CN104972122A - 金属粉末加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是通过使对于金属粉末加工装置内的金属粉末的加热温度恒定，来防止加工中的尺寸精度的下降、金属粉末的品质恶化。本发明的金属粉末加工装置，通过采用下述方案能够解决上述课题：该装置是在腔室(1)内的台(2)上依次层叠金属粉末(7)、并且基于通过激光束或电子束的照射来进行的熔融的金属粉末加工装置、或基于继该熔融后的采用旋转工具进行的切削成形的金属粉末加工装置，在台(2)的下侧底部设置有温度调整部(20)，并且，围绕设置有调整腔室(1)的外壁的温度的温度调整部(10)，同时地加热或冷却两方的温度调整部(10、20)，另一方面，设定包围金属粉末储备罐(4)以及金属粉末供给管(5)的一部分的房间，在针对所述腔室(1)的外壁的温度调整部(10)工作以前，将该房间内的温度调整部的温度设定为与该温度调整部(10)的平均温度相等的温度等。

Description

金属粉末加工装置

技术领域

本发明涉及在腔室内的台上依次层叠金属粉末、并且基于通过激光束或电子束的照射来进行的熔融的金属粉末加工装置，或基于继该熔融后的采用旋转工具进行的切削成形的金属粉末加工装置。

背景技术

在金属粉末加工装置中，载置于上下移动的台(table)上的金属粉末，由设置于台的下侧底部的加热器加热。

但是，随着金属粉末伴随着激光束或电子束的熔融和采用旋转工具进行的切削而依次层叠，距离台的距离变大，其结果，从台的下侧底部开始的由加热器进行的加热温度不得不逐渐下降。

通过这样的温度变化，金属粉末的密度微妙地变化，进而不能避免对尺寸精度造成影响。

另一方面，在湿度高的环境内的加工的情况下，也发生金属粉末的氧化和流动性的恶化，需要腔室内的冷却。

然而，在以往技术中，对于进行伴有腔室中的冷却的温度调整，没有寻求特别的技术考虑。

顺便说一下，专利文献1中公开了对容器中的金属粉末进行加热控制的构成，但并没有公开使容器内的金属粉末的温度尽可能恒定的构成。

专利文献2中公开了进行控制使得即使反复进行金属模具成形，金属模具的温度也总是在规定温度范围内的构成，但并没有公开涉及温度调整的具体的构成，何况并没有启示在金属粉末加工装置中能够采用的温度控制。

这样，在以往技术中，完全没有公开和启示与适当地设定金属粉末加工装置中的温度相关的构成。

专利文献

专利文献1：日本特开2001-234204

专利文献2：日本特开2001-234205

发明内容

本发明的课题是：对于依次层叠于金属粉末加工装置内的金属粉末，通过使其温度尽可能恒定，来防止加工中的尺寸精度的下降，并且防止由湿气导致的氧化和流动性的恶化等的品质恶化。

为解决上述课题，本发明的基本构成包括以下方案。

(1)一种金属粉末加工装置，是在腔室内的台上依次层叠金属粉末、并且基于通过激光束或电子束的照射来进行的熔融的金属粉末加工装置、或基于继该熔融后的采用旋转工具进行的切削成形的金属粉末加工装置，在台的下侧底部设置有温度调整部，并且，在腔室的外侧，围绕设置有在与腔室的外壁的整个区域接触的状态下调整该外壁的温度的温度调整部，能够同时地加热或冷却两方的温度调整部。

(2)根据上述(1)所述的金属粉末加工装置，其特征在于，设定房间，所述房间将金属粉末储备罐和金属粉末供给管之中、向相对于腔室使金属粉末落下的金属粉末供给单元供给金属粉末的突出部以外的区域周围包围，在该房间内设置有温度调整部，能够使该温度调整部的温度，在调整腔室外壁的温度的温度调整部工作之前、或者与该工作同时地达到与调整腔室外壁的温度的温度调整部中的平均温度相等的温度。

根据上述基本构成(1)、(2)，在本发明的金属粉末加工装置中，与以往技术的情况相比，能够减小与层叠相伴的温度变化的程度，而且与以往技术相比，能够减小尺寸精度的下降，还能够减小品质劣化的程度。

附图说明

图1是表示本发明的基本构成的截面图。

图2表示包含金属粉末供给单元、金属粉末储备罐和金属粉末供给管的金属粉末供给装置与本发明的金属粉末加工装置的配置，是与基本构成(2)的构成对应的示意图。

图3是表示对于中空状的金属粉末供给单元，供给和排出热水或水蒸气、以及冷却水或冷却空气的状态的俯视图。

附图标记说明

1   腔室

10  针对腔室的温度调整部

2   台

20  台的下侧底部的温度调整部

3   金属粉末供给单元

30  针对金属粉末供给单元内壁的温度调整部

40  供给和排出用的管

4   金属粉末储备罐

5   金属粉末供给管

6   将供给金属粉末7的区域周围包围的房间

60  上述房间6中的温度调整部

7   金属粉末

70  金属粉末中的熔融和切削区域

具体实施方式

基本构成(1)，如图1所示，在腔室1内的台2上依次层叠金属粉末7、并且基于通过激光束或电子束的照射来进行的熔融的金属粉末加工装置、或继该熔融后通过旋转工具的切削来进行成形的金属粉末加工装置中，在台2的下侧底部，代替以往技术那样的加热器而设置了温度调整部20。

在腔室1的外侧，围绕设置有在与腔室1的外壁的整个区域接触的状态下调整该外壁的温度的温度调整部10，并且，能够同时地加热或冷却两方的温度调整部10、20。

通过设置这样的两方的温度调整部10、20，即使在腔室1内，金属粉末7与采用激光束或电子束进行的熔融、进而采用工具进行的切削相伴的叠层依次蓄积，对于腔室1内，无论在加热的情况和冷却的情况的哪一种情况下，与以往技术的情况相比，都能够使温度的变化为少的状态。

具体而言，在加热的情况下，通过针对腔室1的外壁的来自周围的加热，与以往技术的情况相比，能够使加热温度的下降为更小的状态，并且即使在冷却阶段，也能够根据由两方的温度调整部10、20设定的温度，将腔室1内的温度以大致一定的状态冷却。

采用台2的下侧底部的温度调整部20和腔室1的外壁的温度调整部10进行的温度调整，在加热的情况下，能够通过配置电热丝、或者热水或加热水蒸气的供给以及排出来实现，在冷却的情况下，能够通过冷却水、冷却空气或液态氨的供给以及排出来实现，其结果，能够达成上述效果。

基本构成(2)，如图2所示，其特征在于，设定房间6，所述房间6将金属粉末储备罐4和金属粉末供给管5之中、向相对于腔室1使金属粉末7落下的金属粉末供给单元3供给金属粉末7的突出部以外的区域周围包围，在该房间内设置有温度调整部60，能够使该温度调整部60的温度，在针对腔室1的外壁的温度调整部10工作之前、或与该工作同时地达到与上述温度调整部10中的平均温度相等的温度，通过这样的预先的温度设定，能够更进一步促进基本构成(1)达成的效果。

再者，在本发明中，基本构成(2)从属于基本构成(1)，但其目的是房间6内的金属粉末7的稳定保存，本来就能够采用在与基本构成(1)独立的状态下，在房间6内具备温度调整部的构成。

在从金属粉末供给管5对金属粉末供给单元3供给金属粉末7的阶段，如后述那样的金属粉末供给单元3中的温度调整，不一定是必要不可少的条件。

可以采用下述实施方式，该实施方式的特征在于，在上述基本构成(2)中，在未进行腔室1内的熔融或继熔融之后的成型的情况下，能够将房间内的温度设定得比常温低和/或调整房间内的湿度。

通过采用这样的实施方式，在未进行腔室1内的熔融或熔融和加工的平常的时期，能够确实地防止金属粉末7的氧化，并且实现不变质的保存。

采用下述实施方式的情况较多：在基本构成(1)、(2)中，能够将台2的下侧底部的温度调整部20的腔室1内侧壁部侧的端部的温度、和针对腔室1的外壁的温度调整部10的温度之中处于与上述台2的下侧底部的温度调整部20同一高度位置的温度控制为相等的状态，其根据来自于：在使腔室1内的温度成为大致均匀的状态方面，优选为腔室1的内壁的下端端部和台2的内壁侧的端部的位置的温度相等的状态。

实施例

以下按照实施例进行说明。

实施例1

即使如基本构成(2)那样，将上述房间6内的温度调整部60的温度预先设定为与调节腔室1的外壁的温度的温度调整部10的平均温度相等的状态，房间6内的温度也不一定与现实进行了熔融的阶段中的腔室1的外壁的温度准确地一致。

为了应对这样的状况，在立足于基本构成(1)、(2)的基础上，在实施例1中，如图2、3所示，其特征在于，在腔室1的上侧进行往复移动的金属粉末供给单元3中，将调整金属粉末7落下而通过的内侧壁部的温度的温度调整部30配置于该内侧壁部与周围的外侧壁部之间，并且，能够设定与针对腔室1的外壁的温度调整部10的下侧端部的温度相等的温度。

这样，在金属粉末供给单元3中，设定了与针对腔室1的外壁的温度调整部10的下侧端部的温度等同的温度的情况下，能够更进一步减少由于伴随着上述熔融和上述加工，叠层蓄积所致的台2侧的温度与叠层的上侧的温度的不同的程度。

上述温度设定，如图3所示，能够通过将金属粉末供给单元3的内壁与外壁之间设为中空状态，在加热的情况下对内壁卷绕电热丝、或者供给以及排出热水或水蒸气，在冷却的情况下供给以及排出冷却水或冷却空气来实现。

实施例2

台2的下侧底部的加热或冷却的影响，不能避免随着叠层蓄积而逐渐下降。

为了应对这样的影响的下降，在实施例2中，在立足于基本构成(1)、(2)的基础上，采用下述构成，该构成的特征在于，在加热金属粉末7的情况下，能够将针对腔室1的外壁的温度调整部10的温度设定得随着趋向上侧而变高，在冷却金属粉末7的情况下，能够将腔室1的外侧的温度调整部10的温度设定得随着趋向上侧而变低，其结果，能够减少上述影响的下降的程度。

为了实现上述构成，为了在加热的情况下将温度调整部10的温度设定得随着趋向上侧而变高，可以通过随着趋向上侧而使电热丝在腔室1的外壁卷绕的程度增加来增多每单位面积的发热量，或者通过将向温度调整部10供给的热水或加热水蒸气从上侧供给，并从下侧排出，而且适当选择热水或加热水蒸气的通过量和温度，从而设定适当的温度梯度。

同样地，为了在冷却的情况下随着趋向上侧而温度变低，可以通过将冷却水、冷却空气或液态氨从上侧供给，并且从下侧排出，而且适当选择冷却水或冷却空气的温度和通过量，从而设定适当的温度梯度。

从腔室1的外壁侧开始的温度调整所带来的影响，不能避免随着从该外壁趋向内侧而逐渐下降的情况。

为应对这样的影响的下降，在实施例2中，在立足于基本构成(1)、(2)的基础上，采用了下述构成，该构成的特征在于，在加热金属粉末7的情况下，能够将台2的下侧底部的温度调整部20的温度设定得随着从腔室1的内侧壁部侧靠近中心位置而变高，在冷却金属粉末7的情况下，能够将台2的下侧底部的温度调整部20的温度设定得随着从腔室1的内侧壁部侧靠近中心位置而变低。其结果，能够减少上述影响的下降的程度。

为实现上述构成，为了在加热的情况下随着趋向中心而温度变高，可以通过随着趋向底部的中心，使配设电热丝的程度增加来增多每单位面积的发热量，或者通过将向温度调整部20供给的热水或加热水蒸气从腔室1的中心位置供给，并且从内侧壁部侧排出，而且适当选择热水或加热水蒸气的温度和通过量，从而设定适当的温度梯度。

同样地，在冷却的情况下，可以通过将针对温度调整部20的冷却水、或冷却空气从腔室1的中心位置供给，并且从内侧壁部侧排出，而且适当选择冷却水或冷却空气的温度和通过量，从而设定适当的温度梯度。

产业上的利用可能性

本发明能够在基于对金属粉末的熔融和切削的金属粉末加工装置的整个领域利用，通过该利用所产生的技术效果极大。

Claims (8)

1.一种金属粉末加工装置，是在腔室内的台上依次层叠金属粉末、并且基于通过激光束或电子束的照射来进行的熔融的金属粉末加工装置、或基于继该熔融后的采用旋转工具进行的切削成形的金属粉末加工装置，

在台的下侧底部设置有温度调整部，并且，在腔室的外侧，围绕设置有在与腔室的外壁的整个区域接触的状态下调整该外壁的温度的温度调整部，能够同时地加热或冷却两方的温度调整部。

2.根据权利要求1所述的金属粉末加工装置，其特征在于，设定房间，所述房间将金属粉末储备罐和金属粉末供给管之中、向相对于腔室使金属粉末落下的金属粉末供给单元供给金属粉末的突出部以外的区域周围包围，在该房间内设置有温度调整部，能够使该温度调整部的温度，在调整腔室外壁的温度的温度调整部工作之前、或者与该工作同时地达到与调整腔室外壁的温度的温度调整部中的平均温度相等的温度。

3.根据权利要求2所述的金属粉末加工装置，其特征在于，在未进行腔室内的熔融或继熔融之后的成型的情况下，能够将房间内的温度设定得比常温低和/或调整房间内的湿度。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的金属粉末加工装置，其特征在于，在腔室的上侧进行往复移动的金属粉末供给单元中，将调整金属粉末落下而通过的内侧壁部的温度的温度调整部配置于该内侧壁部与周围的外侧壁部之间，并且能够设定与针对腔室外壁的温度调整部的下侧端部的温度相等的温度。

5.根据权利要求4所述的金属粉末加工装置，其特征在于，将金属粉末供给单元的内壁与外壁之间设为中空状态，在加热的情况下对内壁卷绕电热丝，或者供给以及排出热水或水蒸气，在冷却的情况下供给以及排出冷却水或冷却空气。

6.根据权利要求1～5的任一项所述的金属粉末加工装置，其特征在于，能够将台的下侧底部的温度调整部的腔室内侧壁部侧的端部的温度、和针对腔室外壁的温度调整部的温度之中处于与所述台的下侧底部的温度调整部同一高度位置的温度控制为相等的状态。

7.根据权利要求1～6的任一项所述的金属粉末加工装置，其特征在于，在加热金属粉末的情况下，能够在与腔室外壁的整个区域接触的状态下将该外壁的温度调整部的温度设定得随着趋向上侧而变高，在冷却金属粉末的情况下，能够将腔室外侧的温度调整部的温度设定得随着趋向上侧而变低。

8.根据权利要求1～7的任一项所述的金属粉末加工装置，其特征在于，在加热金属粉末的情况下，能够将台的下侧底部的温度调整部的温度设定得随着从腔室的内侧壁部侧靠近中心位置而变高，在冷却金属粉末的情况下，能够将台的下侧底部的温度调整部的温度设定得随着从腔室的内侧壁部侧靠近中心位置而变低。