JP6464996B2 - Control device for 3D printer device - Google Patents
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Description
本発明は、3D(three dimensions;三次元)プリンタ装置の制御装置に関するものであり、例えば、スキージを用いて粉末を供給する3Dプリンタ装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a three-dimensional (3D) printer device, for example, a control device for a 3D printer device that supplies powder using a squeegee.
3Dプリンタ装置であって、スキージ内部に設けられた粉末供給溝を介して粉末を積層するものが特許文献1に開示されている。特許文献1の3Dプリンタ装置では、水平面内における一方向に延びたスキージを、進行方向に対して斜めにしながらスライドさせて、造形槽の内部に粉末を供給している。
粉末供給溝内部に粉末が詰まることによって積層領域に粉末が供給されなくなることを防止するため、スキージに対して加振装置を取り付けることが考えられる。しかし、横方向(粉末が積層される方向に対して垂直な方向、X軸方向及びY軸方向)に加えて、縦方向(粉末が積層される方向、Z軸方向)にもスキージが加振されるため、粉末が過剰に供給される可能性がある。 In order to prevent the powder from being supplied to the lamination region due to clogging of the powder in the powder supply groove, it is conceivable to attach a vibration device to the squeegee. However, in addition to the lateral direction (direction perpendicular to the direction in which the powder is laminated, the X-axis direction and the Y-axis direction), the squeegee is also vibrated in the longitudinal direction (the direction in which the powder is laminated, the Z-axis direction). Therefore, the powder may be supplied excessively.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、積層領域に粉末が過剰に供給されるのを抑制しながら、粉末供給溝における粉末の詰まりを抑制することができる3Dプリンタ装置の制御装置を提供する。 The present invention has been made to solve such a problem, and can suppress clogging of powder in a powder supply groove while suppressing excessive supply of powder to a lamination region. A device control device is provided.
本発明の一態様に係る3Dプリンタ装置の制御装置は、スキージの内部に設けられた粉末供給溝を介して粉末を積層する3Dプリンタ装置の制御装置であって、前記スキージには前記粉末が積層される方向に対して垂直な方向に振動を与えて、前記積層される方向には前記振動を与えない横振動部が設けられ、前記粉末供給溝からの粉末供給時に、前記スキージに対して前記横振動部によって前記垂直な方向のみの前記振動が付与される。このような構成によって、積層領域に粉末が過剰に供給されるのを抑制しながら、粉末供給溝における粉末の詰まりを抑制することができる。 A control apparatus for a 3D printer apparatus according to an aspect of the present invention is a control apparatus for a 3D printer apparatus that stacks powder through a powder supply groove provided inside a squeegee, and the powder is stacked on the squeegee. A lateral vibration unit is provided that vibrates in a direction perpendicular to the direction in which the vibration is applied and does not impart vibration in the stacked direction, and the powder is supplied to the squeegee from the powder supply groove. The vibration in only the vertical direction is applied by the lateral vibration unit. With such a configuration, it is possible to suppress clogging of the powder in the powder supply groove while suppressing excessive supply of powder to the lamination region.
また、3Dプリンタ装置の制御装置において、ワーク土台部を含む層の粉末充填工程における前記粉末供給時においてのみ造形槽に別途設けられた縦振動部によって前記造形槽に対して前記積層される方向の前記振動が付与される。このような構成とすることにより、ワーク土台部を含む層においては、縦振動により、ワーク土台部のかさ密度及び平坦度を向上させ、その上に形成する造形部の品質を向上させることができる。 Further, in the control device of the 3D printer device, in the direction in which the layers are stacked with respect to the modeling tank by the vertical vibration unit separately provided in the modeling tank only at the time of the powder supply in the powder filling process of the layer including the work base part. The vibration is applied. By adopting such a configuration, in the layer including the workpiece base portion, the bulk density and flatness of the workpiece base portion can be improved by vertical vibration, and the quality of the modeling portion formed thereon can be improved. .
本発明により、積層領域に粉末が過剰に供給されるのを抑制しながら、粉末供給溝における粉末の詰まりを抑制することができる3Dプリンタ装置の制御装置を提供する。 The present invention provides a control device for a 3D printer apparatus that can suppress clogging of powder in a powder supply groove while suppressing excessive supply of powder to a lamination region.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
(実施形態)
実施形態に係る3Dプリンタ装置を説明する。
図1は、実施形態に係る3Dプリンタ装置を例示した断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る3Dプリンタ装置100は、ベース1、定盤2、造形槽3、造形槽支持部4、造形槽駆動部5、支柱6、支持部7、レーザスキャナ8、光ファイバ9、レーザ発振器10、スキージ11、樋12、粉末分配器13、粉末供給部14、制御装置20を備えている。制御装置20は、振動制御部21、縦振動部22、横振動部23、受動振動検出部24、逆位相振動部25を有している。
(Embodiment)
A 3D printer apparatus according to an embodiment will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a 3D printer apparatus according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the
ベース1は、定盤2及び支柱6を固定するための台である。ベース1は、定盤2が載置される上面が水平になるように、床面に設置される。図1において、説明の便宜上、xyz直交座標系を導入する。z軸方向が鉛直方向であり、ベース1の上面と垂直な方向である。x軸方向、及びy軸方向が水平方向であり、ベース1の上面と平行な方向である。また、縦方向とは、鉛直方向をいい、横方向とは、水平方向をいう。
The
定盤2は、ベース1の水平な上面に載置、固定されている。定盤2の上面も水平であって、この定盤2の上面に粉末が敷き詰められ、造形物50が形成されていく。図1の例では、定盤2は、四角柱状の部材である。図1に示すように、定盤2の上面の周縁全体に、水平方向に張り出したフランジ状の凸部2aが形成されている。この凸部2aの外周面が全体に亘り造形槽3の内側面と接触しているため、定盤2の上面及び造形槽3の内側面に囲われた空間に積層粉末51を保持することができる。ここで、造形槽3の内側面と接触している凸部2aの外周面に、例えばフェルトからなるシール部材(不図示)を設けることにより、積層粉末51の保持力を高めることができる。
The
造形槽3は、この定盤2の上面に敷き詰められた粉末を側面から保持する筒状の部材である。図1の例では、定盤2が四角柱状であるため、造形槽3は、上端にフランジ部3aを備えた角パイプである。造形槽3は、例えば厚さ1〜6mm程度(好適には3〜5mm程度)のステンレス鋼鈑から構成され、軽量である。造形槽3の上部開口端3bに粉末層を形成し、この粉末層にレーザビームLBを照射することにより硬化層を形成する。上部開口端3bの形状は、例えば600mm×600mmである。
The
また、造形槽3は、上下方向(z軸方向)に移動可能に設置されている。硬化層を形成する度に造形槽3を定盤2に対して一定量ずつ上昇させ、造形物50を形成していく。ここで、実施形態に係る3Dプリンタ装置100では、一定重量かつ軽量な造形槽3のみを上昇させればよい。そのため、毎回精度良く粉末層を形成することができる。その結果、精度良く造形物50を形成することができる。
The
造形槽支持部4は、造形槽3のフランジ部3aの上面が水平となるように、フランジ部3aの下面を3点で支持している支持部材である。造形槽支持部4は、造形槽3を上下方向(z軸方向)に移動させる造形槽駆動部5の連結部5cに連結されている。
The modeling
造形槽駆動部5は、造形槽3を上下方向(z軸方向)に移動させるための駆動機構である。造形槽駆動部5は、モータ5a、ボールねじ5b、連結部5cを備えている。モータ5aが駆動すると、z軸方向に延設されたボールねじ5bが回転する。そして、ボールねじ5bが回転すると、ボールねじ5bに沿って、連結部5cが上下方向(z軸方向)に移動する。上述の通り、造形槽3を支持する造形槽支持部4が連結部5cに連結されているため、造形槽駆動部5により造形槽3が上下方向(z軸方向)に移動可能となる。なお、造形槽駆動部5の駆動源は、モータに限らず、油圧シリンダなどを用いてもよい。
The modeling
ここで、造形槽駆動部5は、ベース1から略垂直に(すなわち鉛直方向に)立設された支柱6の上部に固定されている。このように、本実施形態に係る3Dプリンタ装置では、造形槽駆動部5が、造形槽3の外部に設置されているため、メンテナンス性に優れている。
Here, the modeling
レーザスキャナ8は、造形槽3の上部開口端3bに形成された粉末層に対して、レーザビームLBを照射する。レーザスキャナ8は、図示されないレンズ及びミラーを有している。そのため、図1に示すように、レーザスキャナ8は、粉末層における水平面(xy平面)上の位置に関わらず、粉末層にレーザビームLBの焦点を合わせることができる。
ここで、レーザビームLBは、レーザ発振器10において生成され、光ファイバ9を介して、レーザスキャナ8に導入される。
The
Here, the laser beam LB is generated in the
また、レーザスキャナ8は、支持部7を介して、造形槽3のフランジ部3aに固定されている。そのため、レーザスキャナ8とレーザビームLBの照射対象である粉末層との距離を一定に保つことができる。従って、実施形態に係る3Dプリンタ装置は、精度良く造形物50を製造することができる。
The
スキージ11は、第1のスキージ11a及び第2のスキージ11bから構成されている。第1のスキージ11a及び第2のスキージ11bは、いずれもy軸方向に延設されている。第1のスキージ11aと第2のスキージ11bとの間の隙間は、粉末供給溝11cである。粉末供給溝11cも、y軸方向に延設されている。また、スキージ11は、造形槽3の上部開口端3bを介して、一方のフランジ部3aから対向するフランジ部3aまでx軸方向にスライドすることができる。
The
樋12及び粉末分配器13は、粉末供給部14から投下された粉末を粉末供給溝11cの長手方向に均一に分配するためのものである。粉末供給部14は、粉末が蓄えられた小型タンクである。粉末は、無機材料(金属やセラミック)もしくは有機材料(プラスチック)からなる。好適には、平均粒径20μm程度の鉄粉が用いられる。
The
次に、制御装置20を説明する。制御装置20は、スキージ11内部に設けられた粉末供給溝11cを介して粉末を積層する3Dプリンタ装置の制御装置20である。
振動制御部21は、縦振動部22、横振動部23、受動振動検出部24及び逆位相振動部25と信号線等により接続されている。振動制御部21は、縦振動部22及び横振動部23に対して駆動及び停止の信号を送信する。これにより、振動制御部21は、縦振動部22及び横振動部23を制御する。また、振動制御部21は、受動振動検出部24において検出した振動の情報を受信する。さらに、振動制御部21は、受動振動検出部24が検出した振動と逆位相の振動を発生させるように、逆位相振動部25に対して信号を送信する。
Next, the
The
縦振動部22は、造形槽3に設けられている。例えば、縦振動部22は、造形槽3内における定盤2に設けられている。縦振動部22は、造形槽3に対して鉛直方向の振動を与える。縦振動部22の駆動及び停止は、振動制御部21からの信号によって制御されている。
The
横振動部23は、スキージ11に設けられている。例えば、横振動部23は、スキージ11の側面に設けられている。横振動部23は、スキージ11に対して水平方向の振動を与える。例えば、横振動部23は、X軸方向の振動を与える。または、横振動部23は、Y軸方向の振動を与える。横振動部23は、水平方向における一方向の振動を与えるだけでなく、水平方向における複数の方向の振動を与えてもよい。横振動部23の駆動及び停止は、振動制御部21からの信号によって制御されている。このように、スキージ11には粉末が積層される方向に対して垂直な方向に振動を与えて、粉末が積層される方向には振動を与えない横振動部23が設けられている。
The
受動振動検出部24は、スキージ11に設けられている。受動振動検出部24は、スキージ11の側面の上方及び下方に設けられている。受動振動検出部24は、例えば、x軸、y軸及びz軸を含む3軸の振動を検出する。受動振動検出部24は、振動を検出すると、振動制御部21に信号を送信する。
The passive
受動振動検出部24は、また、支持部7にも設けられている。受動振動検出部24は、例えば、支持部7の鉛直方向に延びた部分に設けられている。
The passive
逆位相振動部25は、スキージ11に設けられている。逆位相振動部25は、例えば、スキージ11の側面に設けられている。逆位相振動部25は、受動振動検出部24によって検出した振動に対して、逆位相の振動を生成する。これにより、受動振動検出部24によって検出した振動を打ち消す。逆位相振動部25の駆動及び停止は、振動制御部21からの信号によって制御されている。
The
逆位相振動部25は、支持部7にも設けられている。受動振動検出部24は、例えば、支持部7の鉛直方向に延びた部分に設けられている。
The
次に、本実施形態に係る3Dプリンタ装置100を用いた造形物50の形成方法、及び、造形物50の形成における制御装置20の制御方法を説明する。
図2は、実施形態に係る3Dプリンタ装置の造形槽を例示する図である。図2に示すように、3Dプリンタ装置100の造形槽3において形成する造形物50は、ワーク土台部52と造形部53とに分けられる。そして、造形槽3は、ワーク土台部52を含む層62と、ワーク土台部52を含む層62上に形成された造形部53を含む層63に分けられる。したがって、造形物50の形成方法は、ワーク土台部52を含む層62の形成方法と、造形部53を含む層63の形成方法とに分けられる。このうち、ワーク土台部52を含む層62の形成方法は、粉末充填工程を含んでいる。造形部53を含む層63の形成方法は、積層工程と、溶融固化工程とを含んでいる。
Next, the formation method of the molded
FIG. 2 is a diagram illustrating a modeling tank of the 3D printer apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the modeled
図3は、実施形態に係る3Dプリンタ装置において、制御装置の制御方法を例示したフローチャート図である。図3に示すように、造形物50の形成における制御方法を、ワーク土台部52を含む層62の形成における制御方法(ステップS201〜ステップS204)と、造形部53を含む層63の形成における制御方法(ステップS205〜S215)とに分けて説明する。ワーク土台部52を含む層62の形成における制御方法は、粉末充填工程における制御方法(ステップS201〜ステップS204)を含んでいる。造形部53を含む層63の形成における制御方法は、積層工程における制御方法(ステップS205〜S210)と、溶融固化工程における制御方法(ステップS211〜S215)とを含んでいる。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the control method of the control device in the 3D printer device according to the embodiment. As shown in FIG. 3, the control method in the formation of the modeled
まず、ワーク土台部52を含む層62の形成方法及びワーク土台部52を含む層62の形成における制御方法(ステップS201〜ステップS204)を説明する。
First, a method for forming the
図2に示すように、ワーク土台部52を含む層62は、造形部53の基礎となる部分である。土台高さ52aは、定盤2の上面からワーク土台部52の上面までの高さである。なお、造形部53がワーク土台部52の上面上に形成される場合には、土台高さ52aは、ワーク土台部52の上面までとなるが、造形部53が、ワーク土台部52の上面より下方、例えば、ワーク土台部52の側面にも形成される場合には、土台高さ52aは、ワーク土台部52の側面に形成された造形部53の最下面となる。この場合、ワーク土台部52を含む層62におけるワーク土台部52以外の上面は、ワーク土台部52の側面に形成された造形部53の最下面となる。
As shown in FIG. 2, the
まず、定盤2の上面にワーク土台部52を設置する。ワーク土台部52は、例えば、中実の金属ブロックから切削または加工によって形成されたものである。次に、ワーク土台部52と造形槽3の側壁との間に粉末を充填する。粉末の充填方法としては、例えば、以下の方法がある。(A)スキージ11をx軸方向にスライドさせて、粉末供給溝11cからワーク土台部52と造形槽3の側壁との間に粉末を充填する。または、スキージ11以外の粉末を供給する装置で粉末を充填する。(B)作業者がワーク土台部52と造形槽3の側壁との間に直接粉末を充填する。ワーク土台部52と造形槽3の側壁との間に粉末を充填できれば、これ以外の方法でもよい。
First, the
次に、図3のステップS201に示すように、土台高さ52aまで粉末を充填する粉末充填工程が終了したか否かを判別する。判別は、(A)の場合には、スキージ11又はその他の粉末供給装置の停止信号により決定される。(B)の場合には、作業者が作業完了時に入れる作業完了スイッチにより決定される。終了していない(Noの)場合には、ワーク土台部52と造形槽3の側壁との間に粉末を充填する。一方、終了した(Yesの)場合には、ステップS202に進む。
Next, as shown in step S201 in FIG. 3, it is determined whether or not the powder filling process for filling the powder up to the
ステップS202に示すように、土台高さ52aまで粉末の充填が終了した場合には、縦振動部22を起動させる。これにより、ワーク土台部52と造形槽3の側壁との間に充填された粉末に縦振動を与える。造形部53の形成の積層工程で積層する1層の厚さは20〜50μmである。このため、積層工程の前に、縦振動を与えて、ワーク土台部52と造形槽3の側壁との間における粉末の充填率向上や表面の平坦化を行う。粉末のかさの密度、すなわち、充填率を向上させるためには、縦振動が効果的なので、縦振動により、充填された粉末にタッピング効果を発生させる。このようにして、ワーク土台部52を含む層の粉末充填工程における粉末供給時においてのみ造形槽3に別途設けられた縦振動部22によって造形槽3に対して積層される方向の振動が付与される。
As shown in step S202, when the powder filling up to the
なお、他の機能や装置に影響がなければ横方向の振動を付加してもよい。また、造形部53が、ワーク土台部52の上面より下方、例えば、ワーク土台部52の側面に形成する場合には、土台高さ52aは、ワーク土台部52の側面に形成された造形部53の最下面となるので、その造形部53の最下面まで、粉末を充填することにより、粉末充填工程が終了する。
Note that lateral vibration may be added as long as other functions and devices are not affected. Further, when the
次に、ステップS203に示すように、土台高さ52aまで粉末を充填する粉末充填工程が完了したか否かを判別する。充填された粉末は、縦振動を付与されたことにより、上面が下方に移動するので、このステップS203で再び判別する。判別は、造形槽3内の粉末の上面位置の検出を行う充填検出センサ(図示せず)により決定される。充填検出センサの他、画像処理、重量測定、スキージ11で供給する場合の供給回数など、土台高さ52aまでの粉末の充填を検出できるものであれば、これに限らない。完了しない(Noの)場合には、再び粉末を充填する。完了した(Yesの)場合には、ステップS204に進む。
Next, as shown in step S203, it is determined whether or not the powder filling step of filling the powder up to the
ステップS204に示すように、土台高さ52aまで粉末を充填する粉末充填工程が完了した場合には、縦振動部22を停止させる。このようにして、ワーク土台部52を含む層62が形成される。
As shown in step S204, when the powder filling step of filling the powder up to the
次に、造形部53を含む層63の形成方法及び造形部53を含む層63の形成における制御方法(ステップS205〜S215)を説明する。まず、造形部53を含む層63の形成方法における積層工程と積層工程における制御方法(ステップS205〜S210)を説明する。
Next, a method for forming the
ステップS205に示すように、スキージ11に設けられた横振動部23を起動させる。これにより、スキージ11内で、粉末が凝集することによる詰りの発生を抑制することができる。一方、スキージ11による粉末の積層時に、スキージ11に対して縦振動を与えると、スキージ11からの粉末の落下量が増減して一定量にならない。そのため、スキージ11による粉末の積層時においては、横振動を与える。このように、横振動部23は、粉末供給溝11cからの粉末供給時に、スキージ11に対して横振動部23によって横方向(粉末が積層される方向に対して垂直な方向)のみの振動が付与される。
As shown in step S205, the
次に、ステップS206に示すように、スキージ11に設けられた受動振動検出部24を起動させる。そして、ステップS207に示すように、逆位相振動部25を起動させる。受動振動検出部24が縦振動を検出した場合には、受動振動検出部24は、振動制御部21に対して信号を送信する。検出した振動の解析に際しては、振動数、周期、振幅、波長、波数及び伝播方向を考慮する。解析は、受動振動検出部24によって行われてもよいし、振動制御部21によって行われてもよい。受動振動検出部24からの信号を受信した振動制御部21は、逆位相振動部25に対して信号を送信する。振動制御部21からの信号を受信した逆位相振動部25は、受動振動検出部24が検出した縦振動と逆位相の振動を発生させる。このようにして、受動振動検出部24が検出した縦振動を抑制する。
Next, as shown in step S206, the passive
次に、図1に示すように、スキージ11bが−x軸側のフランジ部3a上に設置された状態で、粉末供給溝11cに粉末が供給される。スキージ11内に供給された粉末にたいしても横振動が与えられる。ここで、2回分の粉末層を形成するための粉末が供給される。すなわち、スキージ11が−x軸側のフランジ部3aから+x軸側のフランジ部3aまでスライドすることにより(往路)、1回分の粉末層が造形槽3の上部開口端3bに形成される。そして、スキージ11が+x軸側のフランジ部3aから−x軸側のフランジ部3aまでスライドすることにより(復路)、もう1回分の粉末層が造形槽3の上部開口端3bに形成される。
Next, as shown in FIG. 1, the powder is supplied to the powder supply groove 11 c in a state where the
なお、例えば、レーザビームの照射により粉末を硬化させた硬化層の形成領域が狭い場合には、スキージ11を−x軸側のフランジ部3aから+x軸側のフランジ部3aまで最大限スライドさせずに、硬化層の形成領域はカバーした上で、途中でスライドを止めてもよい。粉末層を形成するための粉末量を節約できるとともに時間を短縮することができる。
For example, when the formation region of the hardened layer in which the powder is hardened by laser beam irradiation is narrow, the
次に、ステップS208に示すように、1回の粉末層の積層工程が完了したか否か判別する。判別は、スキージ11の位置やスキージ11への粉末の供給状態を検出することにより行う。1回の粉末層の積層工程が完了しない(Noの)場合には、積層工程を続ける。1回の粉末層の積層工程が完了した(Yesの)場合には、ステップS209に進む。
Next, as shown in step S208, it is determined whether or not a single powder layer laminating step has been completed. The discrimination is performed by detecting the position of the
ステップS209に示すように、1回の粉末層の積層工程が完了した場合には、逆位相振動部25を停止させる。そして、ステップS210に示すように、横振動部23を停止させる。このようにして、1回の粉末層が形成される。
As shown in step S <b> 209, when one powder layer stacking process is completed, the
次に、造形部53を含む層63の形成方法における溶融固化工程と、溶融固化工程における制御方法(ステップS211〜S215)を説明する。
Next, the melt-solidification process in the formation method of the
図1に破線で示したように、この粉末層に対してレーザビームLBを照射する。このときに、レーザスキャナ8、レーザ発振器10等の光学系機器に振動を与えると、光路にブレが生じる。したがって、レーザ照射中には、これらの機器に振動を与えないようにする。レーザビームの照射により硬化層を形成している間、スキージ11は+x軸側のフランジ部3a上で待機している。硬化層とは、粉末層における粉末を硬化させた部分の層である。
As indicated by a broken line in FIG. 1, the powder layer is irradiated with a laser beam LB. At this time, if an optical system device such as the
まず、ステップS211に示すように、支持部7に設けられた受動振動検出部24を起動させる。そして、ステップS212に示すように、逆位相振動部25を起動させる。受動振動検出部24が縦振動及び横振動に限らず、振動を検出した場合には、受動振動検出部24は振動制御部21に対して信号を送信する。検出した振動の解析に際しては、振動数、周期、振幅、波長、波数及び伝播方向を考慮する。解析は、受動振動検出部24によって行われてもよいし、振動制御部21によって行われてもよい。受動振動検出部24からの信号を受信した振動制御部21は、逆位相振動部25に対して信号を送信する。振動制御部21からの信号を受信した逆位相振動部25は、受動振動検出部24が検出した振動と逆位相の振動を発生させる。このようにして、受動振動検出部24が検出した振動を抑制する。これにより、光学系機器に対して、逆位相の振動を与えているので、光学系機器が受ける振動の影響を抑制することができる。
First, as shown in step S211, the passive
次に、ステップS213に示すように、溶融固化工程が完了したか否かを判別する。判別は、例えば、レーザスキャナ8またはレーザ発振器10のON/OFF信号により決定する。完了しない(Noの)場合には、溶融固化工程を継続する。完了した(Yesの)場合には、ステップS214に進む。
Next, as shown in step S213, it is determined whether or not the melting and solidifying process is completed. The determination is made by, for example, an ON / OFF signal of the
次に、ステップS214に示すように、溶融固化工程が完了した場合には、逆位相振動部25を停止させ、ステップS215に進む。
Next, as shown in step S214, when the melting and solidifying process is completed, the
次に、ステップS215に示すように、造形部53の形成が完了したか否か判別する。完了しない(Noの)場合には、ステップS205に戻る。完了した(Yesの)場合には、処理を終了する。このようにして、造形物50の形成が完了する。
Next, as shown in step S215, it is determined whether or not the formation of the
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の3Dプリンタ装置100によれば、制御装置20は、ワーク土台部52を含む層62を形成する場合に、造形槽3に対して縦振動を与えるように、縦振動部22を駆動させる。これにより、ワーク土台部52のかさ密度(充填率)を効果的に増大させることができる。また、ワーク土台部52を含む層62の平坦度が向上するので、積層工程での積層の厚さを均一化することができるとともに、その上に形成する造形部53の品質を向上させることができる。また、造形部53を含む層63の形成においては、縦振動部22による縦振動を停止させる。これにより、造形部53を含む層63の形成においては、縦振動部22の影響を排除することができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
According to the
また、制御装置20は、造形部53を含む層63を形成する場合に、横振動のみを付与してスキージ11により粉末を積層させる。これにより、積層領域に粉末が過剰に供給されるのを抑制することができる。また積層工程での積層の厚さを均一にすることができる。さらに、粉末供給溝11cにおける粉末の詰まりを抑制することができる。また、制御装置20は、スキージ11に設けられた受動振動検出部24により、縦振動を検出した場合には、逆位相振動部25を駆動させて逆位相の振動を発生させる。これにより、スキージ11に対して縦振動が付与されないので、積層領域に粉末が過剰に供給されるのを抑制することができる。
Further, when forming the
また、制御装置20は、溶融固化させる場合には、支持部7に設けられた受動振動検出部24により、振動を検出した場合には、逆位相振動部25を駆動させて逆位相の振動を発生させる。これにより、光路においてブレの発生を抑制することができる。また、造形部53の品質を向上させることができる。
In addition, when the
このように、本実施形態の3Dプリンタ装置100によれば、粉末充填工程、積層工程及び溶融固化工程ごとに、異なる振動を与えているので、造形部53の品質を向上させることができる。
As described above, according to the
以上、本発明にかかる3Dプリンタ装置100の制御装置の実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
The embodiment of the control device of the
例えば、本実施形態では、スキージ11が−x軸側のフランジ部3aから+x軸側のフランジ部3aまでスライドさせた後で、レーザビームを照射させていたが、これに限らない。1往復した後でレーザビームを照射させてもよい。
For example, in this embodiment, the laser beam is irradiated after the
1 ベース
2 定盤
2a 凸部
3 造形槽
3a フランジ部
4 造形槽支持部
5 造形槽駆動部
6 支柱
7 支持部
8 レーザスキャナ
9 光ファイバ
10 レーザ発振器
11 スキージ
11a 第1のスキージ11a
11b 第2のスキージ11b
11c 粉末供給溝
12 樋
13 粉末分配器
14 粉末供給器
20 制御装置
21 振動制御部
22 縦振動部
23 横振動部
24 受動振動検出部
25 逆位相振動部
50 造形物
51 積層粉末
52 ワーク土台部
52a 土台高さ
53 造形部
52、62 層
DESCRIPTION OF
11c
Claims (1)
前記スキージには前記粉末が積層される方向に対して垂直な方向に振動を与えて、前記積層される方向には前記振動を与えない横振動部が設けられ、
前記粉末供給溝からの粉末供給時に、前記スキージに対して前記横振動部によって前記垂直な方向のみの前記振動が付与される3Dプリンタの制御装置であって、
ワーク土台部を含む層の粉末充填工程における前記粉末供給時においてのみ造形槽に別途設けられた縦振動部によって前記造形槽に対して前記積層される方向の前記振動が付与される3Dプリンタの制御装置。 A control device for a 3D printer device for laminating powder through a powder supply groove provided inside a squeegee,
The squeegee is provided with a lateral vibration portion that gives vibration in a direction perpendicular to the direction in which the powder is laminated, and does not give the vibration in the lamination direction,
A control device for a 3D printer in which the vibration in only the vertical direction is applied to the squeegee by the lateral vibration unit when powder is supplied from the powder supply groove ,
Control of the 3D printer in which the vibration in the stacking direction is applied to the modeling tank by a vertical vibration unit separately provided in the modeling tank only when the powder is supplied in the powder filling step of the layer including the workpiece base Equipment .
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