TW583042B - Method of making sintered object - Google Patents

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583042 A 7 B7 五、發明説明（》 【發明所屬之技術領域】 钃批衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是有關在無機質或有機質之粉末照射光束把形 成之複數燒結層（硬化層）重疊來製造所要形狀之燒結組 件的方法。 【先前技術】 習知技術，作爲這種燒結組件之製造方法已知有日本 特開2000 - 73 108號。以該先前例，在金屬粉末層之預定部 位來照射光束藉由使燒結形成燒結層，在該燒結層上被覆 金屬粉末層，並且在該金屬粉末層之預定部位照射光束藉 由使燒結與下側的燒結層形成一體的燒結層，並將此重復 用來製造層疊複數燒結層一體化之立體形狀的金屬粉末燒 結組件。 1·. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若依據這種方法，則如第20圖A所示，用來形成僅比 製造之金屬粉末燒結組件的所要形狀稍大的預定尺寸之燒 結層Μ ,並且如第20圖B所示，在燒結層Μ之形成後使用 滾珠立銑刀等工具3將除去迄此爲止作成之燒結層Μ之表 面部之表層及不要部分的除去加工製程***到上述燒結製 程之中。在這樣粉末燒結製程中藉由***除去加工製程來 製造立體形狀的金屬粉末燒結組件。 【發明所欲解決之問題】 但是，在終了除去加工製程的燒結層Μ上當形成新的 燒結層Μ時，來照射光束僅比所要之形狀稍大的預定尺寸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5- 583042 A7 _ _B7_ 五、發明説明（3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了使燒結，當上側燒結層Μ之燒結加工時，在終了下側 燒結層Μ之除去完成加工的壁面周圍來過剩燒結多餘的金 屬粉末，如第20圖C ,產生固化成冰柱狀的過剩燒結部分 Ml。 但是，習知技術因爲除去加工領域A及燒結領域B設 定於同領域，所以僅在其範圍的加工軌跡使工具3不能到 達過剩燒結部分Μ 1爲止，因此如第20圖D會留下過剩燒 結部分Ml ,會有將金屬粉末燒結組件之表面不能加工成圓 滑的問題。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 又，如第21圖A及第21圖B所示，在N區段之各粉 末層的燒結終了後***N區段之除去加工製程，之後，因 爲在N + 1區段之各粉末層的燒結終了後***N + 1區段之 除去加工製程，所以如第21圖C所示，當形成N + 1區段 之最初燒結層Ml時，燒結層Ml之下，即終了 N區段之除 去加工的部分B之燒結層已經被除去。因此，當進行N + 1 區段的燒結時，在終了 N區段之除去加工的部分B將用來 進行粉末燒結之CAD數據必須產生新的作成。而且，在N + 1區段的燒結層Ml之下，藉由燒結層Ml之燒結時的光 束留下部分性的或燒結成不完全的層，該層由於在N + 1區 段的除去加工領域外，所以在N + 1區段之除去加工終了後 亦依然留在燒結組件上。 此外，第21圖A〜C中，顯示Η是燒結厚度，Hz是除 去代，A是N區段的除去加工領域，S是所造形之燒結層的 輪廓形狀，S是最終製程終了時之金屬粉末燒結組件的最終 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 583042 A7 __B7_ 五、發明説明（9 加工的剖面輪廓形狀。 又，第22圖是顯示燒結層的輪廓形狀S、及燒結組件 1之最終加工的剖面輪廓形狀S f之尺寸關係的槪念圖。 【解決問題之手段】 本發明是有鑑於習知技術所具有的問題點而發明，其 目的在於：提供一種燒結組件之製造方法，可確實除去當 燒結層之燒結加工時產生的過剩燒結部分，可將表面加工 成圓滑。 又，本發明之另外目的在於：提供一種燒結組件之製 造方法，在終了除去加工的部分不必再進行粉末燒結，又 用來進行下次以後的粉末燒結可不必費工夫來新作成CAD 數據。 爲了達成上述目的，本發明具備：在粉末層之預定部 位照射光束藉由使燒結來形成燒結層，並在該燒結層之上 來被覆新的粉末層，並且在該粉末層之預定部位照射光束 藉由使燒結與下側之燒結層來形成一體的燒結層，並將此 重復層疊複數燒結層作成一體化之立體形狀的燒結組件之 粉末燒結製程，用來形成僅比燒結組件的所要形狀更大的 預定尺寸之燒結層，並且藉由在燒結層之形成後進行迄此 爲止作成之燒結層的表面部之表層及不要部分的除去加工 將除去加工製程複數次***到上述粉末燒結製程之中來製 造立體形狀之燒結組件的方法，其特徵爲··當燒結層形成 後的除去加工時，與燒結終了後的燒結領域在不同的領域 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 i# 經濟部智慧財產局S工消费合作社印說 583042 A7 B7 五、發明説明（4 進行除去加工。 因此，藉由用來除去加工比燒結領域更下面的除去加 工領域，燒結領域之除去代因爲照樣留下，所以下次以後 可粉末燒結。 又，當燒結層的除去加工時，含當該燒結層之燒結加 工時產生的過剩燒結部分，若設定除去加工領域，則當燒 結層之燒結加工時產生的過剩燒結部分在燒結領域外部， 譬如在終了下側之燒結層的除去完成加工之壁面周圍固化 後的情況下，亦使除去加工用之工具到達過剩燒結部分爲 止。因此，可用來除去過剩燒結部分，所以將燒結部分的 表面可加工成圓滑，可實現製品的高品質化。 進而，當燒結層的除去加工時，若僅將該燒結層的燒 結領域之上部預定量的存留來進行除去完成加工的話，則 當燒結加工下一層之燒結層時使前層的燒結層之上部存留 ，所以在終了前層之燒結層的除去完成加工之壁面周圍上 不會產生冰柱狀的過剩燒結部分。因此，當除去完成加工 時可減輕工具的負擔。 又，在比燒結終了後的燒結層更下方，且至少比該燒 結層之除去代從更下方若開始除去加工的話，因爲在除去 加工後在上面之燒結層至少除去代部分依然存留，所以在 其上可成 '爲下次以後的粉末燒結。 將燒結終了後的複數燒結層分成複數區段，比預定之 區段至少亦可進行下1區段之區段的除去加工。若這樣的 話，則比預定之區段至少可除去加工1區段下以上的區段 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ：Ζ97公釐） --------V裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局g(x消費合作社印製 -8- 583042 經濟部智慧財產局8工消f合作社印說 A7 B7 五、發明説明（5) 並在具有預定之區段因爲使除去代的一部分依然存留，所 以在其上可成爲下次以後的粉末燒結。 又，從燒結組件之立體的形狀數據當用來作成燒結雷 射照射路徑及除去加工工具路徑時，含過剩燒結部分若將 除去加工路徑數據與燒結雷射路徑數據在不同位置來分割 的話，則可確實除去過剩燒結部分。 進而，若將除去加工路徑數據比燒結雷射路徑數據在 僅含過剩燒結部分範圍的下方分割成更大，則當除去完成 加工時可確實除去過剩燒結部分。 又，本發明，是針對在粉末層之預定部位來照射光束 藉由使燒結來形成燒結層，並在該燒結層之上來被覆粉末 層，並且在該粉末之預定部位來照射光束藉由使燒結與下 側之燒結層來形成一體的燒結層，並將此重復層疊複數燒 結層作成一體化之立體形狀的燒結組件之燒結製程中，用 來形成僅比燒結組件的所要形狀更大的預定尺寸之燒結層 ,並且在燒結層之形成後將迄此爲止作成之燒結層的表面 部之表層及不要部分以預定的除去代加以除去將進行表面 加工的除去加工製程***到上述燒結製程之中來製造燒結 組件的方法，其特徵爲：將上述燒結層之除去代分割成複 數除去加工領域，比分割後的除去加工領域之中預定的除 去加工領域將更上側之燒結層的燒結預定形狀之表面部的 下層部作爲不可除去加工範圍，僅用來除去除了該不可除 去加工範圍之外的可除去加工範圍。 當除去加工預定之除去加工領域時比該除去加工領域 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 衣------1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 583042 A7 _B7_ 五、發明説明（6) 將更上側之燒結層的燒結預定形狀之表面部的下層部作爲 不可除去加工範圍並藉由存留，之後，當來粉末燒結上側 之燒結層時重疊於上述存留的下層部（不可除去加工範圍 )之上成爲可用來粉末燒結上側的燒結層。因此，如習知 技術在終了除去加工的部分不必進行再粉末燒結，不必新 作成用來進行下次以後之粉末燒結的CAD數據。又，對於 存留燒結製程的領域不必施加除去加工，可確實進行表面 加工。 將比此更上一層之燒結層的非光束照射範圍部分若判 斷可除去加工範圍的話，則可用來決定基於光束照射範圍 的可除去加工範圍。又當生成除去加工通路時在可除去加 工範圍內可使工具不要進入。 進而，複數分割之除去加工領域中，在先除去的除去 加工領域將作爲不可除去加工範圍之部分，接著除去的除 去加工領域中來判斷是否可除去加工，當僅判斷可除去加 工時將先不可除去加工範圍亦可追加在接著的可除去加工 範圍。若這樣的話，則在先不可除去加工範圍之上可來層 疊燒結下次以後的燒結層，進而之後，當用來除去加工接 著的可除去加工範圍時藉由用來除去判斷不要的先不可除 去加工範圔，可防止存留成爲不要的不可除去加工範圍的 狀態。 又，預定的除去加工領域中，來比較比此更上一層之 燒結層的輪廓形狀及與此同高度位置之加工形狀的剖面輪 廓形狀，以燒結層之輪廓形狀將存在於包圍領域的外部之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --------0^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ·"· 經濟部智慧財產局8工消資合作社印製 -10- 583042 A7 ____B7 五、發明説明（7) 部分若判斷可除去加工範圍，則可用來決定預定之除去加 工領域的可除去加工範圍。又，當生成除去加工通路時在 可除去加工範圍內可使工具不要進入。 又，除去加工領域的上端比燒結領域的上端位於更上 方，且除去加工領域的下端比燒結領域的下端位於更下方 ，將除去加工領域比燒結領域亦可設定更大。若這樣的話 ，從燒結領域的上方當進行除去完成加工時最初因爲不存 在燒結層所以工具是空轉，從切入開始時藉由工具因爲切 入慢慢進行，所以當切入開始時對工具不會受到急劇的切 削抵抗，可防止工具的損傷等，並且亦可確實除去過剩燒 結部分。 【發明之實施形態】 以下，對於本發明之實施形態，一邊參考圖面一邊加 以說明。 【實施形態1】 第1圖A〜D是說明當燒結層Μ之燒結加工時將產生 的過剩燒結部分Ml以工具3除去之情況的一例槪念圖，第 2圖是燒結組件1之造形裝置的說明圖。第2圖中，3是滾 珠立銑刀等工具，6是除去加工機構，7是光束照明裝置， 8是光束偏向裝置，9是平板刀片，10是加工領域。 第3圖是從粉末4之供給製程至粉末燒結製程、除去 加工製程（高速切削加工）的說明圖，第4圖是從數據生 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） " 0—^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 583042 A7 _______ B7 五、發明説明（8) 成部11至加工部12的說明圖。 首先如第3圖A所示，在欲形成組件之昇降台2的基 層5上將第1層之無機質或有機質的粉末4以預定厚度△ t被覆。之後，如第3圖B所示，在欲使硬化部位照射光束 L使粉末燒結，與基層5 (第2層以後是燒結層Μ )使一體 化。之後，藉由重復上述第3圖Α及第3圖Β的製程，層 疊複數燒結層Μ重復到完成一體化之所要形狀的燒結組件 爲止。該製程中，來形成燒結層Μ僅比燒結組件之所要形 狀成爲更大預定尺寸，並且如第3圖C所示，在燒結層Μ 形成後用來除去迄此爲止作成之燒結層Μ的表面部之表層 及不要部分來進行除去完成加工將除去加工製程***到上 述粉末燒結製程之中。於此，作爲粉末4 ,譬如使用平均粒 徑約20// m之球形的鐵粉.，作爲光束L，譬如使用碳酸氣 體雷射，作爲欲使層疊硬化的厚度，譬如作爲0 · 05mm。 作爲被覆粉末的方法，譬如將鐵製之平板刀片9與造形領 域的光束照射面作爲移動成平行。又，第3圖C所示之除 去完成加工中，以小徑（0 lmm)，譬如使用有效刃長 5mm的滾珠立銑刀，若加工到深度3mm爲止的話，則第3 圖C之除去完成加工，將（加工深度）/ (各層厚度）= 60層以1次製程可進行。該滾珠立銑刀，設置於配置在裝 置內的X-Y工作台。在平面方向（水平方向）藉由驅動 X - Y工作台來移動滾珠立銑刀，在Z軸方向（上下方向） ，使昇降台2昇降並使昇降台2(工作台）移動。 此外，除去完成加工，不限於藉由滾珠立銑刀來切削 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -12-

Awi ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 583042 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（9) ，亦可使用扁平立銑刀，或硏磨，或噴砂處理的機械裝置 ，進而藉由照射雷射等之加熱的加熱裝置，或化學硏磨等 的化學方法等，可採用任意的裝置。 又，上述雷射照射路徑、除去加工工具路徑，是第4 圖所示數據生成部11中，從預先立體CAD數據所作成。雷 射照射路徑與先前的造形方法同樣，從立體C A D模型將所 生成的STL數據以等間距（本實施例是〇 · 〇5mm )使用切 片的各剖面之輪廓形狀數據。其中一方，在加工部12 ,適 用等高線加工，與上述同樣從立體CAD模型來生成燒結雷 射路徑數據及除去加工路徑數據。此外等高線加工路徑的Z 軸方向間距，不必抵觸於雷射燒結時之層疊間距，緩慢傾 斜的情況將Z軸方向間距弄細可加工全表面來補插。 其次，對於粉未燒結製程及除去加工製程加以詳述。 首先，如第1圖A所示，在供給於昇降台2之基層5 上的粉末4層之預定部位藉由使照射光束L來形成下側之 燒結層Μ。接著如第1圖B所示，除去下側之燒結層Μ的 表面部之表層及不要部分來進行除去完成加工之後，如第1 圖C所示，在終了除去完成加工之下側的燒結層μ上來形 成上側之燒結層Μ。迄此爲止與先前同樣。 本發明，將除去加工之高度方向的範圍與造形之高度 方向的範圍設定成不同，當燒結層Μ的除去完成加工時， 至少當燒結層Μ之燒結加工時含比燒結領域Β產生於更下 側的過剩燒結部分Ml設定有除去加工領域Α。於此，與燒 結領域B是實施粉未燒結製程的範圍，與除去加工領域a I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 583042 A7 ____B7 五、發明説明（化 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 是進行除去加工製程的範圍，如第1圖C所示，在終了除 去完成加工之下側的燒結層Μ之壁面周圍來過剩燒結多餘 的粉末，來假想形成固化成如冰柱狀的狀態之情況，可除 去該過剩燒結部分Μ1用來作成除去加工路徑數據U。 因此，當將上側之燒結層Μ除去完成加工時在其除去 加工領域Α之中至少藉由使含過剩燒結部分Ml的領域，如 第1圖D所示，將滾珠立銑刀等工具3可使到達比燒結領 域B產生於更下側的過剩燒結部分Ml爲止。藉此，不會如 先前存留過剩燒結部分Ml而被除去的結果，將燒結組件i 之表面可加工成圓滑，可實現製品之高品質化。 又第1圖A〜D之例，作爲燒結領域寬度（高度）B Η <除去加工領域寬度（高度）A Η，且將除去加工領域Α之 下端A1設定於比燒結領域B之下端B1更下方，在重疊之 領域a中含有過剩燒結部分Ml ,所以可確實除去產生於燒 結領域B之下方的過剩燒結部分Ml。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 於此作爲第1圖A〜D的變形例如第5圖A、B所示， 作爲燒結領域寬度B Η =除去加工領域寬度A Η，且比除 去加工領域Α之下端在更上方至少含過剩燒結部分Μ1亦可 使除去加工領域Α與燒結領域Β不同（在下方錯開）。 此外，在第5圖A、B之例除去完成加工面形成圓錐面，但 亦可如第1圖A〜D之垂直面D。 在第5圖A、B之例，將除去完成加工從燒結領域B之 途中的高度開始，設定有工具路徑比燒結領域B之下端切 入於更下方。藉此，可確實除去當燒結層Μ之燒結加工時 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -14- 583042 經濟部智慧財產局R工消贫合作社印製 A7 B7

五、發明説明（A 產生的過剩燒結部分Ml ,並且如第5圖B所示，因爲未除 去完成加工上側之燒結層Μ的燒結領域B之上部B3 ,所以 在其上將下一層燒結加工時，藉由燒結領域Β之上部Β3的 存在使過剩燒結部分Ml難以產生成冰柱狀，藉此可使過剩 燒結部分Ml之產生量減少。此外，未除去加工的燒結領域 B之上部B3當下一層以後的除去完成加工時除去即可。 參考第6圖簡單加以說明，則如第6圖所示，燒結組 件從複數造形區段所構成，各造形區段從複數燒結層所構 成。又，除去加工製程，設定有複數除去加工區段，造形 區段與除去加工區段之高度範圍設定成不同。 在第6圖之例，N-1區段之造形後（第7圖A),進 行比N - 1區段位於更下方之NL - 1區段的除去加工（第7 圖B),進而進行N區段之造形後（第7圖C),進行比N 區段位於更下方之NL區段的除去加工（第7圖D )。 於此，造形區段及除去加工區段之水平差（降下代） △ Z比除去代Hz設定更大爲佳，譬如Hz = 0· 2mm之情 況，△ Z二0 · 25〜0 · 30mm爲適當。這樣的設定，可回避 在除去加工面再度照射光束之問題。 又，在上述第1圖A〜D、第5圖A、B之例當作成加 工數據時，將燒結領域B及除去加工領域A之分割面W設 定成水平且平行，但不一定限定於此，譬如如第8圖A、B 所示，亦可將分割面W形成傾斜。 進而作爲第5圖A、B之變形例，如第9圖A、B所示 ,除去加工領域A之上端A2比燒結領域B的上端B2位於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 0—^------1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 583042 A7 ___B7_ 五、發明説明（唸 更上方，且除去加工領域A之下端A 1比燒結領域b的下端 B1位於更下方至少含過剩燒結部分Ml，亦可作爲燒結領域 寬度BH<除去加工領域寬度AH。 在這樣除去加工領域A之下端A 1近傍至少使含過剩燒 結部分Ml ,與第5圖A、B之情況同樣，切入終期中可確 實除去過剩燒結部分Μ1。進而在第9圖A、B之例將除去 加工領域A之上端比燒結領域B的上端B2設定於更上方， 所以從上方當進行除去完成加工時，最初因爲未存在燒結 層Μ所以工具3是空轉，不久藉由工具3形成進行慢慢切 入。因此，當切入開始時在工具3未受到急劇的切削抵抗 ，亦具有可防止工具3之損傷等的優點。 第10圖Α〜C ,是顯示當燒結層Μ的除去完成加工時 ，將該燒結層Μ之燒結領域Β的上部Β 3僅存留預定量進 行除去完成加工情況的一例。基本上與第5圖A、Β的情況 同樣，但本例是不限定於燒結領域寬度Β Η <除去加工領域 寬度A Η。 首先，如第10Α所示，將下側之燒結層Ml僅存留其上 部B3>進行除去加工製程，之後，將下一層之燒結層M2 來燒結加工之後，如第10圖B所示，將下一層之燒結層 M2的上部B3存留預定量進行除去加工製程。進而如第1〇 圖C所不，將一層一層的燒結層Μ 3來燒結加工下去。此時 ，虽燒結加工下一層之燒結層時因爲存留前層的燒結層Μ 1 (M2)之上部Β3 / ( Β3 ),所以在終了前層之燒結層Ml (M2 )的除去完成加工之壁面周圍使過剩燒結部分不會產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------^.批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 4 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製

-H 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583042 A7 _B7 五、發明説明（1¾ 生成冰柱狀。因此，當除去完成加工時可減輕工具3的負 擔，成爲極爲有效。 此外，上述各實施例，設定有除去加工領域A與燒結 領域B進行重疊，但不限定於此，如第11圖a、B所示， 亦可比終了粉末燒結製程之燒結層Μ的燒結領域B至少將 1層以上下的燒結領域作爲除去加工領域Α。第11圖A、Β 之例，在燒結層M2之燒結終了後不進行燒結領域b的除去 7C成加工，而在下一'層之燒結層Μ 3的燒結終了後進行下一* 層之燒結層M2 (或亦可二層下的燒結層Μ1，或更下層的 燒結層）的除去完成加工。 即，當燒結層形成後的除去加工時，與燒結終了的燒 結領域在不同領域藉由進行除去加工使燒結域Β及除去加 工領域Α不會重疊，因爲即使不重複切削加工也可完成， 成爲極爲有效。 參考第1 2圖再加以說明，則第1 2圖之例，在N + 1區 段的燒結終了後，將比此更下一層之N區段的除去加工領 域A來進行除去加工。將這樣來除去加工N區段，因爲亦 存留有N + 1區段的除去加工領域A 1，所以在A 1之上可形 成下次以後的粉末燒結，可短縮加工數據的算出時間。 這樣情況，滾珠立銑刀等工具3 ,必須要有二層區段高 度以上的有效刃長。

第1 3圖是顯示從燒結組件1之立體的形狀數據當作成 燒結雷射照射路徑及除去加工路徑數據時，預先，含過剩 燒結部分Ml將除去加工路徑數據U與燒結雷射路徑數據V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -17- 种衣IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 583042 經濟部智慧財產局S工消资合作社印製 A7 ___ B7

五、發明説明（A 在不同位置（高度、寬度）分割的情況之一例圖。 具體而言，如第14圖所示，將除去加工路徑數據U比 燒結雷射路徑數據V至少僅在含過剩燒結部分M1 (第丨圖 A〜D,第5圖A、B，第8圖A、B，第9圖A、B)的領域 MU分割成更大。然而，在除去加工路徑數據u之下端含過 剩燒結部分使領域MU存在可確實除去過剩燒結部分。此 外，路徑數據之分割寬度如第1 3圖、第1 4圖之例不必均 等，亦可藉由立體之模型的形狀或使用的工具以不同寬度 來分割。 【實施形態2】 本實施形態中，如第15圖所示，各區段的除去加工領 域A中，設定有可除去加工範圍e及不可除去加工範圍f 。此外，20是顯示燒結終了面。 更詳細而言，其特徵爲：除去加工領域A中，比預定 之除去加工領域A將更上側的燒結層μ之燒結預定形狀的 表面部之下層部1 3作爲不可除去加工範圍f ,僅來除去除 了該不可除去加工範圍F之外的可除去加工範圍Ε之點。 即， 上側的燒結層Μ之燒結預定形狀的表面部之下層部i 3 ,當照射光束時有投影於燒結預定形狀之表面部的下方之 部分，不使該下層部Π除去，藉由僅進行除去加工除了該 下層部1 3之外的範圍（可除去加工範圍ε ),在不可除去 加工範圍F之上成爲可燒結層Μ的層疊燒結。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） .裝 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1R - 583042 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（伪 然而，當預定的除去加工領域A來除去加工時，比該 除去加工領域A將更上側之燒結層Μ的燒結預定形狀之表 面部1 3作爲不可除去加工範圍F藉由存留，之後，將上側 的燒結層Μ來粉末燒結時重疊於上述存留的下層部π (不 可除去加工範圍F)之上將上側的燒結層Μ可用來粉末燒 結。因此，如先前在終了除去加工之部分不用再進行粉末 燒結，而無除去加工存留領域。 於此，作爲決定上述除去加工領域Α之一例，如第1 6 圖所示，預定之除去加工領域A中，亦可將比此更上一層 非燒結層Μ的光束照射範圍L1部分判斷爲可除去加工範圍 Ε。這種情況，根據光束照射範圍L1可用來決定可除去加 工範圍Ε。又，當生成除去加工通路時，在不可除去加工範 圍F可不使工具3進入。 第17圖Α及第17圖Β ,是顯示變形例，顯示複數除 去加工領域A中，在先除去之除去加工領域A將作爲不可 除去加工範圍F的部分，下次除去之除去加工領域A中判 斷是否可除去加工，當僅判斷可除去加工時將先不可除去 加工範圍F追加於下次可除去加工範圍E之情況的一例圖 〇 此外，第1 7圖B的虛線部位30是除去加工完成之部 分。本例，如第17圖A所示，在先除去加工領域A將作爲 不可除去加工範圍F的部分，當下次除去加工領域A1之除 去加工時來判斷是否可除去。此時，比下次除去加工領域 A 1將更上一層非燒結層Μ1之光束照射範圍L 1的部分判斷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） --------0·^------、玎------Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 583042 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（也 爲下次除去加工領域A 1之可除去加工範圍E 1，除此之外 判斷爲不可除去加工範圍F1。而且，當來除去可除去加工 範圍E 1時，先不可除去加工範圍F當判斷可除去時，將先 不可除去加工範圍F與可除去加工範圍E1 —起加以除去。 然而，如第17圖A在先不可除去加工範圍F之上可進 行層疊燒結下次以後的燒結層Μ、Μ1下去。又之後，如第 1 7圖Β將下次可除去加工範圍Ε1進行除去加工時亦將判斷 不要的先不可除去加工範圍F藉由除去，可防止成爲不要 的不可除去加工範圍F形成存留之狀態。 第1 8圖Α及第1 8圖Β是顯示另外的變形例，顯示預 定的除去加工領域A中，來比較比此更上一層之燒結層μ 的輪廓形狀S及與此同高度位置之加工形狀的剖面輪廓形 狀S F ,以燒結層Μ之輪廓形狀S將存在於包圍領域的外 部之部分判斷爲可除去加工範圍Ε的情況之一例圖。圖中 ,Ν是加工位置（譬如等高線通路）。本例，將上一層之 燒結層Μ的輪廓形狀S從光束照射範圍L 1來判斷，用來比 較該輪廓形狀S及等高線加工高度中的加工形狀之剖面輪 廓形狀S F，以燒結層Μ之輪廓形狀S將存在於包圍領域 的外部之部分Ε (第1 8圖Β)判斷爲可除去加工的範圍。 以這樣可用來決定預定之除去加工領域Α的可除去加工範 圍E。又，當生成除去加工通路時，在不可除去加工範圍F 可不使工具3進入。 此外，如第19圖A所示，燒結組件具有複數凹凸，某 水平剖面（譬如，X - X剖面）中在燒結組件之輪形端面的 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------♦-扣衣------、玎----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 583042 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（命 內部存在略呈圓形之端面的情況下，以第19圖B的斜線將 包圍部分作爲不可除去加工範圍F，將除此之外作爲可除去 範圍即可。 【圖面之簡單說明】 第1圖A〜D是顯示有關本發明之實施形態的燒結組 件之製造方法，第1圖A是下側之燒結層的燒結加工時之 說明圖，第1圖B是下側之燒結層的除去完成加工時之說 明圖，第1圖C是上側之燒結層的燒結加工時之說明圖， 第1圖D是上側之燒結層的除去完成加工時之說明圖。 第2圖是有關本發明之造形裝置的斜視圖。 第3圖A〜C是有關本發明之實施形態1的燒結組件之 製造方法中，從粉末供給到雷射燒結、高速切削之製程說 明圖。 第4圖是有關本發明之實施形態1的燒結組件之製造 方法中，從數據生成到燒結、除去加工的製程說明圖。 第5圖A及第5圖B是顯示本發明之實施形態的變形 例說明圖。 第6圖是顯不上述變形例的簡潔說明圖。 第7圖A〜D是顯示上述變形例各製程的說明圖。 第8圖A及第8圖B是顯示本發明之實施形態1另外 變形例的說明圖。 第9圖A及第9圖B是顯示本發明之實施形態1其他 另外變形例的說明圖。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Awl IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 583042 A7 B7 五、發明説明（18) 第10圖A〜C是顯示本發明之實施形態1其他另外變形 例的說明圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第11圖A及第11圖B是顯示本發明之實施形態1其 他另外變形例的說明圖。 第12圖是顯示用來詳述第11圖A及第11圖B之變形 例說明圖。 第13圖是顯示從立體模型形狀之形狀數據所生成的除 去加工路徑數據、燒結雷射路徑數據之槪念圖。 第14圖是顯示燒結雷射路徑數據及除去加工路徑數據 之關係的槪念圖。 第1 5圖是有關本發明之實施形態2的燒結組件之製造 方法的說明圖。 第16圖是顯示有關本發明之實施形態2的燒結組件之 製造方法的變形例之說明圖。 第17圖A及第17圖B是顯示有關本發明之實施形態 2的燒結組件之製造方法的另外變形例之說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 8圖A及第1 8圖B是顯示有關本發明之實施形態 2的燒結組件之製造方法的其他另外變形例之說明圖。 第19圖A及第19圖B是顯示上述可除去加工範圍及 不可除去加工範圍的槪念圖。 第20圖A〜D是先則的燒結組件之製造方法的說明圖 〇 第2 1圖A〜C是先前的燒結組件之製造方法的另外說 明圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22- 583042 A7 B7 五、發明説明（也 第22圖是顯示燒結層之輪廓形狀及燒結組件之最後加 工的剖面輪廓形狀之尺寸關係的槪念說明圖。 【圖號說明】 1…燒結組件，2…昇降台，3…工具，4…粉末，5…基 層，6…除去加工機構，7…光束照射裝置，8…光束偏向裝 置，9…平板刀片，10…加工領域，13…下層部，30…虛 線部位，A、A1…除去加工領域，Al、B1…下端，A2、B2 …上端，AH…除去加工領域寬度（高度），B…燒結領域 ，B3、B3 '··上部，BH…燒結領域寬度（高度），C…圓 錐面，D…垂直面，E、E1…可除去加工範圍，F、pi…不可 除去加工範圍，Ml…過剩燒結部分，Η…燒結厚度，Η z… 除去代，L…光束，L1…光束照射範圍，Μ、Μ1、Μ2、Μ3 …燒結層，MU…領域，S…輪廓形狀，Sf…剖面輪廓形狀 ，U…除去加工路徑數據，V…燒結雷射路徑數據。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） -23-

Claims (1)

1. 583042 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 1 · 一種燒結組件之製造方法，具備··在粉末層之預定 部位照射光束燒結以形成燒結層，並在該燒結層上被覆新 的粉末層，同時在該粉末層的預定部位藉光束的照射燒結 形成與下側燒結層形成一體的燒結層，將此重複層疊製成 複數燒結層層積一體化之立體形狀的燒結組件之粉末燒結 製程，可形成僅比燒結組件的所要形狀更大預定尺寸的燒 結層，並且在燒結層形成後將進行至此爲止製成之燒結層 表面部的表層及不要部分之除去加工的除去加工製程複數 次***上述粉末燒結製程之中以製造立體形狀之燒結組件 的方法，其特徵爲：燒結層形成後的除去加工時，與燒結 終了後之燒結領域不同的領域下進行除去加工。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之燒結組件之製造方法 ，其中當燒結層的除去加工時，設定含該燒結層之燒結加 工時產生的過剩燒結部分之除去加工領域。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之燒結組件之製造方法 ，其中當上述燒結層的除去加工時，進行該燒結層之燒結 領域上部僅殘留預定量的除去完成加工。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之燒結組件之製造方法 ，其中在比燒結終了後的燒結層更下方，且至少是從該燒 結層之除去量更下方開始進行除去加工。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之燒結組件之製造方法 ，其中將燒結終了後的複數燒結層分成複數區段，進行較 預定區段至少1區段下方區段的除去加工。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之燒結組件之製造方法 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、aT 絲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 583042 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍 2 ，其中從上述燒結組件之立體的形狀數據製成燒結雷射照 射路徑及除去加工工具路徑時，以不同於燒結雷射路徑數 據的位置分割含過剩燒結部分之除去加工路徑數據。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之燒結組件之製造方法 ，其中將除去加工路徑數據較燒結雷射路徑數據僅在含過 剩燒結部分範圍的下方分割成更大。 8 · —種燒結組件之製造方法，具備：在粉末層之預定 部位照射光束燒結以形成燒結層，並在該燒結層之上被覆 粉末層，同時在該粉末的預定部位藉光束的照射燒結形成 與下側燒結層形成一體的燒結層，並將此重複製成層疊複 數燒結層形成一體化之立體形狀的燒結組件之燒結製程中 ，可形成僅比燒結組件的所要形狀更大預定尺寸的燒結層 ，並且在燒結層形成後將進行至此爲止製成之燒結層表面 部的表層及不要部分除去預定的除去量將進行表面加工的 除去加工製程***上述燒結製程中以製造燒結組件的方法 ，其特徵爲： 將上述燒結層之除去量分割成複數的除去加工領域， 以分割後之除去加工領域中較預定除去加工領域更上側之 燒結層的燒結預定形狀之表面部的下層部作爲不可除去加 工範圍，僅除去除了該不可除去加工範圍之外的可除去加 工範圍。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之燒結組件之製造方法 ，其中預定的除去加工領域中，判斷較更上一層之燒結層 的非光束照射範圍部分爲可除去加工範圍。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝 、^Τ 絲 583042 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 I 〇 ·如申請專利範圍第8項所述之燒結組件之製造方 法，其中複數分割之除去加工領域中，在先除去的除去加 工領域中，將作爲不可除去加工範圍之部分，在下次除去 的除去加工領域來判斷是否可除去加工，當僅判斷可除去 加工時將先不可除去加工範圍追加至下次的可除去加工範 圍。 II ·如申請專利範圍第8項所述之燒結組件之製造方 法，其中預定的除去加工領域中，來比較此更上一層之燒 結層的輪廓形狀及與此同高度位置之加工形狀的剖面輪廓 形狀，判斷存在於燒結層之輪廓形狀所包圍的領域外部的 部分爲可除去加工範圍。 1 2 ·如申請專利範圍第8項所述之燒結組件之製造方 法，其中設定大於燒結領域的除去加工領域使上述除去加 工領域的上端位於燒結領域上端更上方的位置，且除去加 工領域的下端位於燒結領域下端更下方的位置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）