JP6904146B2 - 3D modeling equipment - Google Patents

3D modeling equipment Download PDF

Info

Publication number
JP6904146B2
JP6904146B2 JP2017149109A JP2017149109A JP6904146B2 JP 6904146 B2 JP6904146 B2 JP 6904146B2 JP 2017149109 A JP2017149109 A JP 2017149109A JP 2017149109 A JP2017149109 A JP 2017149109A JP 6904146 B2 JP6904146 B2 JP 6904146B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal powder
roller
leveling roller
powder
bed
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2017149109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019026904A (en
Inventor
浩之 生田
浩之 生田
祐 高根沢
祐 高根沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017149109A priority Critical patent/JP6904146B2/en
Publication of JP2019026904A publication Critical patent/JP2019026904A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6904146B2 publication Critical patent/JP6904146B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

本発明は、三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus.

特許文献１には、粉末供給機構が造形ステージ上に粉末を供給し、伸展ローラが造形ステージ上に供給された粉末を伸展し、結合材（バインダ）によって粉末を結合することにより三次元造形物を作成する三次元造形装置が記載されている。 In Patent Document 1, a powder supply mechanism supplies powder on a modeling stage, a stretching roller spreads the powder supplied on the modeling stage, and the powder is bonded by a binder (binder) to form a three-dimensional modeled object. The three-dimensional modeling device that creates the above is described.

特開２００１−３３４５８１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-334581

ところで、三次元造形装置のローラの表面には微細な凹部があり、当該微細な凹部に粉末が入り込んでしまう場合がある。当該微細な凹部に粉末が入り込んだローラの表面は部分的に凸となってしまう。そのため、当該微細な凹部に粉末が入り込んだローラで粉末を均すと、ベッド上に均された粉末の表面が荒れてしまう場合がある。ベッド上に均された粉末の表面が荒れていると、焼結時に粉末が均一に溶融されず、造形精度が低下してしまうという問題がある。 By the way, there are fine recesses on the surface of the roller of the three-dimensional modeling apparatus, and powder may enter the fine recesses. The surface of the roller in which the powder has entered the fine recesses becomes partially convex. Therefore, when the powder is leveled with a roller in which the powder has entered the fine recesses, the surface of the powder leveled on the bed may be roughened. If the surface of the powder leveled on the bed is rough, there is a problem that the powder is not uniformly melted at the time of sintering and the molding accuracy is lowered.

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、造形精度の低下をより確実に抑制できる三次元造形装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling apparatus capable of more reliably suppressing a decrease in modeling accuracy.

本発明に係る三次元造形装置は、ベッド上に所定範囲の粒径を有する金属粉を供給する供給装置と、前記ベッド上に供給された前記金属粉を均す均しローラと、を備え、前記均しローラの表面粗さＲａは、前記金属粉の前記所定範囲の粒径の最小径よりも小さい。 The three-dimensional modeling apparatus according to the present invention includes a supply device for supplying metal powder having a particle size in a predetermined range on the bed, and a leveling roller for leveling the metal powder supplied on the bed. The surface roughness Ra of the leveling roller is smaller than the minimum diameter of the particle size of the metal powder in the predetermined range.

本発明に係る三次元造形装置によれば、均しローラの表面粗さＲａが金属粉の所定範囲の粒径の最小径よりも小さいため、均しローラの表面上の微細な凹部に金属粉が入り込むのを低減することができる。そのため、微細な凹部に粉末が入り込んだ均しローラで粉末を均すことによって生じる、造形精度の低下を抑制することができる。これにより、造形精度の低下をより確実に抑制できる三次元造形装置を提供することができる。 According to the three-dimensional modeling apparatus according to the present invention, since the surface roughness Ra of the leveling roller is smaller than the minimum diameter of the particle size in a predetermined range of the metal powder, the metal powder is formed in a fine recess on the surface of the leveling roller. Can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in molding accuracy caused by leveling the powder with a leveling roller in which the powder has entered the fine recesses. This makes it possible to provide a three-dimensional modeling apparatus capable of more reliably suppressing a decrease in modeling accuracy.

本発明の実施の形態１に係る三次元造形装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 3D modeling apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る三次元造形装置のローラ表面監視手段の一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically an example of the roller surface monitoring means of the 3D modeling apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る三次元造形方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the 3D modeling method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る三次元造形装置において用いられる金属粉の粒径の例について説明するグラフである。It is a graph explaining the example of the particle diameter of the metal powder used in the three-dimensional modeling apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る三次元造形装置の作用について模式的に説明する断面図である。It is sectional drawing which schematically explains the operation of the 3D modeling apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る三次元造形装置の効果について説明するグラフである。It is a graph explaining the effect of the 3D modeling apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る三次元造形装置１００を示す模式図である。図２は、実施の形態１に係る三次元造形装置１００のローラ表面監視手段１０３の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施の形態１に係る三次元造形方法の一例を示すフローチャートである。 Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the roller surface monitoring means 103 of the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the three-dimensional modeling method according to the first embodiment.

実施の形態１に係る三次元造形装置１００は、図１に示すように、リコータ１０１、均しローラ１０２、ローラ表面監視手段１０３、焼結手段１０４、制御部１０５等を備える。 As shown in FIG. 1, the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment includes a recorder 101, a leveling roller 102, a roller surface monitoring means 103, a sintering means 104, a control unit 105, and the like.

リコータ１０１は、ベッドＢ上に金属粉Ｍを供給する供給装置である。具体的には、リコータ１０１は、金属粉Ｍを貯蔵する漏斗形の貯蔵室１０１Ａを備える。また、リコータ１０１は、ベッドＢ上を当該ベッドＢの表面に対して平行に移動可能となっている。そして、リコータ１０１の下部から、貯蔵室１０１Ａに貯蔵されている金属粉ＭがベッドＢ上に供給される。 The recorder 101 is a supply device that supplies the metal powder M onto the bed B. Specifically, the recorder 101 includes a funnel-shaped storage chamber 101A for storing the metal powder M. Further, the recorder 101 can move on the bed B in parallel with the surface of the bed B. Then, the metal powder M stored in the storage chamber 101A is supplied onto the bed B from the lower part of the recorder 101.

均しローラ１０２は、リコータ１０１から供給されたベッドＢ上の金属粉Ｍを平らに均すローラである。具体的には、均しローラ１０２は、リコータ１０１の下部であって、貯蔵室１０１Ａの金属粉Ｍが排出される出口付近に回動可能に配置されている。そして、リコータ１０１がベッドＢ上を移動するのに伴って、均しローラ１０２は回動しながら、リコータ１０１に追随してベッドＢ上を移動する。また、均しローラ１０２は、所定の大きさの力によりベッドＢに向かって押し付けられている。すなわち、均しローラ１０２は、所定の大きさの力によってベッドＢ側に押し付けられた状態で、ベッドＢ上を回動しながら移動する。そして、均しローラ１０２は、所定の大きさの力によってベッドＢ側に押し付けられた状態でベッドＢ上を回動しながら移動することにより、リコータ１０１の下部から排出された金属粉Ｍを平らに均す。ここで、図２に示すように、均しローラ１０２の回動軸を回動軸Ｘとする。 The leveling roller 102 is a roller for leveling the metal powder M on the bed B supplied from the recoater 101. Specifically, the leveling roller 102 is rotatably arranged in the lower part of the recoater 101 near the outlet where the metal powder M of the storage chamber 101A is discharged. Then, as the recorder 101 moves on the bed B, the leveling roller 102 rotates and moves on the bed B following the recorder 101. Further, the leveling roller 102 is pressed toward the bed B by a force of a predetermined magnitude. That is, the leveling roller 102 moves while rotating on the bed B in a state of being pressed against the bed B side by a force of a predetermined magnitude. Then, the leveling roller 102 flattens the metal powder M discharged from the lower part of the recoater 101 by moving while rotating on the bed B in a state of being pressed against the bed B side by a force of a predetermined magnitude. Level to. Here, as shown in FIG. 2, the rotation axis of the leveling roller 102 is defined as the rotation axis X.

また、均しローラ１０２の側面の表面粗さＲａは、金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径より小さい。すなわち、均しローラ１０２は、当該均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径より小さいように設計されている。 Further, the surface roughness Ra of the side surface of the leveling roller 102 is smaller than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M. That is, the leveling roller 102 is designed so that the surface roughness Ra of the leveling roller 102 is smaller than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M.

また、均しローラ１０２が形成される材質は、金属粉Ｍの種類によって適宜選択される。例えば、金属粉がマルエージング鋼粉、チタン合金粉、セラミック粉等の鋼材よりも硬い粉末である場合、均しローラ１０２の材質は、ガラス、硬質クロムメッキを施した工具鋼であることが望ましい。また、金属粉がアルミ合金粉等の鋼材よりも軟らかい粉末である場合、均しローラ１０２の材質は、硬質ゴム、鋼等であることが望ましい。金属粉が鋼材よりも軟らかい粉末である場合、均しローラ１０２の材質は、ガラスでもよいが高価である。 The material on which the leveling roller 102 is formed is appropriately selected depending on the type of metal powder M. For example, when the metal powder is a powder harder than steel materials such as maraging steel powder, titanium alloy powder, and ceramic powder, the material of the leveling roller 102 is preferably glass or hard chrome-plated tool steel. .. When the metal powder is a powder softer than a steel material such as an aluminum alloy powder, the material of the leveling roller 102 is preferably hard rubber, steel, or the like. When the metal powder is a powder softer than the steel material, the material of the leveling roller 102 may be glass, but it is expensive.

ローラ表面監視手段１０３は、均しローラ１０２の表面粗さＲａを検出する。具体的には、ローラ表面監視手段１０３は、図２に示すように、均しローラ１０２の表面に線状にレーザ光Ｌを照射して、均しローラ１０２の表面までの距離を測定することにより、均しローラ１０２の表面粗さＲａを検出する変位センサである。より具体的には、ローラ表面監視手段１０３は、青色レーザを線状に均しローラ１０２上に照射するレーザ変位計である。ローラ表面監視手段１０３は、検出した均しローラ１０２の表面粗さＲａの値を制御部１０５に出力する。また、ローラ表面監視手段１０３は、三次元造形装置１００における三次元造形が行われている間、常時、均しローラ１０２の表面粗さＲａを検出し、当該表面粗さＲａを制御部１０５に出力する。 The roller surface monitoring means 103 detects the surface roughness Ra of the leveling roller 102. Specifically, as shown in FIG. 2, the roller surface monitoring means 103 linearly irradiates the surface of the leveling roller 102 with the laser beam L to measure the distance to the surface of the leveling roller 102. This is a displacement sensor that detects the surface roughness Ra of the leveling roller 102. More specifically, the roller surface monitoring means 103 is a laser displacement meter that linearly equalizes a blue laser and irradiates it on the roller 102. The roller surface monitoring means 103 outputs the detected surface roughness Ra value of the leveling roller 102 to the control unit 105. Further, the roller surface monitoring means 103 constantly detects the surface roughness Ra of the leveling roller 102 while the three-dimensional modeling in the three-dimensional modeling apparatus 100 is being performed, and transmits the surface roughness Ra to the control unit 105. Output.

焼結手段１０４は、ベッドＢ上の金属粉Ｍにレーザ光を照射することにより金属粉Ｍを溶融させる。これにより、ベッドＢ上の金属粉Ｍは焼結される。焼結手段１０４において用いられるレーザ光としては、例えば、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ等の公知のレーザ光を用いることができる。また、焼結手段１０４は、ベッドＢ上の金属粉Ｍへのレーザ光の照射位置を変更するためのガルバノミラー、ポリゴンミラー等の回転ミラー（図示省略）を備える。 The sintering means 104 melts the metal powder M by irradiating the metal powder M on the bed B with a laser beam. As a result, the metal powder M on the bed B is sintered. As the laser beam used in the sintering means 104, for example, a known laser beam such as a CO 2 laser, a YAG laser, or an Ar laser can be used. Further, the sintering means 104 includes a rotating mirror (not shown) such as a galvano mirror or a polygon mirror for changing the irradiation position of the laser beam on the metal powder M on the bed B.

制御部１０５は、図示しないＣＰＵ及び図示しない記憶部等を備える。そして、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、制御部１０５における全ての処理が実現する。
また、制御部１０５のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、ＣＰＵに実行されることにより、制御部１０５のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、制御部１０５における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。 The control unit 105 includes a CPU (not shown), a storage unit (not shown), and the like. Then, when the CPU executes the program stored in the storage unit, all the processing in the control unit 105 is realized.
Further, the program stored in each storage unit of the control unit 105 includes a code for realizing the processing in each of the control units 105 by being executed by the CPU. The storage unit includes, for example, this program and an arbitrary storage device that can store various information used for processing in the control unit 105. The storage device is, for example, a memory or the like.

具体的には、制御部１０５は、リコータ１０１、均しローラ１０２、ローラ表面監視手段１０３、焼結手段１０４等、三次元造形装置１００の各部の動作を制御する。
また、制御部１０５は、ローラ表面監視手段１０３から入力された均しローラ１０２の表面粗さＲａが、リコータ１０１によってベッドＢ上に供給される金属粉Ｍの粒径の最小径よりも小さいか否かを判断する。そして、制御部１０５は、均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径以上であると判断した場合には、三次元造形装置１００のユーザにその旨を通知する。当該通知は警告音や音声等の音によって行われてもよいし、三次元造形装置１００に表示画面がある場合には、当該表示画面における警告表示によって行われてもよい。
なお、制御部１０５における上述の処理は、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを実行することによって、実現する。 Specifically, the control unit 105 controls the operation of each part of the three-dimensional modeling apparatus 100, such as the recoater 101, the leveling roller 102, the roller surface monitoring means 103, and the sintering means 104.
Further, in the control unit 105, is the surface roughness Ra of the leveling roller 102 input from the roller surface monitoring means 103 smaller than the minimum diameter of the particle size of the metal powder M supplied on the bed B by the recorder 101? Judge whether or not. Then, when the control unit 105 determines that the surface roughness Ra of the leveling roller 102 is equal to or larger than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M, the control unit 105 informs the user of the three-dimensional modeling apparatus 100 to that effect. Notice. The notification may be given by a sound such as a warning sound or a voice, or may be given by a warning display on the display screen when the three-dimensional modeling apparatus 100 has a display screen.
The above-mentioned processing in the control unit 105 is realized by the CPU executing the program stored in the storage unit.

次に、図３を参照しながら、本実施の形態１に係る三次元造形方法について説明する。
まず、三次元造形装置１００によって造形される造形物の材料である金属粉Ｍを製造する（ステップＳ１０１）。 Next, the three-dimensional modeling method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, the metal powder M, which is the material of the modeled object to be modeled by the three-dimensional modeling apparatus 100, is manufactured (step S101).

次に、ステップＳ１０１において製造された金属粉Ｍをリコータ１０１の貯蔵室１０１Ａに供給する（ステップＳ１０２）。 Next, the metal powder M produced in step S101 is supplied to the storage chamber 101A of the recorder 101 (step S102).

次に、リコータ１０１によってベッドＢ上に金属粉Ｍが供給されるとともに、均しローラ１０２によってベッドＢ上の金属粉Ｍが平らに均される（ステップＳ１０３）。 Next, the metal powder M is supplied onto the bed B by the recorder 101, and the metal powder M on the bed B is flattened by the leveling roller 102 (step S103).

次に、焼結手段１０４によって、ベッドＢ上の金属粉Ｍにレーザ光が照射され、金属粉Ｍが焼結される（ステップＳ１０４）。 Next, the sintering means 104 irradiates the metal powder M on the bed B with a laser beam, and the metal powder M is sintered (step S104).

次に、ステップＳ１０４において金属粉Ｍが焼結されることにより形成された造形物（固形物）と金属粉Ｍとが分離され（ステップＳ１０５）、当該造形物からサポートが除去される（ステップＳ１０６）。
なお、ステップＳ１０３とステップＳ１０４との処理は所定回数繰り返され、層状に造形物が形成される。 Next, the modeled object (solid matter) formed by sintering the metal powder M in step S104 and the metal powder M are separated (step S105), and the support is removed from the modeled object (step S106). ).
The process of step S103 and step S104 is repeated a predetermined number of times to form a layered modeled object.

ステップＳ１０１において製造される金属粉Ｍの粒径の例を図４に示す。図４は、実施の形態１に係る三次元造形装置１００において用いられる金属粉Ｍの粒径の例について説明するグラフである。図４に示す例では、タイプＡの金属粉Ｍの粒径は、約２０μｍ以上約５０μｍ以下の範囲に分布している。これに対し、タイプＢの金属粉Ｍの粒径は、約５μｍ以上約２０μｍ以下と約２５μｍ以上約６０μｍ以下の２つの範囲に分布している。タイプＢの金属粉Ｍのように、金属粉Ｍに比較的小さい粒径の金属粉Ｍが含まれる場合、図５の左側に示すように、均しローラ１０２の表面の微細な凹部に当該金属粉Ｍが入り込んでしまう場合がある。当該微細な凹部に粉末が入り込んだ均しローラ１０２の表面は部分的に凸となってしまう。そのため、当該微細な凹部に粉末が入り込んだ均しローラ１０２で粉末を均すと、ベッドＢ上に均された粉末の表面が荒れてしまう場合がある。ベッドＢ上に均された粉末の表面が荒れていると、焼結時に粉末が均一に溶融されず、造形精度が低下してしまう。 An example of the particle size of the metal powder M produced in step S101 is shown in FIG. FIG. 4 is a graph illustrating an example of the particle size of the metal powder M used in the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 4, the particle size of the type A metal powder M is distributed in the range of about 20 μm or more and about 50 μm or less. On the other hand, the particle size of the type B metal powder M is distributed in two ranges of about 5 μm or more and about 20 μm or less and about 25 μm or more and about 60 μm or less. When the metal powder M contains a metal powder M having a relatively small particle size like the type B metal powder M, the metal is formed in a fine recess on the surface of the leveling roller 102 as shown on the left side of FIG. Powder M may get in. The surface of the leveling roller 102 in which the powder has entered the fine recesses becomes partially convex. Therefore, when the powder is leveled with the leveling roller 102 in which the powder has entered the fine recesses, the surface of the powder leveled on the bed B may be roughened. If the surface of the powder leveled on the bed B is rough, the powder is not uniformly melted at the time of sintering, and the molding accuracy is lowered.

しかし、本実施の形態１に係る三次元造形装置１００では、当該三次元造形装置１００における三次元造形が行われている間、常時、ローラ表面監視手段１０３によって、均しローラ１０２の表面粗さＲａが検出され、当該表面粗さＲａが制御部１０５に出力される。そして、制御部１０５は、均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径以上であると判断した場合には、三次元造形装置１００のユーザにその旨を通知する。そのため、均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径以上となり、均しローラ１０２の表面の微細な凹部に金属粉Ｍが入り込む可能性が高くなった場合には、ユーザが均しローラ１０２を再研磨したり、新品の均しローラ１０２に交換したりすることができる。なお、新品の均しローラ１０２は、当該均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径より小さいように設計されている。これにより、図５の右側に示すように、均しローラ１０２の表面の微細な凹部に金属粉Ｍが入り込むのを防ぐことができる。 However, in the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment, the surface roughness of the leveling roller 102 is constantly maintained by the roller surface monitoring means 103 while the three-dimensional modeling in the three-dimensional modeling apparatus 100 is being performed. Ra is detected, and the surface roughness Ra is output to the control unit 105. Then, when the control unit 105 determines that the surface roughness Ra of the leveling roller 102 is equal to or larger than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M, the control unit 105 informs the user of the three-dimensional modeling apparatus 100 to that effect. Notice. Therefore, when the surface roughness Ra of the leveling roller 102 becomes equal to or larger than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M, and the possibility that the metal powder M enters into the fine recesses on the surface of the leveling roller 102 becomes high. The user can re-polish the leveling roller 102 or replace it with a new leveling roller 102. The new leveling roller 102 is designed so that the surface roughness Ra of the leveling roller 102 is smaller than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M. As a result, as shown on the right side of FIG. 5, it is possible to prevent the metal powder M from entering the fine recesses on the surface of the leveling roller 102.

図６を参照しながら、本実施の形態１に係る三次元造形装置１００の効果について説明する。図６のグラフにおいて、縦軸は、均しローラ１０２に付着した金属粉Ｍの重量（ｍｇ）を示し、横軸は、均しローラ１０２の表面粗さＲａ（μｍ）を示す。また、図６に示す、表面粗さＲａ（μｍ）が１０（μｍ）以上２０（μｍ）以下の均しローラ１０２は、均しローラ１０２の側面を旋盤加工したものである。図６に示すように、表面粗さＲａ（μｍ）が１０（μｍ）以上２０（μｍ）以下の均しローラ１０２によって、タイプＢの金属粉ＭをベッドＢ上に均した場合、均しローラ１０２の表面には６００（ｍｇ）を超える重量の金属粉Ｍが付着し、ベッドＢ上に均された金属粉Ｍの表面に肌荒れが発生してしまった。一方、表面粗さＲａが２．５（μｍ）以上５（μｍ）以下の均しローラ１０２によって、タイプＢの金属粉ＭをベッドＢ上に均した場合、均しローラ１０２の表面に付着した金属粉Ｍの重量は１００（ｍｇ）より少なく、ベッドＢ上に均された金属粉Ｍの表面の肌荒れは発生しなかった。 The effect of the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In the graph of FIG. 6, the vertical axis represents the weight (mg) of the metal powder M adhering to the leveling roller 102, and the horizontal axis represents the surface roughness Ra (μm) of the leveling roller 102. Further, the leveling roller 102 having a surface roughness Ra (μm) of 10 (μm) or more and 20 (μm) or less shown in FIG. 6 is a lathe on the side surface of the leveling roller 102. As shown in FIG. 6, when the type B metal powder M is leveled on the bed B by the leveling roller 102 having a surface roughness Ra (μm) of 10 (μm) or more and 20 (μm) or less, the leveling roller Metal powder M having a weight of more than 600 (mg) adhered to the surface of 102, and rough skin was generated on the surface of the metal powder M leveled on the bed B. On the other hand, when the type B metal powder M was leveled on the bed B by the leveling roller 102 having a surface roughness Ra of 2.5 (μm) or more and 5 (μm) or less, it adhered to the surface of the leveling roller 102. The weight of the metal powder M was less than 100 (mg), and the surface roughness of the surface of the metal powder M leveled on the bed B did not occur.

以上に説明した、実施の形態１に係る三次元造形装置１００によれば、均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径よりも小さいため、均しローラ１０２の表面上の微細な凹部に金属粉Ｍが入り込むのを低減することができる。そのため、微細な凹部に粉末が入り込んだ均しローラ１０２で粉末を均すことによって生じる、造形精度の低下を抑制することができる。これにより、造形精度の低下をより確実に抑制できる三次元造形装置１００を提供することができる。 According to the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the first embodiment described above, the surface roughness Ra of the leveling roller 102 is smaller than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M, and therefore the leveling roller 102. It is possible to reduce the entry of the metal powder M into the fine recesses on the surface of the 102. Therefore, it is possible to suppress a decrease in molding accuracy caused by leveling the powder with the leveling roller 102 in which the powder has entered the fine recesses. This makes it possible to provide a three-dimensional modeling apparatus 100 that can more reliably suppress a decrease in modeling accuracy.

また、ローラ表面監視手段１０３によって、三次元造形装置１００が三次元造形処理を行っている間も、均しローラ１０２の表面粗さＲａが検出され、均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径以上となった場合には、三次元造形装置１００のユーザにその旨が通知される。そのため、使用によって均しローラ１０２の表面が傷つき、均しローラ１０２の表面粗さＲａが金属粉Ｍの所定範囲の粒径の最小径以上となった場合でも、ユーザが均しローラ１０２を再研磨したり、新品の均しローラ１０２に交換したりすることができる。これにより、三次元造形装置１００の造形精度の低下をさらに確実に抑制できる。 Further, the roller surface monitoring means 103 detects the surface roughness Ra of the leveling roller 102 while the three-dimensional modeling device 100 is performing the three-dimensional modeling process, and the surface roughness Ra of the leveling roller 102 is metal. When the particle size of the powder M is equal to or larger than the minimum diameter within a predetermined range, the user of the three-dimensional modeling apparatus 100 is notified to that effect. Therefore, even if the surface of the leveling roller 102 is damaged by use and the surface roughness Ra of the leveling roller 102 becomes equal to or larger than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder M, the user can re-level the leveling roller 102. It can be polished or replaced with a new leveling roller 102. As a result, it is possible to more reliably suppress a decrease in the modeling accuracy of the three-dimensional modeling apparatus 100.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明に係る三次元造形装置１００による造形に用いられる粉粒体は、金属粉Ｍだけでなく、焼結手段１０４の照射するレーザ光Ｌによって焼結可能な粉粒体であればよく、熱硬化型樹脂を被覆した砂等の粉粒体、熱硬化型樹脂で形成された粉粒体等であってもよい。
また、本発明に係る三次元造形装置１００は、結合材を用いて粉粒体を結合することにより三次元造形物を造形する三次元造形装置としても使用可能である。その場合には、三次元造形装置１００は、焼結手段１０４の代わりに、結合材をベッド上の所定の位置に供給する結合材供給手段を備えればよい。
また、ローラ表面監視手段１０３による均しローラ１０２の表面粗さＲａの検出は、三次元造形装置１００における三次元造形処理の所定の行程、例えば、図３のステップＳ１０２とステップＳ１０３との間等においてのみ行われてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, the powder or granular material used for modeling by the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the present invention may be not only the metal powder M but also the powder or granular material that can be sintered by the laser beam L irradiated by the sintering means 104. , A powder or granular material such as sand coated with a heat-curable resin, a powder or granular material formed of a heat-curable resin, or the like.
Further, the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the present invention can also be used as a three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional modeled object by binding powders and granules using a binder. In that case, the three-dimensional modeling apparatus 100 may include a binder supply means for supplying the binder to a predetermined position on the bed instead of the sintering means 104.
Further, the detection of the surface roughness Ra of the leveling roller 102 by the roller surface monitoring means 103 is performed in a predetermined process of the three-dimensional modeling process in the three-dimensional modeling apparatus 100, for example, between steps S102 and S103 in FIG. May be done only in.

１００ 三次元造形装置
１０１ リコータ（供給装置）
１０１Ａ 貯蔵室
１０２ 均しローラ
１０３ ローラ表面監視手段
１０４ 焼結手段
１０５ 制御部
Ｂ ベッド
Ｌ レーザ光
Ｍ 金属粉 100 Three-dimensional modeling device 101 Recorder (supply device)
101A Storage room 102 Leveling roller 103 Roller surface monitoring means 104 Sintering means 105 Control unit B Bed L Laser beam M Metal powder

Claims (1)

ベッド上に所定範囲の粒径を有する金属粉を供給する供給装置と、
前記ベッド上に供給された前記金属粉を均す均しローラであって、前記均しローラの表面粗さＲａは、前記金属粉の前記所定範囲の粒径の最小径よりも小さい、前記均しローラと、
前記均しローラの表面粗さＲａを検出するローラ表面監視手段と、
前記ローラ表面監視手段によって検出された表面粗さＲａが前記金属粉の前記所定範囲の粒径の最小径よりも小さいか否かを判断し、前記金属粉の前記所定範囲の粒径の最小径以上であると判断したときは通知を行う制御部と、
を備える、三次元造形装置。 A supply device that supplies metal powder with a predetermined particle size on the bed,
A leveling roller for leveling the metal powder supplied onto the bed , wherein the surface roughness Ra of the leveling roller is smaller than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder. With a roller
A roller surface monitoring means for detecting the surface roughness Ra of the leveling roller, and
It is determined whether or not the surface roughness Ra detected by the roller surface monitoring means is smaller than the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder, and the minimum diameter of the particle size in the predetermined range of the metal powder is determined. A control unit that notifies when it is determined that the above is the case,
A three-dimensional modeling device equipped with.
JP2017149109A 2017-08-01 2017-08-01 3D modeling equipment Active JP6904146B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017149109A JP6904146B2 (en) 2017-08-01 2017-08-01 3D modeling equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017149109A JP6904146B2 (en) 2017-08-01 2017-08-01 3D modeling equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019026904A JP2019026904A (en) 2019-02-21
JP6904146B2 true JP6904146B2 (en) 2021-07-14

Family

ID=65475829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017149109A Active JP6904146B2 (en) 2017-08-01 2017-08-01 3D modeling equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6904146B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2856614B1 (en) * 2003-06-30 2006-08-11 Phenix Systems DEVICE FOR PRODUCING THIN LAYERS OF POWDER, PARTICULARLY AT HIGH TEMPERATURES, IN A PROCESS BASED ON THE ACTION OF A LASER ON THE MATERIAL
ES2582560T3 (en) * 2012-07-19 2016-09-13 Adamis Pharmaceuticals Corporation Powder supply apparatus
JP6554951B2 (en) * 2014-09-09 2019-08-07 株式会社リコー 3D modeling equipment
EP3310561A4 (en) * 2015-06-19 2019-02-20 Applied Materials, Inc. Material dispensing and compaction in additive manufacturing
JP6860849B2 (en) * 2017-03-17 2021-04-21 株式会社リコー 3D modeling equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019026904A (en) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6995334B1 (en) System and method for controlling the size of the molten pool in laser-based additive manufacturing
US7020539B1 (en) System and method for fabricating or repairing a part
KR102391125B1 (en) Energy Density Mapping in Additive Manufacturing Environments
US7045738B1 (en) Powder delivery system and method
US6940037B1 (en) System and method for controlling welding parameters in welding-based deposition processes
US11330865B2 (en) Optimized three dimensional printing using ready-made supports
JP5015326B2 (en) Manufacturing method of three-dimensional object
US10399146B2 (en) Contour scanning for additive manufacturing process
EP3710187B1 (en) Methods and systems for repairing powder containment structures
JP6943512B2 (en) Equipment and methods for construction surface mapping
US20200130264A1 (en) Additive manufacturing apparatus, additive manufacturing method, and computer program product
JP2020097240A (en) Device for producing three-dimensional members
US20160167156A1 (en) Additive manufacturing of metallic structures
US20160303805A1 (en) Linear-immersed Sweeping Accumulation for 3D Printing
JP2018095946A (en) Manufacturing method of three-dimensional molded article and three-dimensional molding device
EP3344440B1 (en) System and method of providing force compensation points on models during 3d printing
US11077463B2 (en) Method for the layered manufacturing of a structural component and device
EP2495056A1 (en) Laser build up method using vibration and apparatus
JP2019526473A (en) System and method for Z height measurement and adjustment in additive manufacturing
JP6904146B2 (en) 3D modeling equipment
Krishna et al. Influence of different post-processing methods on surface topography of fused deposition modelling samples
Al-Ahmari et al. Evaluation of additive manufacturing technologies for dimensional and geometric accuracy
US10189211B2 (en) Method for processing additively manufactured part by robotically moving medium inside part cavity
US11911848B2 (en) Systems and methods for additive manufacturing
JP2018105740A (en) Scattering x-ray removal-purpose grid manufacturing method, and scattering x-ray removal-purpose grid manufacturing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201013

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210316

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210525

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210607

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6904146

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151