CN102015258B - 层叠造形装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠造形装置，其具有：形成粉末层(Sa)的粉末层形成部(2)、向粉末层的规定部位照射光束(L)以形成固化层(Sb)的光学设备(3)、向层叠有粉末层(Sa)以及固化层(Sb)的基体(40)或包围基体(40)的外周的基体框体(41)的上表面供给粉末材料(M)的材料补充装置(5)。尤其是，材料补充装置(5)具有装有粉末材料(M)的大致筒状部件(50)和内装于大致筒状部件(50)的螺旋部件(51)，利用螺旋部件(51)的旋转能移送大致筒状部件(50)内的粉末材料(M)。该层叠造形装置因能够以螺旋方式供给粉末材料(M)，故能够抑制装置的高度，而且还因向一个方向移送粉末材料(M)而能够使材料循环良好。

Description

层叠造形装置
技术领域
本发明涉及一种三维形状造形物的制造装置。更具体而言，涉及一种用于通过反复实施对粉末层的规定部位照射光束而形成固化层来制造多个固化层层叠成一体的三维形状造形物的层叠造形装置。
背景技术
对粉末材料照射光束以制造三维形状造形物的方法(通常为“粉末烧结层叠法”)为公众所知。在该方法中，反复进行“(i)通过向粉末层的规定部位照射光束，使该规定部位的粉末烧结或者熔融固化而形成固化层；(ii)在所得到的固化层上铺上新的粉末层并同样地进行照射进而形成固化层”，从而制造多个固化层层叠成一体的三维形状造形物。作为粉末材料使用金属粉末、陶瓷粉末等无机的粉末材料时，能够将所得到的三维形状造形物作为模具使用，使用树脂粉末、塑料粉末等有机的粉末材料时，能够将所得到的三维形状造形物作为模型(model)使用。利用这种制造技术，能够在短时间内制造复杂的三维形状造形物。
在粉末烧结层叠法中，使用层叠造形装置在成为基台的基体上制造三维形状造形物。具体而言，在层叠造形装置中，在基体上形成粉末层，并对该粉末层的规定部位照射光束使该部位烧结或熔融固化，从而形成固化层，但是每当分别形成一个粉末层以及固化层时，都使所述基体阶梯状地下降(例如，参照专利文献1)。
图14(a)以及(b)表示该种层叠造形装置的结构的一部分。层叠造形装置具备形成有粉末层以及固化层的造形部104、向造形部104供给粉末材料的材料供给部105。造形部104具有“作为基体发挥功能的造形工作台140”、“使造形工作台140升降的升降机142”、“包围造形工作台140的造形框141”。材料供给部105具有“收容粉末材料的收容箱151”、“将收容箱151内的粉末顶起的升降机构152以及升降工作台150”、“将位于收容箱151内的粉末材料上层的粉末材料向造形工作台140侧移送并使移送到造形工作台140的粉末材料的表面均匀的材料供给板120”。
在这种层叠造形装置中，在通过使形成在造形工作台140上的粉末层的规定部位烧结或熔融固化而形成固化层后，使造形工作台140下降并形成下一层的粉末层，从而再度形成固化层。形成下一层的粉末层是通过如下方式进行的，即，使升降工作台150稍微上升，并在使收容箱151内的粉末材料的上层位于比造形框141的上表面稍高的位置后，使材料供给板120滑动，从而将升降工作台150上的粉末材料向造形工作台140侧顶出。
专利文献1：日本特开2002-115004号公报。
发明内容
在上述的层叠造形装置中，为了使升降工作台150升降，材料供给部105的高度H成为收容箱151的高度H1的两倍以上，这种材料供给部105的结构成为导致装置大型化的原因(如图14(b)所示)。另外，在收容于收容箱151的粉末材料中，由于从位于上层的粉末材料开始顺次向造形部104侧进行供给，所以，例如当新的粉末材料供给到收容箱151上层时，收容箱151下层的粉末材料未被使用而发生停滞，从而材料循环变差。当材料循环变差时，例如当使用容易氧化的粉末材料时，在粉末材料中容易混合存在“被氧化的材料”和“未被氧化的材料”，从而可能降低所得到的固化层的形成精度。
本发明是鉴于上述问题而完成的，即，本发明的目的在于提供一种能使装置小型化且具备材料循环良好的材料补充机构的层叠造形装置。
为了解决上述问题，本发明提供一种层叠造形装置，其用于制造三维形状造形物，具有：形成由粉末材料构成的粉末层的粉末层形成机构、向所述粉末层的规定部位照射光束使所述规定部位的粉末烧结或者熔融固化从而形成固化层的固化层形成机构，通过反复进行使用粉末层形成机构形成粉末层以及使用所述固化层形成机构形成固化层而使多个固化层层叠成一体，所述层叠造形装置的特征在于，
还具有材料补充机构，该材料补充机构向设有粉末层以及固化层的基体的上方或者包围所述基体的外周的基体框体的上表面供给、补充粉末材料，
材料补充机构具有装入所述粉末材料的大致筒状部件和内装于大致筒状部件的螺旋部件，并利用螺旋部件的旋转移送大致筒状部件内的粉末材料。
本发明将使用在大致筒状部件内装有螺旋部件的材料补充机构供给粉末材料作为一个特征。
在本说明书中使用的“基体”实质上是指成为所制造的造形物的基台的部件或部分。另外，在本说明书中使用的“大致筒状部件”实质上是指在内部具有中空部分的部件且至少具备与该中空部分连通的粉末材料供给口以及粉末材料排出口的部件(例如滚筒部件)。进一步地，在本说明书中使用的“大致正交”实质上是指，一个方向与另一个方向优选成为80°～100°、更优选形成为85°～95°(例如90°)的角度的状态。
在某一优选的方式中，粉末层形成机构具有滑动部件，所述滑动部件设置为沿基体框体的上表面滑动自如。该滑动部件将从材料补充机构供给的粉末材料向由基体的上表面和基体框体包围的空间或区域供给，并使所供给的粉末材料的表面均匀(或者调平)。
滑动部件优选还具有能够覆盖基体的上表面的覆盖部。另外，优选在滑动部件上还设置有配置在基体的上方或者基体框体的上表面且能够包围被供给粉末材料的区域的材料供给框。在这种情况下，材料供给部优选具有覆盖其框内的盖部，形成在大致筒状部件端部的粉末材料排出口和材料供给框内优选成为连通的状态。
在某一优选的方式中，材料补充机构设置成在与滑动部件的滑动方向大致正交的方向上滑动自如。在这种情况下，粉末材料优选通过形成在大致筒状部件的端部的排出口供给。
在某一优选的方式中，在材料补充机构的大致筒状部件的筒体部(筒状部)设有材料喷出开口部，通过该筒体部的材料喷出开口部进行粉末材料的供给。即，在该方式中，不是在大致筒状部件的端部而是在大致筒状部件的筒体部设置排出口。例如，“材料喷出开口部”可以是设在大致筒状部件的筒体部的“多个孔”的方式，或者也可以是设在大致筒状部件的筒体部的“狭缝状开口部”的方式。
在某一优选的方式中，材料补充机构具有形成在大致筒状部件的筒体部(筒状部)的材料喷出开口部和使该材料喷出开口部开闭自如的盖部。在这种情况下，能够通过驱动盖部而开闭材料喷出开口部从而进行粉末材料的供给。
本发明的层叠造形装置优选还具有向与滑动部件的滑动方向大致正交的方向移送供给到基体的上方或者基体框体的上表面的粉末材料的机构。例如，优选在本发明的层叠造形装置中设置“向与滑动部件的滑动方向大致正交的方向移送粉末材料的滑动机构”、“向与滑动部件的滑动方向大致正交的方向移送粉末材料的输送机构”、或者“向与滑动部件的滑动方向大致正交的方向移粉末材料的螺旋机构”等。
发明效果
本发明的层叠造形装置，由于以螺旋方式供给、补充粉末材料，所以能够抑制层叠造形装置的高度，从而与以往的层叠造形装置相比其尺寸可形成得更紧凑。例如，本发明的层叠造形装置的高度形成为以往的装置高度(例如图14所示的以往的装置高度)的0.3～0.7倍左右。另外，对于本发明的层叠造形装置，由于粉末材料沿一个方向移送到大致筒状部件内并被供给到基体的上方或者基体框体的上表面，所以能够使材料循环更好。换而言之，即使在使用容易氧化的粉末材料的情况下，也能够防止“固化层的形成精度的降低”。
在粉末层形成机构具有滑动部件的情况下，能够在基体上形成表面均匀的粉末层。
在滑动部件具有覆盖部的情况下，由于利用覆盖部能够抑制粉末层和外界空气的接触，所以能够防止随着粉末材料的氧化导致的固化层的形成不良。
在滑动部件具有材料供给框的情况下，由于仅向由材料供给框包围的限定区域供给粉末材料，所以粉末材料不会在基体框体的上表面飞散，从而能够有效地向基体上供给粉末材料。
在能够使材料补充机构在与滑动部件的滑动方向大致正交的方向上移动的情况下，由于能够向所期望的区域供给粉末材料，所以能够降低剩余粉末的量。
在材料供给框具有盖部的情况下，由于能够使材料供给框内成为密闭状态，所以能够有效抑制粉末材料的飞散。
在通过设在大致筒状部件的筒体部的材料喷出开口部(例如“多个孔”或者“狭缝开口部”)进行粉末材料的供给的情况下，或者在利用盖部的驱动开闭筒体部的材料喷出开口部而进行粉末材料的供给的情况下，能够在不移动材料补充机构的状态下向基体的上方或者基体框体的上表面的广阔的范围供给粉末材料。
在设有在与滑动方向大致正交的方向上进行移送的机构(例如滑动机构、输送机构或者螺旋机构)的情况下，能够在不移动材料补充机构的状态下向基体上方或者基体框体的上表面的广阔范围供给粉末材料。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的层叠造形装置的局部侧剖视图。
图2(a)以及(b)是第一实施方式的层叠造形装置的立体图。
图3A(a)～(c)是表示第一实施方式的层叠造形装置的动作的局部侧剖视图。
图3B(d)～(f)是表示第一实施方式的层叠造形装置的动作的局部侧剖视图。
图4(a)以及(c)是本发明的第二实施方式的层叠造形装置的局部侧剖视图，(b)为其立体图。
图5(a)以及(c)是本发明的第三实施方式的层叠造形装置的局部侧剖视图，(b)为其立体图。
图6是表示第三实施方式的层叠造形装置的变形例的局部侧剖视图。
图7(a)是本发明的第四实施例的层叠造形装置的侧剖视图，(b)为其立体图。
图8是本发明的第四实施方式的层叠造形装置的材料补充装置的立体图、下部俯视图以及垂直剖视图。
图9(a)以及(b)是表示第四实施方式的层叠造形装置的变形例的侧剖视图。
图10(a)以及(b)是表示第四实施方式的层叠造形装置的变形例的样式的侧剖视图。
图11(a)以及(b)是本发明的第五实施方式的层叠造形装置的侧剖视图。
图12(a)以及(b)是表示第五实施方式的层叠造形装置的变形例的侧剖视图。
图13(a)以及(b)是表示第五实施方式的层叠造形装置的变形例的侧剖视图；(c)是该实施方式的螺旋机构的立体图。
图14(a)是以往的层叠造形装置的局部分解立体图，(b)是该层叠造形装置的材料供给部的侧剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图具体地说明本发明。
(第一实施方式)
参照图1以及图2(a)、(b)说明本发明的第一实施方式的层叠造形装置。在本实施方式中，层叠造形装置1主要具备粉末层形成机构、固化层形成机构以及材料补充机构。粉末层形成机构具有形成由无机或者有机的粉末材料M构成的粉末层Sa的粉末层形成部2。固化层形成机构具有对粉末层Sa的规定部位照射光束L使其烧结或熔融固化从而形成固化层Sb的光学设备3。材料补充机构具备“具有在其上表面侧形成有粉末层Sa以及固化层Sb的基体40以及包围该基体40的外周的基体框体41的造形部4”和“向层叠有粉末层Sa以及固化层Sb的基体40的上方或者基体框体41的上表面供给粉末材料M的材料补充装置5”。层叠造形装置1优选还具有对层叠成一体的三维形状造形物的表面进行切削加工的加工机6。需要说明的是，在图2(a)以及(b)中，省略了光学设备3、造形部4以及加工机6的结构的一部分。
粉末层形成部2具有“沿着基体框体41的上表面滑动自如地配置的滑动部件20”、“与基体框体41的上表面平行地配置的水平轨21”、“沿着水平轨21使滑动部件20滑动的滑动驱动部22”。滑动部件20的下表面部设置成与基体框体41的上表面大致相接，该滑动部件20能够获得滑动驱动部22的驱动力而沿着水平轨21移动。当滑动部件20移动时，向滑动部件的移动方向顶出由材料补充装置5向基体框体41的上表面供给的粉末材料M。
光学设备3具备“具有激光振荡器的光源31”、“具有聚光透镜、使光束L的照相方向偏向的检流计式反射镜等的扫描机构32”、“连接光源31和扫描机构32的光纤33”的方式构成。作为光源31，例如当粉末材料M含有铁粉时，能够使用碳酸气体激光、Nd：YAG激光等。如图1所示，该光学设备3设置成在X轴以及Y轴方向上自由可动。
除了上述的基体40以及基体框体41外，造形部4还具有“固定基体40的工作台42”、“使基体框体41升降的升降机43”、“使工作台42在图1所示的Y轴方向可动的台座44”。由于基体40固定在工作台42上，所以利用升降机43使基体框体41上升，能够在基体40上产生由基体框体41的内侧面所包围的空间，即“补充粉末材料M的空间”。
材料补充装置5具有“填充有粉末材料M的大致筒状部件50”、“内装于大致筒状部件50的螺旋部件51”、“使螺旋部件51旋转的旋转驱动部52”、“与大致筒状部件50的一侧的端部连结并向大致筒状部件50内供给粉末材料M的储存箱53”。螺旋部件51利用基于旋转驱动部52的驱动而旋转，由此将填充到大致筒状部件50内的粉末材料M向未连结储存箱53的另一侧的端部移送。对于材料补充装置5的配置方向(即“装置的朝向”)而言，如图2(a)所示，以螺旋部件51的轴向A与滑动部件20的滑动方向B大致平行的方式配置该材料补充装置即可。或者，如图2(b)所示，以螺旋部件51的轴向A与滑动部件20的滑动方向B大致正交(图2(b))的方式配置材料补充装置5即可。
在材料补充装置5中，优选在大致筒状部件50的端部形成排出口54，粉末材料M从该排出口54向外部排出。另外，材料补充装置5优选移动自如地设在与滑动部件20的滑动方向大致正交的方向上。在这种情况下，材料补充装置5在与滑动部件的滑动方向大致正交的方向上移动的同时，还能够将粉末材料M从排出口54向基体40的上方或者基体框体41的上表面供给。在特别优选的方式中，能够向基体框体41的上表面中的基体40和滑动部件20之间的区域供给粉末材料M。
加工机6具备“至少相对于工作台42能够三轴控制的主轴台61”、“搭载在主轴台61上的主轴箱62”、“对固化层Sb层叠成一体而成的造形物的表面进行切削加工的立铣刀63”。主轴台61以主轴箱62在图1所示的X轴以及Y轴方向可动的方式构成。优选的是，具备自动更换立铣刀63的机构。作为立铣刀63，例如能够使用超硬材质的双刃球头立铣刀。根据加工形状和目的，也可以适当地使用方头立铣刀、圆角立铣刀或者钻头等。需要说明的是，光学设备3的扫描机构32也可以以装卸自如地安装在加工机6的主轴箱62的侧面的方式或者替代立铣刀63地安装的方式构成(未图示)。
然后，参照图3(a)～(f)说明层叠造形装置1的工作方式。首先，将基体40的上表面预先设置成比基体框体41的上表面稍低的状态(参照图3(a))。然后，在材料补充装置5中，使旋转驱动部52驱动，从而使螺旋部件51旋转。利用螺旋部件51的旋转，使储存在储存箱53中的粉末材料M移送到大致筒状部件50内。随后，随着螺旋部件51的旋转，在大致筒状部件50内，粉末材料M被向图3(a)所示的a方向移送。最终，粉末材料M从大致筒状部件50排出，从而向基体框体41的上表面供给。更具体而言，如图3(a)所示，从大致筒状部件50排出的粉末材料M被供给到基体40和滑动部件20之间的区域。
然后，如图3(b)所示，通过使滑动部件20沿着基体框体41的上表面滑动而向基体40上供给粉末材料M。此时，在基体40上利用滑动部件20使粉末材料M的表面均匀，从而如图3(c)所示地形成第一层的粉末层Sa1。滑动部件20在按压粉末材料M的同时使其移动，但是若能够使供给到基体40上表面的粉末材料M的表面均匀，则对该方式也没有特殊的限制。即，滑动部件20具有至少比基体40的宽度大的幅度即可，而不必限于图1所示的板状的部件。为了抑制被顶出的粉末材料M向滑动部件的宽度方向的一侧偏离，优选在顶出粉末材料M的滑动部件表面形成凹凸。另外，为了防止因剩余粉末阻碍滑动部件20的滑动动作而导致粉末层Sa的表面不均匀的情况，也可以在基体框体41上设置回收剩余粉末的回收部(未图示)。
在形成粉末层之后继续使光学设备3工作。具体而言，即，使用光学设备3对粉末层的规定部位照射光束L，从而使该部位的粉末烧结或者熔融固化。由此，在光束的照射部位形成第一层的固化层Sb1(参照图3(d))。
光束L的照射路径(影线路径)优选根据层叠造形物的三维CAD数据预先做成。即，使用等间距地切割(slice)根据三维CAD模型生成的STL(标准三角形语言)数据后的各截面的轮廓形状数据，预先做成每层各光束L的照射路径。需要说明的是，在作为粉末使用金属粉末、固化层形成为烧结层的情况下，优选以造形物的至少最表面成为高密度(气孔率为5％以下)的方式将其固化，而以造形物内部成为低密度的方式将其烧结。即，优选地，预先将形状模型数据预先分割为表层部和内部，并以在内部形成多孔(porous)状态的烧结条件照射光束L，另外，以表层部在粉末大致完全熔融后形成高密度的烧结条件照射光束L。由此，最终能够得到带有致密的表面的三维形状造形物。
当固化层形成完毕时，如图3(e)所示，在使用升降机43将基体框体41顶起到规定高度后，再次向基体框体41的上表面供给粉末材料M(参照图3(a))。将基体框体41顶起的高度能够相当于在第一层的粉末层Sa1以及固化层Sb1上形成的第二层粉末层Sa2的厚度。需要说明的是，该各粉末层Sa或者各固化层Sb的厚度例如假定在形成成型用模具等造形物的情况下为0.05mm左右。通过反复形成粉末层Sa和固化层Sb能够得到多个固化层Sb层叠成一体的造形物。
通过反复进行图3(a)～(e)的工序，当层叠后的固化层Sb的整个厚度成为根据加工机6的立铣刀61的工具长度等算出的所需的值时，开始切削工序。即，如图3(f)所示，使加工机6向造形部4的上方移动，并利用立铣刀63切削层叠成一体的三维形状造形物的表面。使用加工机3的切削路径与光束L的照射路径同样地根据三维CAD数据预先做成。由于利用该切削加工可去除因三维形状造形物的表面附着粉末而产生的剩余固化部，所以能够获得在三维造形物的表面适当露出高密度部的状态。当使用加工机6完成切削时，再次重复形成粉末层Sa和固化层Sb。需要说明的是，层叠造形装置1优选具备由气泵以及吸嘴等构成的粉尘去除机构(未图示)，可以在使用加工机6切削之前和/或切削之后使该粉尘去除机构工作。即，在使用加工机6切削之前，为了提高精度，可以去除未烧结的剩余粉末层并且在切削后去除因切削产生的切削粉。优选的是，粉尘去除机构对于剩余粉末层或者切削粉的去除对象的每一个都具有多个吸嘴，由此，分别地回收剩余粉末以及切削粉。更加优选的是，回收的剩余粉末返回到储存箱53。
经过上述工序，最终能够得到所期望的三维形状造形物。
根据本实施方式，由于以螺旋方式从水平方向供给粉末材料M，所以能够抑制层叠造形装置的高度。即，本发明的层叠造形装置与以往的装置相比其尺寸能够形成得更加紧凑。另外，根据本实施方式，由于存在于储存箱53的下部的粉末材料M沿一个方向地被移送到大致筒状部件50内，并向基体40的上方或者基体框体41的上表面供给，所以未使用的粉末材料不会在储存箱53内停滞，从而能够使材料循环良好。
而且，在本实施方式中，通过控制螺旋部件51的转速，能够适当地调整粉末材料M的供给量(补充量)。在此，请注意粉末材料M的供给量不限于一直保持一定。例如，在使用加工机6切削前去除剩余粉末层Sa时，使用加工机6切削后的粉末材料M的供给量比反复形成粉末层Sa以及固化层Sb的工序中的供给量大。换而言之，在本发明中，能够根据各工序适当调整粉末材料M的供给量，从而能够进行控制以确保所供给的粉末材料M的量不会过分不足。
需要说明的是，在所制造的三维形状造形物小的情况下，即，在由光束L1烧结的粉末层限定在狭窄的区域的情况下，仅向该区域供给粉末材料M以使其充足。对于这一点，在本发明中，通过使材料补充装置5在与滑动部件20的滑动方向大致正交的方向上移动，能够向该移动方向的任意区域供给粉末材料。即，在本发明中，由于能够将粉末材料M仅供给到规定区域，所以能够降低剩余粉末的量。
(第二实施方式)
以下，参照图4(a)～(c)说明本发明的第二实施方式的层叠造形装置。在本实施方式的层叠造形装置1中，滑动部件20具有能够覆盖基体40的上表面的覆盖部23。覆盖部23优选具有“以底面的开口面积大于基体40的上表面面积的方式形成的框体24”和“设在框体24的上表面且能够透过光束L的窗体25”的方式构成。其他结构与所述实施方式1相同。
当向粉末层Sa照射光束L进行烧结等固化时，因所使用的粉末材料不同，存在粉末层Sa接触外界空气氧化而无法得到所期望的固化层的情况。因此，在本实施方式中，在基体40上配置覆盖部23的同时，在由基体40以及覆盖部23包围的空间内填充有非活性气氛气体(例如氮气、氩气)的状态下照射光束L(图4(c))。由此，利用覆盖部23能够抑制粉末层S和外界气体的接触，从而能够防止随着粉末材料M的氧化导致固化层形成不良(例如烧结不良)。需要说明的是，在覆盖部23的框体24的侧部优选连接有气氛气体产生装置(未图示)等。另外，设有用于测量覆盖部23的内部空间A的氧浓度的氧浓度计(未图示)，可以仅在覆盖部23内的氧气浓度高于规定的氧气浓度时，将气氛气体供给到内部空间A。
需要说明的是，作为设在覆盖部23的窗体25，例如，若光束L为YAG激光，优选使用石英玻璃，若光束L为碳酸气体激光，优选使用硒化锌等。窗体25仅为平行板，例如能够以作为fθ透镜发挥功能的方式构成。这样，由于能够使烧结面上的光束L的光点直径成为一定，所以能够形成更高精度的固化层。
在本实施方式中，当覆盖部23沿着基体框体41的上表面滑动时，利用覆盖部23的框体24的外侧面向由基体的上表面和基体框体包围的空间或区域供给粉末材料M，并且使所供给的粉末材料的表面均匀(图4(a))。需要说明的是，如图4(b)所示，优选的是，将材料补充装置5配置成螺旋部件51的轴向大致与覆盖部23的滑动方向大致正交。作为例外，若材料补充装置5以在与覆盖部23的滑动方向大致正交的方向上可动的方式构成，也可以将螺旋部件51的轴向配置成与覆盖部23的滑动方向大致平行(参照图2(a))。
(第三实施方式)
然后，参照图5(a)～(c)，说明本发明的第三实施方式的层叠造形装置。在本实施方式的层叠造形装置1中，滑动部件20具有能够包围基体40的上方或者基体框体41的上表面的被供给粉末材料M的区域的材料供给框26。即，图5(a)～(c)表示上述的覆盖部23和材料供给框26一体形成的结构，但是它们也可以构成为其他的结构体，另外，也可以仅使用材料供给框26。其他的结构与上述的第一或者第二实施方式相同。
根据本实施方式，由于能够仅向基体40的上方或者基体框体41的上表面中的由材料供给框26包围的限定区域供给粉末材料M，所以粉末材料M不会在基体框体41的上表面飞散，从而能够更有效地供给粉末材料M。
另外，如图6所示，作为第三实施方式的变形例，所述的材料供给框26可以具有配置在其框内(尤其是框内的上方区域)的盖体27，并且形成在大致筒状部件50的端部的排出口54和材料供给框26的内部区域成为连通状态。这种情况下，由于材料供给框26内成为密闭状态，所以能够更有效地抑制粉末材料M的飞散。
(第四实施方式)
以下，参照图7(a)、(b)以及图8说明本发明的第四实施方式的层叠造形装置。在本实施方式的层叠造形装置1中，通过设在大致筒状部件的筒体部(即筒状部)的排出口进行粉末材料的供给。即，材料补充装置5通过大致筒状部件50的筒体部的材料喷出开口部55供给粉末材料M。优选的是，如图7(a)以及(b)所示，通过形成在大致筒状部件50的筒体部的下部区域的多个孔55a(例如2至30个孔)供给粉末材料M。其他的结构与所述实施方式1～3相同，但是优选如上述第三实施方式那样向材料供给框26内供给粉末材料M，从而使粉末材料M在基体框体41的上表面不飞散(参照图7(b))。在这种情况下，材料补充装置5和材料供给框26可以一体地形成。对于多个孔55a的形状虽然没有特殊限制，但是例如剖面形状(垂直于材料供给方向剖开所得到的剖面形状)可以是圆形、椭圆形或者多边形等。需要说明的是，在与材料供给框26(滑动部件20)的滑动方向大致正交的方向上，多个孔55a的孔径(即后述的剖面形状的面积)优选预先形成为从储存箱53侧的端部向另一端部逐渐增大。这样，粉末材料M不会偏向储存箱53侧的端部附近，从而能够向基体40的上方或者基体框体41的上表面均匀地供给粉末材料M。
如图8所示，本实施方式的材料喷出开口部也可以具有形成在大致筒状部件50的筒体部的下部区域的狭缝状开口部55b的形式(尤其参照图8(i)以及(ii)所示的大致筒状部件50的下部俯视图)。与“多个孔”的情况相同，优选在与材料供给框26或者滑动部件20的滑动方向大致正交的方向上(a方向)，预先使狭缝状开口部55b的狭缝宽度(即狭缝状开口部的短边尺寸)从储存箱53侧的端部向另一端部逐渐变大(参照图8的
(ii))。这样，能够在粉末材料M不向储存箱53侧的端部附近偏置的情况下，对基体40的上方或者基体框体41的上表面均匀地供给粉末材料M。另外，即使在采用该狭缝状的开口部55的形式的情况下，也能够优选地如所述第三实施方式那样向材料供给框26内供给粉末材料M，从而使粉末材料M不会在基体框体41的上表面飞散(在这种情况下，材料补充装置5与材料供给部26可以一体地构成)。
根据第四实施方式，在不使材料补充装置5移动的状态下能够向基体40的上方或者基体框体41的上表面的广阔范围供给粉末材料M。即，在能够相当于大致筒状部件50的筒体部的长度的范围内，在不移动材料补充装置5的状态下供给粉末材料M，所以能够更加抑制材料补充装置5的移动。
而且，作为第四实施方式的变形例，如图9(a)以及(b)所示，材料补充装置5也可以具备“形成在大致筒状部件50的筒体部的下部区域内的材料喷出开口部55(在图中的形式为“狭缝状开口部55b”)”、“使材料喷出开口部55开闭自如的盖部57”、“驱动盖部57的盖驱动部58”。在这种情况下，盖驱动部58能够驱动盖部57并通过开闭材料喷出开口部55供给粉末材料M(更具体而言，在供给粉末材料时以外由盖部57封闭材料喷出开口部55以防止粉末材料M漏出，另外在供给粉末材料时使盖部57移动以“开启”材料喷出开口部55)。即，即使在这种情况下，能够在不移动材料补充装置5的状态下向基体40的上方或者基体框体41的上表面的广阔范围供给粉末材料M。
在该第四实施方式的变形例中，优选盖部57兼有防止粉末分散功能。具体而言，如图10所示，在供给粉末材料时，优选以从大致筒状部件50的上方覆盖“粉末材料供给部”的方式配置盖部57。即，在供给粉末材料时以外，盖部57封闭材料喷出开口部55以防止粉末材料的漏出(参照图10(b))，但是在供给粉末材料时，优选盖部57配置成围绕大致筒状部件回转且从上方覆盖“粉末材料供给部”的至少一部分(参照图10(a))。由此，所供给的粉末材料不会向“造形部”飞散，从而能够以更加适当的形式制造三维形状造形物。例如，通过以覆盖“粉末材料供给部”的方式配置盖部57能够防止粉末材料向窗体25飞来，所以能够预先防止向“造形部”入射的光束的透过率降低。需要说明的是，在特别优选的方式中，盖体57被配置成从上方覆盖“粉末材料供给部”的造形部侧。在这种情况下，盖部57与材料供给框26协同工作并良好地发挥其功能，如图10(a)所示，盖体57也可以与材料供给框26的造形部侧的缘部26a一体化地形成并覆盖“粉末材料供给部”的至少一部分。
(第五实施方式)
然后，参照图11(a)以及(b)说明本发明的第五实施方式的层叠造形装置。本实施方式的层叠造形装置1还具有能够向与滑动部件20的滑动方向大致正交的方向移送供给到基体40的上方或者基体框体41的上表面的粉末材料M。这种滑动机构7优选形成为使平整板70沿导轨71滑动的方式。当平整板70沿导轨71滑动时，向与滑动部件20的滑动方向大致正交的方向移送被供给到基体40的上方或者基体框体41的上表面的粉末材料M(优选为补充到上述材料供给框26的粉末材料M)，并且使其表面均匀。滑动机构7可以安装在基体框体41上，也可以安装在材料供给框26上。其他的结构与上述的第一至第四实施方式相同。
根据本实施方式，能够在不移动材料补充装置5的状态下在粉末材料M的表面均匀的状态下向基体40的上方或者基体框体41的上表面的广阔范围供给粉末材料M。即，由于能够在平整板70滑动的范围内在不移动材料补充装置5的状态下供给粉末材料M，所以能够进一步抑制材料补充装置5的移动，并且能够在该范围内使材料表面均匀。
作为第五实施方式的变形例，如图12(a)以及(b)所示，层叠造形装置1可以进一步具备能够将供给到基体40的上方或者基体框体41的上表面的粉末材料M向与滑动部件20的滑动方向大致正交的方向移送的输送机构8。输送机构8优选具有“配置在基体40的上方或者基体框体41的上表面上的输送带81”和“驱动输送带81的输送驱动部82”。另外，输送机构8如图所示地配置在基体框体41上，或者输送机构8本身也可以滑动自如地形成，并只在供给材料时配置在基体40的上方或者基体框体41的上表面。优选的是，即使在该变形例中，也可以使用上述的材料供给框26。尤其是，优选在材料供给框26的框内，在与输送带81的移动方向大致正交的方向上固定配置平整部件83，该平整部件83使被移送的粉末材料M的表面均匀。由此，能够在不移动材料补充装置5的状态下，向基体框体41的上表面的广阔范围更容易均匀地供给粉末材料M。该变形例尤其适用于在材料供给框26上设置盖部17的结构(参照图6)。
作为第五实施方式的进一步的变形例，如图13(a)以及(b)所示，层叠造形装置1也可以进一步具备能够将供给到基体40的上方或者基体框体41的上表面的粉末材料M向与滑动部件20的滑动方向大致正交的方向移送的螺旋机构9。螺旋机构9优选具有“配置在基体40上方或者基体框体41的上表面的螺旋壳体91”、“配置在壳体91内的螺旋件92”、“驱动螺旋件92的螺旋驱动部93”。该螺旋机构9也可以配置在基体框体41上，或者螺旋机构9本身也可以滑动自如地构成，并在供给材料时配置在基体40的上方或者基体框体41的上表面。在该螺旋机构9中，不但能够在不移动材料补充装置5的状态下更容易地向基体框体41的上表面的广阔范围均匀地供给粉末材料M，而且还能够混炼粉末材料M本身(这在粉末材料M的粒径存在偏差的情况下、粉末材料M由不同材质的粉末构成的混合物的情况下尤其有效)。
需要说的是，上述的本发明可以理解成包括如下的方式。
第一方式：本发明的层叠造形装置用于制造三维形状造形物，具有：形成由粉末材料构成的粉末层的粉末层形成机构、向所述粉末层的规定部位照射光束使所述规定部位的粉末烧结或者熔融固化从而形成固化层的固化层形成机构，通过反复进行使用粉末层形成机构形成粉末层以及使用所述固化层形成机构形成固化层而使多个固化层层叠成一体，所述层叠造形装置的特征在于，
还具有材料补充机构，该材料补充机构向层叠有所述粉末层以及所述固化层的基体的上方或者包围所述基体的外周的基体框体的上表面供给所述粉末材料，
所述材料补充机构具有装入所述粉末材料的大致筒状部件和内装于所述大致筒状部件的螺旋部件，并利用所述螺旋部件的旋转来移送所述大致筒状部件内的所述粉末材料。
第二方式：以第一方式为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述粉末层形成机构具有滑动部件，所述滑动部件设置为沿所述基体框体的上表面滑动自如，
所述滑动部件将从所述材料补充机构供给的所述粉末材料向所述基体的上表面或者上方移送，并使所移送的粉末材料的表面均匀。
第三方式：以第二方式为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述滑动部件具有能够覆盖所述基体的上表面的覆盖部(覆盖框)。
第四方式，以上述第二或第三方式为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述滑动部件具有包围被供给所述粉末材料的区域的材料供给框。
第五方式，以上述第二～第四方式中任一项为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述材料补充机构设置成在与所述滑动部件的滑动方向大致正交的方向上滑动自如，通过形成在所述大致筒状部件的端部的排出口供给所述粉末材料。
第六方式：以上述第四方式为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述材料供给框具有能够覆盖其上表面的盖部，
所述大致筒状部件的所述排出口和所述材料供给框内成为连通状态。
第七方式：以上述第一～第四方式中任一项为基础，所述层叠造形装置的特征在于，在所述材料补充机构的所述大致筒状部件的筒体部设有材料喷出开口部(例如“多个孔”或者“狭缝状开口部”)，
通过所述材料喷出开口部进行所述粉末材料的供给。
第八方式：以上述第七方式为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述材料补充机构还具有使所述材料喷出开口部开闭自如的盖部，通过驱动所述盖部而开闭所述材料喷出开口部从而进行所述粉末材料的供给。
第九方式，以上述第二～第四方式或上述第六方式中任一项为基础，所述层叠造形装置的特征在于，该层叠造形装置还具有向与所述滑动部件的滑动方向大致正交的方向移送被供给到所述基体的上方或者基体框体的上表面的所述粉末材料的滑动机构。
第十方式：以上述第二～第四方式或上述第六方式中任一项为基础，所述层叠造形装置的特征在于，所述层叠造形装置还具有向与所述滑动部件的滑动方向大致正交的方向移送供给到所述基体的上方或者基体框体的上表面的所述粉末材料的输送机构。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员能够容易地想到通过进行各种变化以获得本发明的技术方案。
例如，在所述的本发明的层叠造形装置中，若移动基体框体41，由于能够在不移动基体40本身的状态下将粉末层Sa以及固化层Sb层叠，所以能够以良好的精度制造三维形状造形物，但是并不一定限于该方式。例如，也可以以将基体框体设为固定状态的方式使基体下降。
另外，在图中所示的方式中，储存箱32固定在材料补充装置5上，但是并不一定限于该方式。例如，作为储存箱53也可以使用可拆下的卡盒(cartridge)。
进一步，在图中所述的方式中，虽然示出了一个内装于大致筒状部件的螺旋部件，但是并不一定限于该方式，也可以是在大致筒状部件内装多个螺旋部件。即，不仅可以采用单轴的材料补充机构，也可以采用多轴(例如两轴或者三轴)的材料补充机构。例如，以两轴的材料补充机构为例，两个螺旋部件的旋转可以是“同向旋转”和“不同向回旋”的任意一种。
产业上的利用可能性
当使用本发明的层叠造形装置时，能够制造各种物品。例如，在“粉末层为金属粉末层、固化层为烧结层的情况”下，能够将所得到的三维形状造形物用作塑料射出成型用模具、冲压模具、压模模具、锻造模具等。另外，在“粉末层为树脂粉末层、固化层为硬化层的情况”下，能够将所得到的三维形状造形物作为树脂成型品使用。
相关专利申请的相互参照
根据巴黎公约，本专利申请主张基于日本专利申请第2008-100281号(申请日：2008年4月21日、发明名称：“层叠造形装置”)的优先权。根据该陈述，所述日本申请所公开的所有内容都应包含在本申请的说明书中。
附图标记说明
1    层叠造形装置
2    粉末层形成部(粉末层形成机构)
20    滑动部件
21    水平轨
22    滑动驱动部
23    覆盖部
24    覆盖部的框体
25    覆盖部的窗体
26    材料供给框
26a   材料供给框的造形部侧的缘部
27    材料供给框的盖部
3     光学设备(固化层形成机构)
31    光源
32    扫描机构
33    光纤
4     造形部
40    基体
41    基体框体
42    工作台
43    升降机
44    台座
5     材料补充装置(材料补充机构)
50    大致筒状部件
51    螺旋部件
52    旋转驱动部
53    储存箱
54    排出口
55    设在大致筒状部件的筒体部的材料喷出开口部
55a   多个孔
55b   狭缝状开口部
57    盖部
58    盖驱动部
6     加工机
61    主轴台
62    主轴箱
63    立铣刀
7     滑动机构
70    平整板
71    平整板的导轨
8     输送机构
81    输送带
82    输送驱动部
83    平整部件
9     螺旋机构
91    螺旋壳体
92    螺旋件
93    螺旋驱动部
104   造形部
140   造形工作台
141   造形框
142   升降机
105   材料供给部
150   升降工作台
151   收容箱
152   升降机构
L     光束
M     粉末材料
Sa    粉末层
Sb    固化层

Claims (7)

1.一种层叠造形装置，其用于制造三维形状造形物，具有：形成由粉末材料构成的粉末层的粉末层形成机构、向所述粉末层的规定部位照射光束使所述规定部位的粉末烧结或者熔融固化从而形成固化层的固化层形成机构，通过反复进行使用粉末层形成机构形成粉末层以及使用所述固化层形成机构形成固化层而使多个固化层层叠成一体，所述层叠造形装置的特征在于，
还具有材料补充机构，该材料补充机构向设有所述粉末层以及所述固化层的基体的上方或者包围所述基体的外周的基体框体的上表面供给所述粉末材料，
所述材料补充机构具有装入所述粉末材料的大致筒状部件和内装于所述大致筒状部件的螺旋部件，并利用所述螺旋部件的旋转来移送所述大致筒状部件内的所述粉末材料，
所述粉末层形成机构具有滑动部件，所述滑动部件设置为沿所述基体框体的上表面滑动自如，
所述滑动部件将从所述材料补充机构供给的所述粉末材料向所述基体的上表面或者上方移送，并使所移送的粉末材料的表面均匀，
所述滑动部件具有框状部，所述材料补充机构向所述框状部内供给所述粉末材料。
2.如权利要求1所述的层叠造形装置，其特征在于，
所述滑动部件具有能够覆盖所述基体的上表面的覆盖部。
3.如权利要求1所述的层叠造形装置，其特征在于，
所述材料补充机构设置成在与所述滑动部件的滑动方向大致正交的方向上滑动自如。
4.如权利要求1所述的层叠造形装置，其特征在于，
所述框状部具有覆盖其框内的盖部，
所述大致筒状部件的粉末材料排出口和所述框状部内成为连通的状态。
5.如权利要求1所述的层叠造形装置，其特征在于，
在所述材料补充机构的所述大致筒状部件的筒体部设有材料喷出开口部，
通过所述材料喷出开口部进行所述粉末材料的供给。
6.如权利要求5所述的层叠造形装置，其特征在于，
所述材料补充机构还具有使所述材料喷出开口部开闭自如的盖部，通过驱动所述盖部而开闭所述材料喷出开口部从而进行所述粉末材料的供给。
7.如权利要求1所述的层叠造形装置，其特征在于，
还具有向与所述滑动部件的滑动方向大致正交的方向移送被供给到所述基体的上方或者所述基体框体的上表面的所述粉末材料的机构。
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Families Citing this family (110)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007050679A1 (de) * 2007-10-21 2009-04-23 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fördern von Partikelmaterial beim schichtweisen Aufbau von Modellen
WO2009084991A1 (en) 2008-01-03 2009-07-09 Arcam Ab Method and apparatus for producing three-dimensional objects
JP4798185B2 (ja) * 2008-08-05 2011-10-19 パナソニック電工株式会社 積層造形装置
JP5364439B2 (ja) 2009-05-15 2013-12-11 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
WO2010150805A1 (ja) 2009-06-23 2010-12-29 パナソニック電工株式会社 三次元形状造形物の製造方法およびそれから得られる三次元形状造形物
WO2011008143A1 (en) 2009-07-15 2011-01-20 Arcam Ab Method and apparatus for producing three-dimensional objects
CN103338880B (zh) 2011-01-28 2015-04-22 阿卡姆股份有限公司 三维物体生产方法
JP5877471B2 (ja) * 2011-05-23 2016-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 三次元形状造形物の製造方法
JP5861117B2 (ja) * 2011-05-30 2016-02-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 三次元形状造形物の製造方法および製造装置
CN102514950B (zh) * 2011-11-16 2013-10-30 华中科技大学 一种移动臂式粉床铺粉装置
EP2804744B1 (en) 2011-12-28 2017-11-08 Arcam Ab Method for increasing the resolution in additively manufactured three-dimensional articles
CN104066536B (zh) 2011-12-28 2016-12-14 阿卡姆股份公司 用于制造多孔三维物品的方法
EP2797730B2 (en) 2011-12-28 2020-03-04 Arcam Ab Method and apparatus for detecting defects in freeform fabrication
TWI472427B (zh) * 2012-01-20 2015-02-11 財團法人工業技術研究院 粉體鋪層裝置與方法及其積層製造方法
JP5599957B2 (ja) 2012-03-09 2014-10-01 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
DE112012006355B4 (de) 2012-05-11 2023-05-11 Arcam Ab Pulververteilung bei additiver Herstellung
GB2503215A (en) * 2012-06-18 2013-12-25 Rolls Royce Plc Method of making an object using a deposition control plate
DE102012012363A1 (de) 2012-06-22 2013-12-24 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit entlang des Austragbehälters bewegbarem Vorrats- oder Befüllbehälter
US9561542B2 (en) 2012-11-06 2017-02-07 Arcam Ab Powder pre-processing for additive manufacturing
WO2014095200A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Arcam Ab Additive manufacturing method and apparatus
DE112013006029T5 (de) 2012-12-17 2015-09-17 Arcam Ab Verfahren und Vorrichtung für additive Fertigung
WO2014144255A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Matterfab Corp. Laser sintering apparatus and methods
US9550207B2 (en) 2013-04-18 2017-01-24 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9676031B2 (en) 2013-04-23 2017-06-13 Arcam Ab Method and apparatus for forming a three-dimensional article
US9415443B2 (en) 2013-05-23 2016-08-16 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9498593B2 (en) 2013-06-17 2016-11-22 MetaMason, Inc. Customized medical devices and apparel
US9468973B2 (en) 2013-06-28 2016-10-18 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
JP5612735B1 (ja) 2013-07-10 2014-10-22 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法およびその製造装置
JP5599921B1 (ja) 2013-07-10 2014-10-01 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
US9505057B2 (en) 2013-09-06 2016-11-29 Arcam Ab Powder distribution in additive manufacturing of three-dimensional articles
US9676033B2 (en) 2013-09-20 2017-06-13 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US10434572B2 (en) 2013-12-19 2019-10-08 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US9802253B2 (en) 2013-12-16 2017-10-31 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US10130993B2 (en) 2013-12-18 2018-11-20 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US9789563B2 (en) 2013-12-20 2017-10-17 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US9102099B1 (en) * 2014-02-05 2015-08-11 MetaMason, Inc. Methods for additive manufacturing processes incorporating active deposition
US9789541B2 (en) 2014-03-07 2017-10-17 Arcam Ab Method for additive manufacturing of three-dimensional articles
US20150283613A1 (en) 2014-04-02 2015-10-08 Arcam Ab Method for fusing a workpiece
JP6647771B2 (ja) * 2014-05-23 2020-02-14 大同特殊鋼株式会社 金型用鋼及び金型
JP2016002698A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 三菱鉛筆株式会社 粉末焼結積層造形法によって形成された筆記ボール及び該筆記ボールを有した筆記具
EP3159141A4 (en) * 2014-06-20 2018-01-24 Fujimi Incorporated Powder material to be used in powder lamination shaping and powder lamination shaping method using same
WO2016017155A1 (ja) 2014-07-30 2016-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物
US9341467B2 (en) 2014-08-20 2016-05-17 Arcam Ab Energy beam position verification
JP6458416B2 (ja) * 2014-09-16 2019-01-30 株式会社リコー 立体造形装置、立体造形物の製造方法
JP5841649B1 (ja) * 2014-10-08 2016-01-13 株式会社ソディック 積層造形装置
EP3023227B1 (en) * 2014-11-24 2018-01-03 SLM Solutions Group AG Powder circuit for use in an apparatus for producing three-dimensional work pieces
US20160167303A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Arcam Ab Slicing method
CN104475730A (zh) * 2015-01-15 2015-04-01 钱波 小型金属粉末快速成形牙齿机
US9721755B2 (en) 2015-01-21 2017-08-01 Arcam Ab Method and device for characterizing an electron beam
US10975460B2 (en) 2015-01-28 2021-04-13 Daido Steel Co., Ltd. Steel powder and mold using the same
JP6601051B2 (ja) * 2015-01-28 2019-11-06 大同特殊鋼株式会社 鋼の粉末
EP3159145B1 (en) * 2015-03-24 2020-07-01 Technology Research Association for Future Additive Manufacturing Powder supplying device, method for controlling powder supplying device,and three-dimensional shaping device
US11014161B2 (en) 2015-04-21 2021-05-25 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US10315408B2 (en) 2015-04-28 2019-06-11 General Electric Company Additive manufacturing apparatus and method
US10391556B2 (en) 2015-04-28 2019-08-27 General Electric Company Powder transfer apparatus and method for additive manufacturing
JP6536199B2 (ja) * 2015-06-16 2019-07-03 セイコーエプソン株式会社 ３次元形成装置
WO2017005301A1 (en) 2015-07-07 2017-01-12 Hewlett-Packard Development Company L.P. Supplying build material
US10357827B2 (en) 2015-07-29 2019-07-23 General Electric Comany Apparatus and methods for production additive manufacturing
CN108025500A (zh) * 2015-09-16 2018-05-11 应用材料公司 用于增材制造系统的可调整的z轴打印头模块
JP6860557B2 (ja) 2015-09-16 2021-04-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 付加製造のための粉末供給
US10807187B2 (en) 2015-09-24 2020-10-20 Arcam Ab X-ray calibration standard object
US10583483B2 (en) 2015-10-15 2020-03-10 Arcam Ab Method and apparatus for producing a three-dimensional article
US10525531B2 (en) 2015-11-17 2020-01-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US10610930B2 (en) 2015-11-18 2020-04-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
WO2017088897A1 (en) * 2015-11-23 2017-06-01 Hewlett-Packard Development Company L.P. Supplying build material
FR3046095B1 (fr) * 2015-12-23 2018-01-26 Addup Machine de fabrication additive et procede de fabrication additive mettant en oeuvre une telle machine
FR3046094A1 (fr) * 2015-12-23 2017-06-30 Michelin & Cie Procede de fabrication additive d'une piece par fusion selective totale ou partielle d'une poudre et machine adaptee a la mise en oeuvre d'un tel procede
US11247274B2 (en) 2016-03-11 2022-02-15 Arcam Ab Method and apparatus for forming a three-dimensional article
BR112018015426A2 (pt) 2016-04-10 2018-12-18 Hewlett Packard Development Co distribuição de material de construção em pó para fabricação aditiva
US11377302B2 (en) 2016-05-12 2022-07-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Distributing powder
US10549348B2 (en) 2016-05-24 2020-02-04 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US11325191B2 (en) 2016-05-24 2022-05-10 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US10525547B2 (en) 2016-06-01 2020-01-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
JP2017226084A (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 株式会社オメガ 三次元造形方法
JP6026698B1 (ja) * 2016-07-13 2016-11-16 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置
US11148367B2 (en) 2016-08-31 2021-10-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional printing
WO2018051277A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-22 Io Tech Group Ltd. Method and system for additive-ablative fabrication
DE202016006355U1 (de) * 2016-10-12 2018-01-15 Realizer Gmbh Anlage zur Objektherstellung aus Werkstoffpulver mit Bereitstellung des Pulvers in Linienform
US10792757B2 (en) 2016-10-25 2020-10-06 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
DE102016122838A1 (de) 2016-11-27 2018-05-30 Fit Ag Transportieren von pulverförmigem Aufbaumaterial für die Herstellung dreidimensionaler Objekte
US10987752B2 (en) 2016-12-21 2021-04-27 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
DE102017105057A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Belichtungseinrichtung für eine Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte
JP6879802B2 (ja) * 2017-03-31 2021-06-02 ダイハツ工業株式会社 三次元積層造形装置
US11059123B2 (en) 2017-04-28 2021-07-13 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US11292062B2 (en) 2017-05-30 2022-04-05 Arcam Ab Method and device for producing three-dimensional objects
US11465358B2 (en) * 2017-08-02 2022-10-11 Matsuura Machinery Corporation Three-dimensional object shaping method
US20190099809A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US20200223138A1 (en) * 2017-10-05 2020-07-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Guide portion for printing material container
JP6935010B2 (ja) * 2017-10-05 2021-09-15 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． ３次元プリンター用造形材料容器
WO2019094286A1 (en) * 2017-11-08 2019-05-16 General Electric Company Omnidirectional recoater
US10529070B2 (en) 2017-11-10 2020-01-07 Arcam Ab Method and apparatus for detecting electron beam source filament wear
DE102017126665A1 (de) * 2017-11-13 2019-05-16 Eos Gmbh Electro Optical Systems 3D-Druck-Vorrichtung und -Verfahren
US10821721B2 (en) 2017-11-27 2020-11-03 Arcam Ab Method for analysing a build layer
US11072117B2 (en) 2017-11-27 2021-07-27 Arcam Ab Platform device
US11517975B2 (en) 2017-12-22 2022-12-06 Arcam Ab Enhanced electron beam generation
US10518356B2 (en) * 2018-02-05 2019-12-31 General Electric Company Methods and apparatus for generating additive manufacturing scan paths using thermal and strain modeling
US10800101B2 (en) 2018-02-27 2020-10-13 Arcam Ab Compact build tank for an additive manufacturing apparatus
US11267051B2 (en) 2018-02-27 2022-03-08 Arcam Ab Build tank for an additive manufacturing apparatus
US11400519B2 (en) 2018-03-29 2022-08-02 Arcam Ab Method and device for distributing powder material
FR3080796B1 (fr) * 2018-05-03 2020-04-17 Addup Machine de fabrication additive comprenant un dispositif de distribution de poudre par doseur a vis sur une surface mobile
US10723074B1 (en) 2019-01-04 2020-07-28 Thermwood Corporation Print head for additive manufacturing
JP7018414B2 (ja) * 2019-05-23 2022-02-10 株式会社ソディック 積層造形装置
JP7300892B2 (ja) * 2019-05-23 2023-06-30 株式会社小糸製作所 車両用灯具及びその製造方法
US11312076B2 (en) * 2019-09-23 2022-04-26 The Boeing Company Apparatuses for additively manufacturing an object from a powder material
JP7323426B2 (ja) * 2019-10-29 2023-08-08 日本電子株式会社 ３次元積層造形装置
JP7186898B2 (ja) * 2019-11-11 2022-12-09 三菱電機株式会社 積層造形装置
GB2593453B (en) * 2020-03-17 2024-06-05 C4 Carbides Ltd Powder feeder
WO2022015831A1 (en) 2020-07-15 2022-01-20 Applied Materials, Inc. Large area recoating for additive manufacturing
EP4015112A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-22 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method and apparatus for the additive manufacture of a workpiece
US11878471B2 (en) * 2022-03-18 2024-01-23 Taiwan Mercury Medical Corporation Magnetic powder dispensing structure for tablet printing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277881A (ja) * 2003-02-25 2004-10-07 Matsushita Electric Works Ltd 三次元形状造形物の製造方法及びその装置
JP2006205456A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Toyota Motor Corp 粉末積層造形用粉末供給装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX9705844A (es) * 1995-02-01 1997-11-29 3D Systems Inc Recubrimiento rapido de objetos tridimensionales con una base en seccion transversal.
JP3446733B2 (ja) * 2000-10-05 2003-09-16 松下電工株式会社 三次元形状造形物の製造方法及びその装置
TW506868B (en) * 2000-10-05 2002-10-21 Matsushita Electric Works Ltd Method of and apparatus for making a three-dimensional object
CN1476362A (zh) * 2000-11-27 2004-02-18 �¼��¹�����ѧ 用于通过高温直接激光熔化制造三维金属件的方法和装置
US7754135B2 (en) * 2003-02-25 2010-07-13 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Three dimensional structure producing method and producing device
DE102005022308B4 (de) * 2005-05-13 2007-03-22 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mit einem beheizten Beschichter für pulverförmiges Aufbaumaterial
DE102005024790A1 (de) * 2005-05-26 2006-12-07 Eos Gmbh Electro Optical Systems Strahlungsheizung zum Heizen des Aufbaumaterials in einer Lasersintervorrichtung
DE102005056260B4 (de) * 2005-11-25 2008-12-18 Prometal Rct Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum flächigen Auftragen von fließfähigem Material
JP4866145B2 (ja) * 2006-05-17 2012-02-01 株式会社アスペクト 粉末焼結積層造形装置及びその使用方法
JP2008110281A (ja) 2006-10-30 2008-05-15 Taiheiyo Cement Corp 排ガス処理方法及び処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277881A (ja) * 2003-02-25 2004-10-07 Matsushita Electric Works Ltd 三次元形状造形物の製造方法及びその装置
JP2006205456A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Toyota Motor Corp 粉末積層造形用粉末供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102015258A (zh) 2011-04-13
JP2009279928A (ja) 2009-12-03
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