CN106103801B - 光照射装置以及层压造形装置 - Google Patents

Abstract

提供能够提高功能部的布局的自由度的光照射装置及层压造型装置。实施方式的光照射装置是层压造形装置用的。上述光照射装置具备聚光部及功能部。上述聚光部将多个第一光束聚光。上述功能部的至少一部分位于上述多个第一光束之间或者被上述多个第一光束包围的位置。上述聚光部是第三透镜。上述功能部的一部分位于上述多个第一光束的位于上述第三透镜的中心侧的位置。

Description

光照射装置以及层压造形装置

本申请以日本专利申请2014-055654(申请日：2014年3月18日)为基础，从该申请享受优先权。本申请通过参照该申请，包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及光照射装置以及层压造形装置。

背景技术

以往，作为使用于层压造形装置的光照射装置，公知有对喷射出的粉末状的材料照射光束并使该材料熔融的构成的光照射装置。

层压造形装置用的光照射装置需要采用功能部不遮挡光束的这种构成。因此，在以往的构成中，功能部的布局大受限制。因此，在这种光照射装置中，如果能获得能够将功能部的布局的自由度提高的构成则是有意义的。

发明内容

本发明所要解决的课题在于，提供能够提高功能部的布局的自由度的光照射装置及层压造型装置。

实施方式的光照射装置是层压造形装置用的光照射装置。上述光照射装置具备聚光部及功能部。上述聚光部将多个第一光束聚光。上述功能部的至少一部分位于上述多个第一光束之间或者被上述多个第一光束所包围的位置。上述聚光部是第三透镜。上述功能部的一部分位于上述多个第一光束的位于上述第三透镜的中心侧的位置。

附图说明

图1是第一实施方式的层压造形装置的一例的示意图。

图2是示出了由第一实施方式的层压造形装置进行的层压造形物的制造工序的一例的说明图。

图3是示出了第一实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的立体图。

图4是示出了第一实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的侧视图。

图5是第一实施方式的分支部的一例的侧视图。

图6是第一实施方式的聚光部的一例的主视图。

图7是示出了第一实施方式的层压造形装置的一例的一部分的示意图。

图8是第一实施方式的光照射装置的一例照射的激光光束的聚光部位的示意图。

图9是示出了第二实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的立体图。

图10是第二实施方式的聚光部的一例的主视图。

图11是示出了第三实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的立体图。

图12是示出了第三实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的侧视图。

图13是示出了第三实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的侧视图，是与图12不同的方向的视线处的侧视图。

图14是第三实施方式的光照射装置的分支部的一例的侧视图。

图15是第三实施方式的光照射装置的一例照射的激光光束的聚光部位的示意图。

图16是示出了第四实施方式的光照射装置的一例的内部的概略构成的示意性的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式进行详细地说明。另外，在下面的多个实施方式中，包含同样的构成要素。因此，下面，对这些同样的构成要素赋予共通的符号，并且省略重复的说明。

(第一实施方式)

如图1所示，层压造形装置1具备处理槽11、工作台12、移动装置13、喷嘴装置14、光学装置15、计测装置16及控制装置17等。

层压造形装置1通过对配置在工作台12上的对象物110层状地叠置通过喷嘴装置14供给的材料121，造形出规定的形状的层压造形物100。

对象物110是通过喷嘴装置14供给材料121的对象，包含基底110a以及层110b。多个层110b被层压在基底110a的上面。材料121是粉末状的金属材料、树脂材料等。造形中能够使用一种以上的材料121。

处理槽11中设置有主室21和副室22。副室22与主室21邻接而设。在主室21与副室22之间设置有门部23。在门部23被打开的情况下，主室21与副室22连通，在门部23被关闭的情况下，主室21成为气密状态。

在主室21中设置有供气口21a以及排气口21b。通过供气装置(未图示)的动作，经由供气口21a对主室21内供给氮气、氩气等惰性气体。通过排气装置(未图示)的动作，从主室21经由排气口21b排出主室21内的气体。

此外，在主室21内设置有移送装置(未图示)。此外，从主室21一直到副室22，设置有搬送装置24。移送装置将在主室21中处理过的层压造形物100送至搬送装置24。搬送装置24将从移送装置送来的层压造形物100搬送到副室22内。即，在副室22中收纳在主室21中处理过的层压造形物100。层压造形物100被收纳于副室22后，关闭门部23，副室22与主室21被隔绝。

在主室21内，设置有工作台12、移动装置13、喷嘴装置14的一部分、计测装置16等。

工作台12支撑对象物110。移动装置13能够使工作台12沿互相正交的三轴方向移动。

喷嘴装置14对位于工作台12上的对象物110供给材料121。此外，喷嘴装置14的喷嘴33对位于工作台12上的对象物110照射激光光束200。喷嘴装置14能够并行地供给多种材料121，也能够选择性地供给多种材料121中的一种。此外，喷嘴33与材料121的供给并行地照射激光光束200。

喷嘴装置14具有供给装置31、喷嘴33、供给管34等。材料从供给装置31经由供给管34向喷嘴33供给。

供给装置31包含箱31a及供给部31b。箱31a中收纳材料121。供给部31b将箱31a的材料121供给规定量。供给装置31供给包含有粉状的材料121的载流气体(气体)。载流气体例如是氮气、氩气等惰性气体。

此外，如图1所示，光学装置15具备光源41及线缆210。光源41具有振荡元件(未图示)，通过振荡元件的振荡出射激光光束200。光源41能够变更出射的激光光的能量密度。

光源41经由线缆210与喷嘴33连接。从光源41出射的激光光束200被引导到喷嘴33。喷嘴33向对象物110及朝向对象物110喷射的材料121照射激光光束200。

计测装置16计测固化了的层110b的形状以及造形出的层压造形物100的形状。计测装置16将计测出的形状的信息发送给控制装置17。计测装置16例如具备摄影机61及图像处理装置62。图像处理装置62基于通过摄影机61计测到的信息进行图像处理。另外，计测装置16例如通过干涉方式、光切断方式等，计测层110b以及层压造形物100的形状。

控制装置17与移动装置13、搬送装置24、供给装置31、光源41以及图像处理装置62经由信号线220电连接。

控制装置17控制移动装置13，从而使工作台12沿三轴方向移动。控制装置17控制搬送装置24，从而将造形出的层压造形物100向副室22搬送。控制装置17控制供给装置31，从而调整材料121的供给的有无及供给量。控制装置17控制光源41，从而调整从光源41出射的激光光束200的能量密度。此外，控制装置17控制喷嘴33的移动。

控制装置17具备存储部17a。存储部17a中存储有表示材料121的比率的数据、表示要造形的层压造形物100的形状(参照形状)的数据等。

控制装置17能够具备选择性地从喷嘴33供给多种不同的材料121、并调整(变更)多种材料121的比率的功能。例如，控制装置17基于存储于存储部17a的表示各材料121的比率的数据，控制供给装置31等，以便以该比率形成材料121的层110b。通过该功能，能够造型出多种材料121的比率根据层压造形物100的位置(场所)而变化(渐减或者渐增)的梯度材料(梯度功能材料)。具体来讲，例如，在层110b的形成时，控制装置17通过控制供给装置31以成为与层压造形物100的三维坐标的各位置对应而设定的(存储的)材料121的比率，从而能够将层压造形物100造形为材料121的比率沿三维的任意的方向变化的梯度材料(梯度功能材料)。每单位长度的材料121的比率的变化量(变化率)也能够进行各种设定。

控制装置17具备判断材料121的形状的功能。例如，控制装置17通过对由计测装置16取得的层110b或者层压造形物100的形状和存储于存储部17a的参照形状进行比较，判断是否形成了不是规定的形状的部位。

此外，控制装置17具备将通过材料121的形状的判断判断为不是规定的形状的部位的不需要的部位去除，从而将材料121修剪为规定的形状的功能。例如，在材料121飞散并附着在与规定的形状不同的部位的情况下，控制装置17首先控制光源41，以便使激光光束200成为能够使材料121蒸发的能量密度。接着，控制装置17对该部位照射激光光束200，使材料121蒸发。

接着，参照图2，对由层压造形装置1进行的层压造形物100的制造方法进行说明。如图2所示，首先，进行材料121的供给以及激光光束200的照射。控制装置17控制供给装置31等以从喷嘴33向规定的范围供给材料121，并且控制光源41，以使所供给的材料121在激光光束200的作用下熔融。由此，如图2所示，对基底110a上的要形成层110b的范围中，仅供给规定的量的已熔融的材料121。材料121在被向基底110a、层110b喷射时，变形并成为层状或者薄膜状等的材料121的集合。或者，材料121被运载材料121的载流气体所冷却或者由于对材料121的集合的传热而被冷却，从而以粒状被层压，成为粒状的集合。

接着，进行退火处理。退火处理可以在层压造形装置1外使用退火装置(未图示)进行，但也可以在层压造形装置1内进行。在后者的情况下，控制装置17控制光源41，以便对基底110a上的材料121的集合照射激光光束200。由此，材料121的集合被再次熔融而成为层110b。

接着，进行形状计测。控制装置17控制计测装置16，以计测进行了退火处理的基底110a上的材料121。控制装置17对由计测装置16取得的层110b或者层压造形物100的形状和存储于存储部17a的参照形状进行比较。

接着，进行修剪。修剪可以在层压造形装置1外使用修剪装置(未图示)进行，但也可以在层压造形装置1内进行。在后者的情况下，在通过形状计测及与参照形状的比较判明了例如基底110a上的材料121附着于与规定的形状不同的位置的情况下，控制装置17控制光源41，以使得不需要的材料121蒸发。另一方面，在通过形状计测及与参照形状的比较判明了层110b是规定的形状的情况下，控制装置17不进行修剪。

在上述的层110b的形成结束时，层压造形装置1在该层110b之上形成新的层110b。层压造形装置1通过将层110b反复地叠置，造型出层压造形物100。

如图1所示，喷嘴33具备框体71。框体71构成为上下方向长的筒状。在框体71的下端部设置有开口部71a(参照图7)。喷嘴33是光照射装置的一例。

图3中示出了喷嘴33的立体图，图4中示出了喷嘴33的侧视图。如图3以及图4所示，喷嘴33具备透镜72、反射镜73、透镜74及管75。透镜72、反射镜73、透镜74以及管75被收纳于框体71(参照图1)的内部，被框体71所支撑。透镜72、反射镜73以及透镜74构成将激光光束200(激光光束200a)向对象物110照射的光学系统。管75通过供给装置31和供给管34构成供给材料121的材料供给部65。

透镜72以其光轴沿着与框体71的上下方向(长度方向)大致正交的方向的姿态位于框体71的上部。对透镜72入射从线缆210出射并扩散的激光光束200。透镜72使所入射的激光光束200成为(变换为)平行光束后出射。从透镜72出射的激光光束200向反射镜73入射。向反射镜73入射的激光光束200是第二光束的一例。

反射镜73与透镜72对置(面对)。反射镜73具有多个反射面73c、73d。此外，反射镜73如图3至图5所示那样具有基部73a(第一部分)和延伸部73b(第二部分)。延伸部73b从基部73a的透镜72侧的部分朝向透镜72延伸。在延伸部73b的前端部(与透镜72对置的端部)，设置有反射面73c，在基部73a的透镜72侧的部分，设置二个(多个)反射面73d。此外，反射镜73上设置有开口部73e。开口部73e例如是贯通孔。开口部73e沿框体71的上下方向贯通反射镜73。在开口部73e被插入管75的至少一部分。另外，开口部73e也可以是切口。

如图4所示，反射面73c、73d分别相对于从透镜72出射的激光光束200的光轴倾斜，使激光光束200的一部分朝向框体71的下方反射。另外，图4中仅示出了二个反射面73d中的一个，但另一个也同样进行反射。各反射面73c、73d相对于激光光束200的光轴的倾斜大致相同。从图4可知，反射面73d相比于反射面73c位于远离透镜72的位置(远一侧，在图4中为左侧)。换言之，反射面73c相比于反射面73d位于靠近透镜72的位置(近一侧，在图4中为右侧)。即，反射面73c在将第一方向D作为视线方向观察管75时(参照图3以及图4，从透镜72朝向反射面73c的方向)位于管75的后方(将距透镜72近一侧作为后方)。此外，反射面73d在以第一方向D为视线方向观察管75时，位于比反射面73c靠前方(将距透镜72远一侧作为前方)的位置。

此外，如图5所示，二个反射面73d在与框体71的上下方向大致正交的方向、且与从透镜72出射的激光光束200的光轴大致正交的方向(图5的左右方向)上，互相隔开间隔而存在。延伸部73b位于二个反射面73d之间，并且在以第一方向D为视线方向观察管75时，反射面73c位于二个反射面73d之间。即，在以第一方向D为视线方向观察管75时，反射面73c位于与管75重叠的位置，反射面73d位于偏离管75的位置。这里，是在以第一方向D为视线方向观察管75时管75完全被反射面73c遮蔽的构造。由此，从透镜72出射的激光光束200一定到达反射面73c或者73d的任一个并被反射。即，激光光束200的全部光束全部被反射，没有偏离反射面73c、73d的光束，因此效率高。

这样，在本实施方式中，通过反射镜73的、沿周向在管75的周围分散配置的多个(三个)反射面73c、73d，从一个激光光束200获得多个(三个)激光光束200a。各激光光束200a是通过激光光束200被分支为多个而获得的，所以激光光束200a能够称为激光光束200的一部分。多个激光光束200a在管75的周围沿周向分散配置，并分别大致沿着管75的长度方向(轴向，中心轴Ax)前进。多个激光光束200a以从框体71的中心轴Ax离开的状态朝向透镜74前进。即，激光光束200a至少在反射镜73与透镜74之间不与中心轴Ax重叠。从反射镜73出射的多个激光光束200a以互相分离的状态向透镜74入射。反射镜73是分支部的一例。反射面73c是第一反射面的一例，反射面73d是第二反射面的一例。激光光束200a是第一光束的一例。

透镜74位于反射镜73的下方，在框体71的上下方向上与反射镜73对置。透镜74的光轴与框体71的中心轴Ax大致一致。如图6所示，对透镜74入射多个激光光束200a。多个激光光束200a在透镜74中的从中心部(光轴)离开的部分通过。即，激光光束200a以互相分离的状态通过透镜74。透镜74将多个激光光束200a聚光。多个激光光束200a的各中心部位于距透镜74的光轴为彼此相同的距离的位置，从而能够更好地通过透镜74进行激光光束200a的聚光。这是由于，透镜74相对于光轴的对称性越好，则聚光部位200b(聚光点)越容易变小。透镜74将各激光光束200a从框体71的开口部71a向下方出射，并将这些激光光束200a向框体71的下方聚光。根据图3以及图4可知，通过这样的构成，多个激光光束200a避开管75，同时被聚光于聚光部位200b(聚光位置)。聚光部位200b沿着管75的轴向位于比管75的轴向的端部更靠外侧的位置。聚光部位200b的形状作为一例如图8所示，为非圆形。透镜74是聚光部以及第三透镜的一例。

此外，如图6所示，透镜74上设置有开口部74a。开口部74a设置于三个(多个)激光光束200a的、位于透镜74的中心侧的位置。具体来讲，开口部74a被设置于透镜74的中央部。开口部74a被设置于透镜74中、从激光光束200a所通过的区域74b偏离的位置。开口部74a作为一例是贯通孔。开口部74a沿着透镜74的光轴贯通透镜74。开口部74a收纳管75的一部分。另外，开口部74a也可以是切口。开口部74a是第二开口部的一例。

如图3以及图4所示，管75沿着框体71的上下方向延伸。管75为，其通路75a与框体71的中心轴Ax重叠。管75被插入到反射镜73的开口部73e，并且被插入到透镜74的开口部74a。管75在反射镜73的上方位置与透镜74的下方位置之间延伸。管75的至少一部分位于被多个激光光束200a包围的位置。具体来讲，管75的至少比反射镜73靠下方的部分被多个激光光束200a包围。即，在管75的至少比反射镜73靠下方的部分的周围，配置有多个激光光束200a。多个激光光束200a在避开管75的同时被聚光。管75是功能部的一例。

如图7所示，在管75的内部设置有通路75a。此外，在管75的下端部(前端部)，设置有与通路75a连通的开口部75b。开口部75b位于多个激光光束200a的聚光部位200b的上方(透镜74侧)，与聚光部位200b沿上下方向对置。此外，开口部75b位于对象物110的上方，与对象物110在上下方向上对置。开口部75b是第三开口部的一例。

管75将与载流气体一起从供给管34向通路75a内供给的材料121从开口部75b喷射。具体来讲，管75(开口部75b)从对象物110的上方与对象物110大致垂直地喷射材料121。所喷射的材料121到达多个激光光束200a的聚光部位200b，在聚光部位200b被熔融。被熔融的材料121被供给到对象物110上，并层压于对象物110上。这里，在是相对于对象物110从斜上方喷射载流气体以及材料121的构成的情况下，材料121在对象物110上反弹并飞散，并且对象物110上的材料121的集合的直径容易变大。与此相对，在本实施方式中，管75从对象物110的上方与对象物110大致垂直地喷射载流气体以及材料121，所以即使到达对象物110的材料121在例如对象物110上弹回，也沿对象物110的垂直方向弹回。由此，通过从上方喷射的载流气体向对象物110按压材料121。因此，材料121容易留在对象物110上，材料121的飞散容易被抑制。此外，管75从对象物110的上方与对象物110大致垂直地喷射材料121，所以对象物110上的材料121的集合的直径容易变小。

以上，如说明那样，在本实施方式中，喷嘴33(光照射装置)具备反射镜73(分支部)、透镜74(聚光部)及管75(功能部)。反射镜73使激光光束200(第二光束)分支为多个激光光束200a(第一光束)。透镜74将多个激光光束200a聚光。管75的至少一部分位于被多个激光光束200a包围的位置(区域)。因此，通过本实施方式，例如，能够将管75配置在管75能够相对于对象物110垂直地喷射载流气体以及材料121的位置、与喷嘴33的中心轴重叠的位置、聚光部位200b的正上方等。即，根据本实施方式，例如，能够提高管75的布局的自由度，能够将管75配置在更良好地发挥功能的位置。

此外，在本实施方式中，反射镜73具有反射面73c、73d。反射面73c在以第一方向D为视线方向观察管75时，在与管75重叠的位置位于管75的后方。反射面73d在以第一方向D为视线方向观察管75时，在从管75偏离的位置位于比反射面73c更靠前方的位置。因此，通过本实施方式，反射面73c、73d将激光光束200的全部光束反射，从而能够在管75的周围将激光光束200分支为多个激光光束200a。

此外，在本实施方式中，反射镜73具有多个反射面73d。反射面73c在以第一方向D为视线方向观察管75时，位于反射面73d之间。因此，通过本实施方式，能够使激光光束200分支为包围管75的三个激光光束200a。

此外，在本实施方式中，在透镜74上，在多个激光光束200a的、位于该透镜74的中心侧的位置，设置有收纳管75的一部分的开口部74a。因此，通过本实施方式，能够使管75位于多个激光光束200a的聚光部位200b的比较近的位置。管75越远离聚光部位200b，则从管75供给的材料121在对象物110上越扩散。因此，通过使管75与聚光部位200b靠近，能够减轻供给的材料121在对象物110上扩散。由此，能够进行精度好的造形。

此外，在本实施方式中，开口部74a被设置在透镜74上从激光光束200a所通过的多个区域74b偏离的位置。因此，通过本实施方式，通过透镜74，激光光束200a被良好地聚光。

(第二实施方式)

本实施方式相对于第一实施方式，喷嘴33A不同。如图9所示，喷嘴33A除了具备透镜72、反射镜73、透镜74以及管75以外，还具备管76。此外，透镜74与第一实施方式中的不同。

如图10所示，透镜74上除了设置有开口部74a以外，还设置有二个(多个)开口部74c。开口部74c被设置在透镜74中的从多个激光光束200a所通过的多个区域74b偏离的位置。开口部74c作为一例是贯通孔。开口部74c沿着透镜74的光轴贯通透镜74。另外，开口部74c也可以是切口。

二个(多个)管76位于管75的周围。管76相对于管75(框体71的中心轴Ax)倾斜。在管76的内部设置有通路76a。通路76a的下端部与管75的通路75a连通。此外，管76被插入到透镜74的开口部74c。即，开口部74c收纳管76的一部分。从供给装置31经由供给管34对管76供给材料121。在本实施方式中，供给管34按每个管75、76而设，管75、76经由与各自对应的供给管34与供给装置31连接。

对各管75、76供给的材料121既可以是相同种类，也可以是互相不同的种类。后者的情况下，在对多个管75、76中的二个以上供给材料121的情况下，这些材料121在管75的下端部被混合。混合后的材料从管75的开口部75b被喷射。另一方面，在仅对多个管75、76中的一个管供给材料121的情况下，该材料121从管75的开口部75b被喷射。另外，各管75、76的通路75a、76a，也可以不互相连接。在为该构成的情况下，也可以是，各管75、76分别喷射材料121，从二个以上的管75、76喷射出的材料121在管75的下方被混合。即，在管75、76的外部也可以混合多种材料121。

在以上的构成中，与第一实施方式同样地，管75(功能部)的至少一部分位于被多个激光光束200a(第一光束)包围的位置。因此，即使在本实施方式中，也与第一实施方式同样地、能够将管75配置在管75能够相对于对象物110垂直地喷射载流气体以及材料121的位置、与喷嘴33A的中心轴重叠的位置、聚光部位200b的正上方等。即，通过本实施方式，例如，能够提高管75的布局的自由度，能够将管75配置在更良好地发挥功能的位置。此外，设置有管76，因此也能够将不同的材料121混合。或者，也可以对各管75、76供给相同的材料121，增加材料121的供给量。

(第三实施方式)

在本实施方式中，相对于第一实施方式，喷嘴33B不同。喷嘴33B如图11至图13所示那样，具有透镜72、透镜77、透镜78、透镜74、管75及管76。

在本实施方式中，透镜72以光轴沿着框体71的上下方向(长度方向)的姿态，位于框体71的上部。透镜72的光轴与框体71的中心轴Ax大致一致。对透镜72入射从线缆210出射并扩散的激光光束200。透镜72使所入射的激光光束200成为平行光束后出射。从透镜72出射的激光光束200向透镜77入射。向透镜77入射的激光光束200是第二光束的一例。

透镜77位于透镜72的下方，在框体71的上下方向上与透镜72对置。透镜77使所入射的激光光束200分支为多个激光光束200a。如图11以及图14所示，透镜77具有二个(多个)入射面77a和一个出射面77b。入射面77a构成为凸面状。具体来讲，入射面77a构成为构成圆筒面的一部分的弯曲面。入射面77a朝向透镜72突出。二个入射面77a以圆筒的轴心互相平行的方式互相连接。出射面77b构成为大致平坦。在透镜77上，在二个入射面77a的边界部的相反侧的出射面77b的部分，设置有凹部77c。凹部77c朝向二个入射面77a的边界部凹陷。透镜77是分支部以及第一透镜的一例。

透镜77例如能够是二个部件77d连接而构成的。部件77d构成为将圆筒透镜的一部分削除的形状。各部件77d具有一个入射面77a和出射面77b的一部分。在二个部件77d的边界面77e连接凹部77c。凹部77c将在边界面77e前进的激光光束200向斜下方出射，使之包含于激光光束200a。由此，在边界面77e前进的激光光束200并不损失。即，谋求激光光束200的利用效率的提高。透镜77能够通过二个同一规格的部件77d构成。

如图11所示，对透镜77的二个入射面77a入射激光光束200。透镜77使入射到入射面77a的激光光束200分支为二个激光光束200a后从出射面77b出射。激光光束200a在透镜77与透镜78之间收敛，在收敛后扩散并向透镜78入射。在本实施方式中，使一个激光光束200在一个透镜77分支为多个激光光束200a，所以这些激光光束200a容易同时向透镜78入射。即，具有容易进行像差校正的优点。

如图11至图13所示，透镜78位于透镜77的下方，并在框体71的上下方向上与透镜77对置。透镜78被设置在透镜77与透镜74之间。透镜78使所入射的二个激光光束200a(变换)成为平行光束后出射。

透镜78具有一个入射面78a和二个(多个)出射面78b。入射面78a构成为大致平坦。出射面78b构成为凸面状。具体来讲，出射面78b构成为构成圆筒面的一部分的弯曲面。出射面78b朝向透镜74突出。二个出射面78b以圆筒的轴心互相平行的方式互相连接。透镜78是第二透镜的一例。

透镜78例如能够是二个部件78c连接而构成的。各部件78c具有入射面78a的一部分和一个出射面78b。部件78c构成为将圆筒透镜的一部分削除的形状。透镜78能够通过二个同一规格的部件78c构成。

在透镜78中，对入射面78a入射二个激光光束200a。透镜78使所入射的各激光光束200a成为(变换为)平行光束后从出射面78b出射。一个出射面78b出射一个激光光束200a。

此外，在透镜78上设置有开口部78d。开口部78d被设置于二个(多个)激光光束200a的、位于该透镜78的中心侧的位置。具体来讲，开口部78d被设置在透镜78的中央部。开口部78d被设置在透镜78中的从激光光束200a所通过的区域78e偏离的位置。开口部78d作为一例是贯通孔。开口部78d沿着透镜78的光轴贯通透镜78。开口部78d收纳管75的一部分。另外，开口部78d可以是切口。开口部78d是第一开口部的一例。

此外，透镜74的构成与第一实施方式相同，但在本实施方式中，向透镜74入射从透镜78出射的二个激光光束200a。透镜74将所入射的二个激光光束200a聚光。多个激光光束200a在避开管75的同时被聚光。通过透镜74被聚光的二个激光光束200a的聚光部位200b(聚光点)的形状作为一例如图15所示那样，通过透镜77的作用而成为线状(带状)。聚光部位200b沿着透镜77、78的圆筒的轴心延伸。

如图11至图13所示，管75沿着框体71的上下方向延伸。管75的通路75a与框体71的中心轴Ax重叠。管75被插入到透镜78的开口部78d，并且被插入到透镜74的开口部74a(参照图6)。管75从透镜77与透镜78的中间位置向下方延伸。在本实施方式中，管75的至少一部分位于二个(多个)激光光束200a之间。具体来讲，在本实施方式中，管75的整体，至少一部分位于二个(多个)激光光束200a之间。即，在管75的周围，配置有二个(多个)激光光束200a。二个(多个)激光光束200a在避开管75的同时被聚光。

管76设置有二个(多个)。管76与管75的上端部连接。管76相对于管75(框体71的中心轴Ax)倾斜。管76沿互相不同的方向从管75的上端部向斜上方延伸。管76从透镜77与透镜78之间的位置朝向透镜77的侧方延伸。管76的通路76a的下端部与管75的通路75a的上端部连通。从供给装置31经由供给管34对管76供给材料121。在本实施方式中，供给管34按每个管76而设，管76经由与各自对应的供给管34与供给装置31连接。另外，在本实施方式中，管75与供给管34不直接连接。

对各管76供给的材料121，可以是相同种类，也可以是互相不同的种类。后者的情况下，在对各管76供给材料121的情况下，这些材料121在管75中被混合。混合后的材料121从管75的开口部75b喷射。另一方面，在仅对二个管76中的一个供给材料121的情况下，该材料121从管75的开口部75b喷射。

在以上的构成中，管75(功能部)的至少一部分位于多个激光光束200a之间。因此，通过本实施方式，与第一实施方式同样地，能够将管75配置在管75能够相对于对象物110垂直地喷射载流气体以及材料121的位置、与喷嘴33B的中心轴重叠的位置、聚光部位200b的正上方等。即，通过本实施方式，例如，能够提高管75的布局的自由度，能够将管75配置在更好地发挥功能的位置。此外，设置有管76，所以也能够将不同的材料121混合。或者，也能够对各管76供给相同的材料121，使材料121的供给量增加。

此外，在本实施方式中，分支部是透镜77。因此，通过本实施方式，与分支部是反射镜的情况相比，能够通过激光光束200的分支抑制激光光束200的能量被吸收。

此外，在本实施方式中，透镜78设置于透镜77与透镜74之间，使所入射的多个激光光束200a成为平行光束后出射。因此，通过本实施方式，对透镜74入射平行光束，所以能够通过透镜74使多个激光光束200a更容易地或者更高精度地聚光。

此外，在本实施方式中，在透镜78上，在多个激光光束200a的、位于该透镜78的中心侧的位置，设置有用于收纳管75的一部分的开口部78d。因此，通过本实施方式，能够使管75位于多个激光光束200a的聚光部位200b的比较近的位置。管75越远离聚光部位200b，则从管75供给的材料121在对象物110上越扩散。因此，通过使管75与聚光部位200b靠近，能够减轻供给的材料121在对象物110上扩散。由此，能够进行精度好的造形。

(第四实施方式)

本实施方式相对于第一实施方式，主要是喷嘴33C不同。喷嘴33C如图16所示，除了具有透镜72、反射镜73、透镜74以及管75以外，还具有管80。在本实施方式中，管80是材料喷射用的，管75是气体吸引用的。

管80与供给管34连接。经由供给管34从供给装置31对管80供给材料121。管80朝向激光光束200a的聚光部位200b喷射材料121。管80通过供给装置31和供给管34构成材料供给部65。

管75的构成以及配置与第一实施方式是同样的，管75上设置有通路75a以及开口部75b(参照图7)。但是，在本实施方式中，管75经由管81与吸引装置82连接。吸引装置82例如具有风扇、过滤器，吸引气体。管75通过吸引装置82的吸引动作，从开口部75b吸引气体。管75(开口部75b)通过吸引激光光束200a的聚光部位200b的周围的气体，来吸引由于因激光光束200a的照射引起的材料121的熔融而产生的煤尘、烟。煤尘、烟会上升，所以通过管75位于激光光束200a的聚光部位200b的上方，管75能够良好地吸引煤尘、烟。在本实施方式中，管75是功能部的一例，开口部75b是第四开口部的一例。

通过上述构成，与第一实施方式同样地，能够将管75配置在管75与喷嘴33C的中心轴重叠的位置、聚光部位200b的正上方等。即，通过本实施方式，例如，能够提高管75的布局的自由度，能够将管75配置在更好地发挥功能的位置。

如以上说明，通过上述各实施方式，例如，能够提高管75的布局的自由度，能够将管75配置在更好地发挥功能的位置。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式作为例子提示，没有对发明的范围进行限定的意图。这些新颖的实施方式，能够以其他的各式各样的方式实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，能够进行各式各样的省略、替换、变更。这些实施方式及它们的变形包含于发明的范围及宗旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。例如，功能部也可以是摄像装置(摄影机)、温度传感器、照明装置等。此外，管75也可以喷射洗剂。此外，功能部也可以是固定地或者可装卸地支撑或保持装置、零部件、电气零部件、传感器等的零部件、构成、形状等。

此外，分支部可以通过分别具有反射面的多个反射镜构成。此外，分支部也可以是通过多个分支线将所入射的激光光束200分支为多个激光光束200a并将该激光光束200a从分支线出射的分支光纤。在该情况下，也可以按每个分支线，设置使激光光束200a成为平行光束的透镜。此外，对于光照射装置，也可以不入射扩散的光束而入射平行光束。在该情况下，能够省略透镜72。

此外，聚光部也可以通过多个透镜构成。此外，也可以使反射镜73的反射面73c、73d为凹面状的弯曲面，并通过该反射面73c、73d使多个激光光束200a聚光。在该情况下，反射镜73与分支部一起作为聚光部发挥功能，所以能够省略透镜74。

此外，层压造形装置例如也可以是如下构成等：通过反复进行通过材料供给部供给粉末状的材料并形成材料层的工序和通过光照射装置对该材料层照射光束的工序，使固化层层压并进行造形的构成等。在该情况下，在光照射装置中，不需要用于喷射材料的构成。

Claims (9)

1.一种光照射装置，是层压造形装置用的光照射装置，具备：

聚光部，将多个第一光束聚光；以及

功能部，至少一部分位于上述多个第一光束之间或者被上述多个第一光束包围的位置，

上述聚光部是第三透镜，

上述功能部的一部分位于上述多个第一光束的位于上述第三透镜的中心侧的位置，

上述光照射装置还具备分支部，该分支部使第二光束分支为上述多个第一光束，

上述分支部在以第一方向为视线方向观察上述功能部时具有位于与上述功能部重叠的位置且位于上述功能部的后方的第一反射面、及位于从上述功能部偏离的位置且位于比上述第一反射面更靠前方的位置的第二反射面，

上述分支部具有多个上述第二反射面，

上述第一反射面在以上述第一方向为视线方向观察上述功能部时位于多个上述第二反射面之间。

2.根据权利要求1所述的光照射装置，其中，

在上述功能部上，设置有喷射材料的第三开口部。

3.根据权利要求1所述的光照射装置，其中，

在上述功能部上，设置有吸引气体的第四开口部。

4.一种光照射装置，是层压造形装置用的光照射装置，具备：

聚光部，将多个第一光束聚光；以及

功能部，至少一部分位于上述多个第一光束之间或者被上述多个第一光束包围的位置，

上述聚光部是第三透镜，

上述功能部的一部分位于上述多个第一光束的位于上述第三透镜的中心侧的位置，

上述光照射装置还具备分支部，该分支部使第二光束分支为上述多个第一光束，

上述分支部是具有供上述第二光束入射的多个凸面状的入射面和出射上述多个第一光束的一个出射面的第一透镜。

5.根据权利要求4所述的光照射装置，其中，

具备第二透镜，该第二透镜设置在上述第一透镜与上述聚光部之间，使所入射的多个上述第一光束成为平行光束后出射。

6.根据权利要求5所述的光照射装置，其中，

在上述第二透镜上，在上述多个第一光束的位于该第二透镜的中心侧的位置，设置有收纳上述功能部的一部分的第一开口部。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光照射装置，其中，

在上述第三透镜上，在上述多个第一光束的位于该第三透镜的中心侧的位置，设置有收纳上述功能部的一部分的第二开口部。

8.根据权利要求7所述的光照射装置，其中，

在上述第三透镜上，在从上述第一光束所通过的多个区域偏离的位置，设置有上述第二开口部。

9.一种层压造形装置，具备

权利要求1或4所述的光照射装置；

光源；以及

材料供给部。