500-1的上視圖。圖9B為三維立體結構500-1的側視圖。如圖8所示的三維立體結構500-1中，當使截角十二面體500的菱形面置於中間，正方形面置於上方，此時，截角十二面體500排列後的上視圖如圖9A所示。類似於上述的截角八面體400的實施例，各截角十二面體500沿Z軸進行切割的各二維成型斷面PCS 的成型範圍可由多個多邊形(如圖9A所示的菱形)構成，且每一多邊形中具有各自的掃描方向D1~D3。也可逐層改變各菱形的掃描方向，並構成掃描路徑來涵蓋該立體物件的所有位置。
截角十二面體500排列後的側視圖如圖9B所示。類似地，截角十二面體500沿著Z軸縱向排列時的至少一個表面510、與含有X軸與Y軸的水平面PXY 的夾角q為非直角或非零度，可知道，各截角十二面體500的面510與水平面PXY 的夾角q為45度或135度。透過不同角度的組成，在積層製造製程中，可使立體物件的內部所殘留的熱應力F，在各軸向進行分散。
[六角菱柱(Hexagonal prism)]      圖10為本揭露的又一實施例的多面體立體單元(即，六角菱柱)的示意圖。如圖10的實施例所示，多面體立體單元可為六角菱柱600。圖11為由多個六角菱柱進行重複排列而成的三維立體結構600-1的示意圖。同樣地，六角菱柱600的結構排列，可依實際的立體物件的設計需求進行調整。
圖12A為三維立體結構600-1的上視圖。圖12B為三維立體結構600-1的側視圖。為求透過不同角度的組合，來分散積層製造製程中的內部殘留的熱應力的方向，可將六邊形面置於中間，矩形面置於上方，則六角菱柱600排列後的上視圖如圖12A所示，可由動態變化大小的矩形所排列而成。類似於截角八面體400的實施例，各六角菱柱600的沿Z軸進行切割的各二維成型斷面PCS 的成型範圍可由多個多邊形(如圖12A所示的四邊形)構成，且每一四邊形中具有各自的掃描方向D1~D2。可逐層改變各四邊形的掃描方向，並構成掃描路徑來涵蓋該立體物件的所有位置。
六角菱柱600排列後的側視圖如圖12B所示，各六角菱柱600的至少一個表面610、與水平面PXY 的夾角q為非直角或非零度，可知道，各六角菱柱600的表面610、與水平面PXY 的夾角q為60度。透過不同角度的組成，在積層製造製程中，可使立體物件的內部所殘留的熱應力F，在各軸向進行分散。
[正十二面體(Pyritohedron)]         圖13為本揭露的又一實施例的多面體立體單元(即，正十二面體)的示意圖。如圖13的實施例所示，多面體立體單元可為正十二面體700。圖14為由多個正十二面體進行重複排列而成的三維立體結構700-1的示意圖。同樣地，多個正十二面體700的結構排列，可依實際的立體物件的設計需求進行調整。
類似地，各正十二面體700的至少一個表面710、與含有X軸與Y軸的水平面的夾角為非直角或非零度，如此一來，透過不同角度的組成，在積層製造製程中，可使立體物件的內部所殘留的熱應力，在各軸向進行分散。
[多種多面體立體單元的組合]         本揭露也可使用多種多面體立體單元的組合，來構成立體物件的三維立體結構。圖15為本揭露的實施例的截稜角立方體堆砌排列(Cantitruncated cubic)的示意圖。如圖15所示，截稜角立方體堆砌排列800是由大斜方截半立方體810、截角八面體820和正方體830以「1：1：3」的比例堆砌而成。
圖16為本揭露的實施例的截斷半立方蜂窩堆砌(Cantic cubic honeycomb)排列的示意圖。如圖16所示，截斷半立方蜂窩堆砌排列900是由截角四面體910、截角八面體920、及十四面體930等三種多面體立體單元所堆砌而成。
圖17為本揭露的實施例的截角立方體堆砌排列的示意圖。如圖17所示，截角立方體堆砌排列1000是由截角立方體1100和正八面體1200所堆砌而成。
圖18為利用傳統的條紋狀掃描策略所製成的立體物件的外觀示意圖。圖19為利用本揭露的立體物件的積層製造方法，所製成的立體物件的外觀示意圖。
請同時參照並比較圖18與圖19，可知：相較於傳統的條紋狀掃描策略，本揭露的立體物件的積層製造方法，例如使用圖3、圖4、圖5A~圖5C所描述的截角八面體400的三維排列方式，可達成接近100%的緻密度品質，且可大幅降低熱應力造成的變形量，即：如圖18所示的傳統立體物件的變形量d，大於如圖19所示的本揭露的立體物件的變形量d1。
圖20為傳統條紋掃描策略的立體物件的變形量、與本揭露的立體物件的變形量的量測值的比較示意圖。請參照圖20，在距離為30mm之處，傳統條紋掃描策略的立體物件Ostripe 的最大變形量為1.94mm，而本揭露的立體物件OP 的最大變形量為1.22mm；由此可知，本揭露的立體物件OP 的最大變形量大幅地下降了約37%，即：(1.94-1.22)/(1.94)*100% = 37%，此數值為使立體物件進行預熱處理(200℃)時的變形量的下降量(下降約10%)的三倍。
可見，本揭露的立體物件的邊緣拉伸應力值，可小於支撐結構的應力破壞閥值，因此，在製程中，可大幅減少支撐結構毀損變形。如此，可提升在製造立體物件時的穩定性及良率。
[比較例]               圖21為支撐立體物件的支撐結構因熱應力而造成損壞的示意圖，該支撐結構是利用傳統的條紋狀掃描策略所製成。請參照圖21，利用傳統的條紋狀掃描策略製作立體物件110時，會一併製作機械性質較差的支撐結構100，用來支撐立體物件110。在立體物件110製作完成之後，再移除支撐結構100。
由於熱應力會累積在彼此堆疊的多個成型層之間，如此一來，立體物件110將因熱應力的累積而產生變形，且支撐結構100也會因為不均勻的熱應力而損壞，進而產生如圓圈A所示的裂痕120。
由此可知，利用傳統的條紋狀掃描策略進行積層製造的過程中，支撐結構100會因熱應力損壞而造成高花費，且損壞的支撐結構100也會連帶地使立體物件110的品質劣化。
然而，如同上述圖18~圖20的說明，本揭露的立體物件的積層製造方法，可有效地解決因熱應力而造成的立體物件的翹曲、變形、及支撐結構的損壞等問題。
[本揭露的立體物件的結構]      請再參照本案的圖2、圖3、圖4、圖5A~圖5C，本揭露還提出一種立體物件200的結構。該立體物件200設置於彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所形成的空間S中，其中，X軸與Y軸位於水平面PXY 上，Z軸垂直於該水平面PXY 。立體物件200的結構可包括：相同或不同的多面體立體單元(例如，截角八面體400)的重複排列，且如圖5B所示，所述多面體立體單元沿著該Z軸縱向排列時的至少一個表面410、與該水平面PXY 的一夾角q為非直角或非零度。
所述多面體立體單元還可以選自於四面體、五面體、六面體、七面體、八面體、截角八面體、四角反稜柱、六角菱柱、九面體、十面體、八角菱柱、十一面體、十二面體、截角十二面體、十四面體、十五面體、十六面體、十八面體、二十面體、大斜方截半立方體、截角立方體、三十面體及其組合。需注意的是，能夠選擇的多面體立體單元，並不限於以上所列舉的例子。
依據所使用的多面體立體單元的種類、數量的不同，該夾角的範圍可為大於0度且小於90度。例如，當多面體立體單元使用六角菱柱600或截角八面體400時，該夾角q為60度。當多面體立體單元使用截角十二面體500時，該夾角q為45度。在另外的實施例中，該夾角q的範圍也可為大於90度且小於180度，在此狀況，可使用該夾角q為120度或135度的多面體立體單元。在此，角度q並不限於上述的例子，只要是非直角或非零度，就可達到本揭露的分散熱應力的技術效果。
可參照本案的圖1、圖2、圖3~圖6B的截角八面體400的實施例，從另一觀點理解本案所揭露的立體物件的積層製造方法。
此立體物件的積層製造方法可包括：(a)建立由多個立體單元(如圖3所示的截角八面體400)組成的三維數位模型，其中各該立體單元具有相鄰的兩個表面；(b)將該三維數位模型切層為多個二維成型斷面PCS (如圖2所示)，且各該二維成型斷面包括對應於該些立體單元的多個單元斷面；以及(c)依據該些二維成型斷面PCS 來進行積層製造，其中藉由一能量束L來掃描對應於各該二維成型斷面PCS 的一工作面Pw，以依序形成對應於該些二維成型斷面的多個成型層M，該些成型層M相互堆疊而形成對應於該三維數位模型的一立體物件200，且該能量束L是沿不同的掃描路徑來掃描同一二維成型斷面PCS 上的任兩相鄰單元斷面。
其中步驟(c)是同步掃描同一二維成型斷面PCS 上的所有單元斷面，該單元斷面例如是圖5C所示的多邊形402~406。另外，該些立體單元(如截角八面體400)具有相同的形狀與尺寸。
關於使能量束L進行掃描的方式，可採用以下所述的實施例來進行。在一實施例中，步驟(c)可以是根據各該二維成型斷面PCS 中的多個單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束L沿著具有相同掃描方向之該掃描路徑，同步掃描同一個該二維成型斷面PCS 上的所有具備同一掃描方向之單元斷面。對於具有同一掃描方向的多個單元斷面，進行了同步掃描的方式。
在另一實施例中，步驟(c)也可以是根據各該二維成型斷面PCS 中的多個單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束逐一掃描該二維成型斷面PCS 上的所有單元斷面。利用逐一掃描的方式，亦即，可為不同步掃描的方式。
上述的立體單元(如圖3所示的截角八面體400)可以具有相同的形狀與尺寸。在另一實施例中，還可以提供多個修補立體單元(未繪示)，使該些修補立體單元位於該三維數位模型的周邊的缺失部分，並且，各該修補立體單元的尺寸小於各該立體單元的尺寸。相似的內容已經在[0035]段落中敘述過，在此不予以重述。
當然，圖7~圖9B的截角十二面體500的實施例、圖10~圖12B的六角菱柱的實施例、圖13~圖14的正十二面體的實施例，也可支持由上述觀點所描述的立體物件的積層製造方法的請求項的保護範圍。
另外，可參照本案的圖1、圖2、圖15~圖17的實施例，從再一觀點理解本案所揭露的立體物件的積層製造方法。
該立體物件的積層製造方法可包括：(a)建立由多個立體單元(如圖17所示的截角立方體1100、和正八面體1200)組成的三維數位模型，其中該些立體單元包括多個第一立體單元(如圖17所示的截角立方體1100)以及多個第二立體單元(如圖17所示的正八面體1200)，且各該第一立體單元與各該第二立體單元具有不同的形狀或不同的尺寸；(b)將該三維數位模型切層為多個二維成型斷面PCS (如圖2所示)，且各該二維成型斷面PCS 包括對應於該些第一立體單元的多個第一單元斷面以及對應於該些第二立體單元的多個第二單元斷面；以及(c)依據該些二維成型斷面PCS 來進行積層製造，其中藉由一能量束L來掃描對應於各該二維成型斷面PCS 的一工作面Pw，以依序形成對應於該些二維成型斷面PCS 的多個成型層M，該些成型層M相互堆疊而形成對應於該三維數位模型的一立體物件200，且該能量束L是沿不同的掃描路徑來掃描該些第一單元斷面與該些第二單元斷面。
上述以圖17為例，包含了：第一立體單元與第二立體單元，然而，當然也可如圖15、圖16所示，可包含：第一立體單元、第二立體單元與第三立體單元；並且，在另外的實施例中，還可包含：具有不同形狀或不同尺寸的多個(3個以上)立體單元，並不限定立體單元形狀、尺寸及其組合方式。
其中，步驟(c)是同步掃描該些第一單元斷面與該些第二單元斷面。各該第一立體單元(如圖17所示的截角立方體1100)或各該第二立體單元(如圖17所示的正八面體1200)具有相鄰的兩個表面，且該兩個表面的夾角可大於90度。
具體而言，步驟(c)可以根據各該二維成型斷面中的多個第一單元斷面(如圖17所示的截角立方體1100的斷面)與多個第二單元斷面(如圖17所示的正八面體1200的斷面)，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束沿著具有相同掃描方向之該掃描路徑，同步掃描同一個該二維成型斷面上的所有具備同一掃描方向之該第一單元斷面與該第二單元斷面。對於具有同一掃描方向的多個第一單元斷面與第二單元斷面，進行了同步掃描的方式。
另外，步驟(c)也可以根據各該二維成型斷面中的多個第一單元斷面與多個第二單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束逐一掃描該二維成型斷面上的所有第一單元斷面與第二單元斷面。利用逐一掃描的方式，亦即，可為不同步掃描的方式。
綜上所述，本揭露利用立體單元或多面體立體單元來建立三維數位模型，這是以往的三維列印方法所沒有見到過的技術特徵。藉由立體單元或多面體立體單元的立體結構的特性，可達到分散應力的技術效果；因此，利用立體單元或多面體立體單元的積層製造掃描策略方法，可大幅改善熱應力變形的問題，提升積層製造成型品質與穩定度，且同時保持立體物件的結構中各軸向的機械強度。
雖然本揭露已以實施例說明如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧支撐結構
110‧‧‧立體物件
120‧‧‧裂痕
200、202‧‧‧立體物件
300‧‧‧立體物件的積層製造方法
400‧‧‧截角八面體
402、404、406‧‧‧截角八面體的六邊形
410、510、610、710‧‧‧表面
400-1、400-2、400-3‧‧‧三維立體結構
500‧‧‧截角十二面體
500-1、600-1、700-1‧‧‧三維立體結構
600‧‧‧六角菱柱
700‧‧‧正十二面體
800‧‧‧截稜角立方體堆砌排列
810‧‧‧大斜方截半立方體
820‧‧‧截角八面體
830‧‧‧正方體
900‧‧‧截斷半立方蜂窩堆砌排列
910‧‧‧截角四面體
920‧‧‧截角八面體
930‧‧‧十四面體
1000‧‧‧截角立方體堆砌排列
1100‧‧‧截角立方體
1200‧‧‧正八面體
A‧‧‧圓圈
D1、D2、D3‧‧‧掃描方向
F‧‧‧熱應力
L‧‧‧能量束
M‧‧‧成型層
Ostripe、OP‧‧‧立體物件
Pcs‧‧‧二維成型斷面
PXY‧‧‧水平面
Pw‧‧‧工作面
S‧‧‧空間
S310、S312、S314、S316、S318、S320、S330‧‧‧步驟
q‧‧‧夾角
d、d1‧‧‧變形量
圖1為本揭露的一實施例的立體物件的積層製造方法的流程示意圖。               圖2為在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的空間中，逐層形成立體物件的示意圖。               圖3為本揭露的一實施例的多面體立體單元(即，截角八面體)的示意圖。               圖4為由多個截角八面體進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。               圖5A為立體物件的立體截面圖。               圖5B為圖5A的立體物件的側視圖。               圖5C為圖5A的立體物件的上視圖。               圖6A與圖6B為本揭露的其他實施例的，由多個截角八面體進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。               圖7為本揭露的另一實施例的多面體立體單元(即，截角十二面體)的示意圖。               圖8為由多個截角十二面體進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。               圖9A為三維立體結構500-1的上視圖。               圖9B為三維立體結構500-1的側視圖。               圖10為本揭露的又一實施例的多面體立體單元(即，六角菱柱)的示意圖。               圖11為由多個六角菱柱進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。               圖12A為三維立體結構600-1的上視圖。               圖12B為三維立體結構600-1的側視圖。               圖13為本揭露的又一實施例的多面體立體單元(即，正十二面體)的示意圖。               圖14為由多個正十二面體進行重複排列而成的三維立體結構的示意圖。               圖15為本揭露的實施例的截稜角立方體堆砌排列(Cantitruncated cubic)的示意圖。               圖16為本揭露的實施例的截斷半立方蜂窩堆砌(Cantic cubic honeycomb)排列的示意圖。               圖17為本揭露的實施例的截角立方體堆砌排列的示意圖。               圖18為利用傳統的條紋狀掃描策略所製成的立體物件的外觀示意圖。               圖19為利用本揭露的立體物件的積層製造方法，所製成的立體物件的外觀示意圖。               圖20為傳統條紋掃描策略的立體物件的變形量、與本揭露的立體物件的變形量的量測值的比較示意圖。               圖21為支撐立體物件的支撐結構因熱應力而造成損壞的示意圖，該支撐結構是利用傳統的條紋狀掃描策略所製成。
300‧‧‧立體物件的積層製造方法
S310、S312、S314、S316、S318、S320、S330‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種立體物件的積層製造方法，在彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸所定義的一空間中形成一立體物件，該立體物件的積層製造方法包括： (a)提供該立體物件的三維數位模型； (b)將該立體物件的三維數位模型，劃分為至少一種多面體立體單元的重複排列，所述多面體立體單元沿著該Z軸縱向排列時的至少一個表面、與含有該X軸與該Y軸的一水平面的至少一夾角為非直角或非零度； (c)將該三維數位模型沿該Z軸進行切層為至少一個二維成型斷面，沿該二維成型斷面設定一掃描路徑，該掃描路徑填滿該二維成型斷面； (d)提供一材料於一工作面； (e)導引一能量束於該工作面、且沿著該掃描路徑進行掃描，使該材料成型，依照該二維成型斷面之圖形成為一成型層；以及 (f)重覆(d)與(e)的步驟，以積層多個該成型層來製造該立體物件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該夾角為60度或120度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該夾角為45度或135度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該二維成型斷面的成型範圍由多個多邊形所組成，在該二維成型斷面上的該些多邊形中設定至少一掃描方向，使該掃描方向結合為該掃描路徑，且該掃描路徑包含該立體物件的所有位置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該掃描路徑為各多邊形逐一填滿而成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該掃描路徑為同方向接續完成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，所述多面體立體單元是選自於四面體、五面體、六面體、七面體、八面體、截角八面體、四角反稜柱、六角菱柱、九面體、十面體、八角菱柱、十一面體、十二面體、截角十二面體、十四面體、十五面體、十六面體、十八面體、二十面體、大斜方截半立方體、截角立方體、三十面體及其組合。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，步驟(d)~(f)採用粉床熔融的積層製造技術，包含：選擇性雷射燒結法、選擇性雷射熔融法、直接金屬雷射燒結法、或電子束熔融法。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，步驟(d)~(f)採用直接能量沈積的積層製造技術，包含：雷射淨成型法、或三維雷射塗覆法。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該能量束是選自於：雷射、電子束、電弧及其組合。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該能量束的能量密度小於等於1012 W/cm3 。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的立體物件的積層製造方法，其中，該材料是選自於：金屬、陶瓷、高分子及其複合材料之組合。
  13. 一種立體物件的積層製造方法，包括：      (a)建立由多個立體單元組成的三維數位模型，其中各該立體單元具有相鄰的兩個表面;      (b)將該三維數位模型切層為多個二維成型斷面，且各該二維成型斷面包括對應於該些立體單元的多個單元斷面；以及      (c)依據該些二維成型斷面來進行積層製造，其中藉由一能量束來掃描對應於各該二維成型斷面的一工作面，以依序形成對應於該些二維成型斷面的多個成型層，該些成型層相互堆疊而形成對應於該三維數位模型的一立體物件，且該能量束是沿不同的掃描路徑來掃描同一二維成型斷面上的任兩相鄰單元斷面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的立體物件的積層製造方法，其中步驟(c)是根據各該二維成型斷面中的多個單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束沿著具有相同掃描方向之該掃描路徑，同步掃描同一個該二維成型斷面上的所有具備同一掃描方向之單元斷面。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的立體物件的積層製造方法，其中步驟(c)是根據各該二維成型斷面中的多個單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束逐一掃描該二維成型斷面上的所有單元斷面。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的立體物件的積層製造方法，其中該些立體單元具有相同的形狀與尺寸。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的立體物件的積層製造方法，還包括：     提供多個修補立體單元，使該些修補立體單元位於該三維數位模型的周邊的缺失部分，各該修補立體單元的尺寸小於各該立體單元的尺寸。
  18. 一種立體物件的積層製造方法，包括：      (a)建立由多個立體單元組成的三維數位模型，其中該些立體單元包括多個第一立體單元以及多個第二立體單元，且各該第一立體單元與各該第二立體單元具有不同的形狀或不同的尺寸；      (b)將該三維數位模型切層為多個二維成型斷面，且各該二維成型斷面包括對應於該些第一立體單元的多個第一單元斷面以及對應於該些第二立體單元的多個第二單元斷面；以及      (c)依據該些二維成型斷面來進行積層製造，其中藉由一能量束來掃描對應於各該二維成型斷面的一工作面，以依序形成對應於該些二維成型斷面的多個成型層，該些成型層相互堆疊而形成對應於該三維數位模型的一立體物件，且該能量束是沿不同的掃描路徑來掃描該些第一單元斷面與該些第二單元斷面。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的立體物件的積層製造方法，其中步驟(c)是根據各該二維成型斷面中的多個第一單元斷面與多個第二單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束沿著具有相同掃描方向之該掃描路徑，同步掃描同一個該二維成型斷面上的所有具備同一掃描方向之該些第一單元斷面與該些第二單元斷面。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的立體物件的積層製造方法，其中步驟(c)是根據各該二維成型斷面中的多個第一單元斷面與多個第二單元斷面，設定至少一個掃描方向組成之掃描路徑，使該能量束逐一掃描該二維成型斷面上的所有該些第一單元斷面與該些第二單元斷面。
TW104143072A 2015-12-22 2015-12-22 立體物件的積層製造方法 TWI616314B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104143072A TWI616314B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 立體物件的積層製造方法
US14/981,978 US10303157B2 (en) 2015-12-22 2015-12-29 Additive manufacturing method for three-dimensional object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104143072A TWI616314B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 立體物件的積層製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201722691A true TW201722691A (zh) 2017-07-01
TWI616314B TWI616314B (zh) 2018-03-01

Family

ID=59066764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104143072A TWI616314B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 立體物件的積層製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10303157B2 (zh)
TW (1) TWI616314B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111417505A (zh) * 2017-11-22 2020-07-14 应用材料公司 利用两件式多边形扫描仪的增材制造
CN111761058A (zh) * 2020-05-25 2020-10-13 沈阳精合数控科技开发有限公司 激光沉积制造技术分段式成形方法、***及终端设备
CN116402988A (zh) * 2023-05-11 2023-07-07 北京冰河起源科技有限公司 三维模型处理方法、装置及存储介质

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108883407A (zh) 2015-12-16 2018-11-23 阿马斯坦技术有限责任公司 球状脱氢金属和金属合金颗粒
DE102016103202A1 (de) * 2016-02-24 2017-08-24 Klingelnberg Ag Verfahren zum Bereitstellen einer Fluidzufuhrvorrichtung und Verwendung einer solchen
JP6254292B1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-27 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 ３次元積層造形システム、３次元積層造形方法、積層造形制御装置およびその制御方法と制御プログラム
CN110100265B (zh) * 2016-12-19 2023-06-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 3d制造部件的布置确定
CN109866418A (zh) 2017-12-04 2019-06-11 三纬国际立体列印科技股份有限公司 可分次打印的3d打印机及其分次打印方法
RU2669279C1 (ru) * 2018-01-16 2018-10-09 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" Способ изготовления трехслойной композитной панели
GB2576351B (en) * 2018-08-16 2022-11-23 Bae Systems Plc A structure
US20210313673A1 (en) * 2018-08-16 2021-10-07 Bae Systems Plc Structure at least partially transparent to radio frequency signals
EP3611797A1 (en) * 2018-08-16 2020-02-19 BAE SYSTEMS plc A tessellated polyhedral structure partially transparent to radio frequency signals
AU2020266556A1 (en) 2019-04-30 2021-11-18 6K Inc. Lithium lanthanum zirconium oxide (LLZO) powder
SG11202111576QA (en) 2019-04-30 2021-11-29 6K Inc Mechanically alloyed powder feedstock
CN110279489A (zh) * 2019-08-07 2019-09-27 云智愈(南京)医疗科技有限公司 基于3d打印技术的全血管腔内支架开窗方法
US11088456B2 (en) * 2019-08-20 2021-08-10 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Cavity backed notch antenna with additively manufactured radome
WO2021118762A1 (en) 2019-11-18 2021-06-17 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11498250B2 (en) * 2019-11-19 2022-11-15 Massachusetts Institute Of Technology Method for discrete assembly of cuboctahedron lattice materials
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
TR202008028A2 (tr) 2020-05-22 2021-12-21 Tusas Tuerk Havacilik Ve Uzay Sanayii Anonim Sirketi Bir optimizasyon sistemi.
CN111844757A (zh) * 2020-06-10 2020-10-30 苏州聚复高分子材料有限公司 3d打印数据生成方法、路径规划方法、***及存储介质
JP2023532457A (ja) 2020-06-25 2023-07-28 シックスケー インコーポレイテッド 微細複合合金構造体
US11339922B2 (en) * 2020-07-09 2022-05-24 National Taiwan University Of Science And Technology Ventilated three dimensional structure from additive manufacture for easy powder removal during post process
WO2022067303A1 (en) 2020-09-24 2022-03-31 6K Inc. Systems, devices, and methods for starting plasma
AU2021371051A1 (en) 2020-10-30 2023-03-30 6K Inc. Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders
WO2022212291A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 6K Inc. Systems and methods for additive manufacturing of metal nitride ceramics

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155324A (en) 1986-10-17 1992-10-13 Deckard Carl R Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning
CA1338521C (en) * 1988-04-18 1996-08-13 Charles William Hull Cad/cam stereolithographic data conversion
US5053090A (en) * 1989-09-05 1991-10-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Selective laser sintering with assisted powder handling
US5753171A (en) 1994-05-13 1998-05-19 Eos Gmbh Electro Optical Systems Method and apparatus for producing a three-dimensional object
JP3335896B2 (ja) * 1997-12-26 2002-10-21 株式会社東芝 ハンダ材及びハンダ材の製造方法
KR100291953B1 (ko) * 1999-03-15 2001-06-01 윤덕용 가변 용착 적층식 쾌속조형방법 및 쾌속조형장치
US6676892B2 (en) 2000-06-01 2004-01-13 Board Of Regents, University Texas System Direct selective laser sintering of metals
TW506868B (en) * 2000-10-05 2002-10-21 Matsushita Electric Works Ltd Method of and apparatus for making a three-dimensional object
GB2378150A (en) 2001-07-31 2003-02-05 Dtm Corp Fabricating a three-dimensional article from powder
DE102007014683A1 (de) 2007-03-27 2008-10-09 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102010055201A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils
US9833949B2 (en) * 2011-08-29 2017-12-05 Impossible Objects, Inc. Apparatus for fabricating three-dimensional printed composites
US20170151719A1 (en) * 2011-08-29 2017-06-01 Impossible Objects Llc Methods and Apparatus for Three-Dimensional Printed Composites Based on Folded Substrate Sheets
US9776376B2 (en) * 2011-08-29 2017-10-03 Impossible Objects, LLC Methods and apparatus for three-dimensional printed composites based on flattened substrate sheets
US9506485B2 (en) * 2011-11-04 2016-11-29 Massachusetts Institute Of Technology Hierarchical functional digital materials
US20140145522A1 (en) * 2011-11-04 2014-05-29 Massachusetts Institute Of Technology Electromagnetic Digital Materials
FR2993805B1 (fr) 2012-07-27 2014-09-12 Phenix Systems Dispositif de fabrication d'objets tridimensionnels par couches superposees et procede de fabrication associe
JP6342912B2 (ja) 2012-11-08 2018-06-13 ディーディーエム システムズ， インコーポレイテッド 金属構成要素の加法的製造および修復
ES2744532T3 (es) 2013-02-14 2020-02-25 Renishaw Plc Método de solidificación selectiva por láser
EP2772329A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-03 Alstom Technology Ltd Method for manufacturing a hybrid component
US9688028B2 (en) * 2013-03-22 2017-06-27 Markforged, Inc. Multilayer fiber reinforcement design for 3D printing
WO2014165643A2 (en) * 2013-04-04 2014-10-09 Global Filtration Systems, A Dba Of Gulf Filtration Systems Inc. Apparatus and method for forming three-dimensional objects using linear solidification with travel axis correction and power control
CN103353830A (zh) 2013-08-01 2013-10-16 天津工业大学 一种基于三维编织的3d打印方法
US9586364B2 (en) * 2013-11-27 2017-03-07 Global Filtration Systems Apparatus and method for forming three-dimensional objects using linear solidification with contourless object data
CN103751852B (zh) 2014-01-24 2015-06-17 天津理工大学 一种三维人工随机多孔结构组织工程支架的制备方法
CN104057611B (zh) * 2014-06-05 2016-03-23 浙江大学 一种基于扫描线倾角优化的3d打印填充路径生成方法
CN104148636B (zh) * 2014-08-29 2017-10-31 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种控制金属零件增材制造热变形的扫描路径生成方法
WO2016077250A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Velo3D, Inc. Systems, apparatuses and methods for generating three-dimensional objects with scaffold features
EP3045300A1 (en) * 2015-01-15 2016-07-20 Airbus Operations GmbH Stiffening component and method for manufacturing a stiffening component
US10537939B2 (en) * 2015-01-21 2020-01-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of manufacturing a honeycomb structure for an electronic device
US10046522B2 (en) * 2015-02-26 2018-08-14 Stratasys, Inc. Surface angle model evaluation process for additive manufacturing
US20160288254A1 (en) * 2015-04-06 2016-10-06 Fracturelab, Llc Apparatus and method for precision thermal processing of a body
US10118345B2 (en) * 2015-06-17 2018-11-06 Xerox Corporation System and method for evaluation of a three-dimensional (3D) object during formation of the object

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111417505A (zh) * 2017-11-22 2020-07-14 应用材料公司 利用两件式多边形扫描仪的增材制造
CN111761058A (zh) * 2020-05-25 2020-10-13 沈阳精合数控科技开发有限公司 激光沉积制造技术分段式成形方法、***及终端设备
CN116402988A (zh) * 2023-05-11 2023-07-07 北京冰河起源科技有限公司 三维模型处理方法、装置及存储介质
CN116402988B (zh) * 2023-05-11 2023-12-19 北京冰河起源科技有限公司 三维模型处理方法、装置及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20170176977A1 (en) 2017-06-22
TWI616314B (zh) 2018-03-01
US10303157B2 (en) 2019-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI616314B (zh) 立體物件的積層製造方法
US10259172B2 (en) Fabrication method of magnetic device
CN106808681A (zh) 一种提高增材制造零件精度的方法
CN106694884B (zh) 一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层及其制造方法
CN108648220B (zh) 一种三维打印扫描方法、可读存储介质及三维打印扫描控制设备
CN103722171B (zh) 一种用于选择性激光烧结的蜂窝式激光扫描方法
CN105386037B (zh) 一种采用选区激光熔化成形技术成形功能梯度零件的方法
WO2022100396A1 (zh) 带倾斜面的成形件及其成形方法
WO2013098135A1 (en) Method and apparatus for manufacturing porous three-dimensional articles
CN106247159A (zh) 一种用于金属3d打印的镂空单元体和具有该单元体的零件
JP2020510552A (ja) 支持構造、支持構造の印刷方法および印刷システム
CN110773738B (zh) 基于多边形几何特征识别的激光扫描路径分区域规划方法
CN106600710A (zh) 一种几何网格模型邻接拓扑关联的层切多连通域构建方法
KR100794358B1 (ko) 덩어리 고체로 구성된 카고메 트러스와 유사한 형상의 셀을갖는 다층 3차원 다공질 구조체 및 그 제조방법
JP6717662B2 (ja) ラティス構造
CN108472728A (zh) 利用熔化和热等静压的制造方法
CN104360429A (zh) 导光板及其加工方法
JP6545411B1 (ja) 三次元造形物の造形方法
JP7419665B2 (ja) 金属部品の積層造形方法
CN106926465A (zh) 一种控制增材制造应力变形的分段扫描路径生成方法
JP6881796B1 (ja) 三次元造形物の製造方法及び当該方法による三次元造形物
CN113722876B (zh) 一种用于三维模型的自适应迭代蜂窝网格化计算方法
KR20160003521A (ko) 선택적 조성을 갖는 금속분말의 레이저 직접용융과 3차원 성형 자유도를 활용한 경사기능성 부품의 제조방법
JP7421826B1 (ja) 気孔率勾配を有する通気性金属構造及びその製造方法
JP7002161B1 (ja) 三次元造形物の製造方法及び当該方法による三次元造形物