DE102016224790A1

DE102016224790A1 - Dreidimensionale Modelliervorrichtung

Info

Publication number: DE102016224790A1
Application number: DE102016224790.5A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Kiriyama; Mitsuhisa KITAMURA; Hiroshi Yokoyama; Koichi Noguchi
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-06-22
Also published as: US20170165911A1

Abstract

Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung modelliert ein dreidimensionales Objekt durch Beschichtungsmodellierung in einer luftdichten Prozesskammer. Die dreidimensionale Modelliervorrichtung weist eine Hebeführungskammer, die benachbart zu der Prozesskammer vorgesehen ist, eine Hebebühne, die so vorgesehen ist, dass sie in der Hebeführungskammer angehoben und abgesenkt werden kann, und eine Verbindungsleitung auf, die eine Verbindung zwischen einem Raum unter der Hebebühne in der Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennummer 2015-244580 , die am 15. Dezember 2015 eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennummer 2015-244584 , die am 15. Dezember 2015 eingereicht wurde, und beansprucht deren Priorität, wobei auch deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine dreidimensionale Modelliervorrichtung und insbesondere eine dreidimensionale Modelliervorrichtung zum Modellieren eines dreidimensionalen Objekts unter Anwendung einer Hebebühne, die angehoben werden kann.
HINTERGRUND
Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung, die auch als ein 3D-Drucker bezeichnet wird, ermöglicht eine einfache und schnelle Modellierung von Teilen, die einen relativ komplexen Aufbau besitzen, und diese Vorrichtung hat größere Aufmerksamkeit erregt. Es sind diverse Verfahren zur Modellierung mittels einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist AM-(additive Fertigungs-)Technik in einem weiten Bereich von dreidimensionalen Modelliervorrichtungen eingesetzt worden.
Ein Beispiel der AM-Technik ist das Modellierverfahren durch Beschichtung, in welchem eine Hebebühne nach und nach abgesenkt werden, während Schichten aus Material darauf gestapelt werden, wodurch ein gewünschtes dreidimensionales Objekt erzeugt wird. Dieses Verfahren umfasst typischerweise Schritte des Anwendens eines Laserstrahls auf ein Pulvermaterial auf der Hebebühne zur Sinterung, das Absenken der Hebebühne, das Anordnen weiteren Pulvermaterials auf der abgesenkten Hebebühne, und das Anwenden eines Laserstrahls auf das weitere Pulvermaterial zum Sintern. Diese Schritte werden wiederholt, um nach und nach Schichten eines dreidimensionalen Objekts zu bilden.
Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts, in dem pulvriges Modelliermaterial als Schichten verfestigt wird. In dieser Vorrichtung wird eine Pulverschicht auf eine Modellierplattform aufgebracht, die sich vertikal bewegen kann, und wird ein Laserstrahl auf die Pulverschicht gerichtet, um das Pulver zu verfestigen. Anschließend wird die Modellierplattform abgesenkt, es wird eine neue Pulverschicht auf der Modellierplatfform angeordnet, und ein Laserstrahl wird auf die neue Pulverschicht gerichtet. Eine derartige Abfolge von Schritten wird wiederholt, um ein dreidimensionales Objekt zu erzeugen.
Ferner offenbart Patentliteratur 2 ein Verfahren zur Erzeugung eines Metallprodukts durch Beschichtungsmodellierung mittels eines Elektronenstrahls anstelle eines Laserstrahls. Generell bewirkt eine Oxidation eines Metallmaterials während der Sinterung eine Brüchigkeit des erzeugten Objekts. In dem in der Patentliteratur 2 offenbarten Verfahren erfolgt die Sinterung in einer Atmosphäre aus Inertgas, etwa Argon, Stickstoff und dergleichen, sodass die Oxidation des Metalls während des Sintervorgangs verhindert werden kann.
RELEVANTE DRUCKSCHRIFTEN
LISTE DER RELEVANTEN PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 2013-526429
Patentliteratur 2: japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 2015-525290

ÜBERBLICK
PROBLEME, DIE VON DER ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Wie zuvor angegeben ist, ist eine Oxidation eines Materials während des Modellierens ungünstig, um eine gewünschte Festigkeit des erzeugten dreidimensionalen Objekts sicherzustellen. Daher sollte das Sintern eines Materials vorzugsweise in einer Umgebung erfolgen, die mit einem Inertgas gefüllt ist und keinen Sauerstoff (O₂) enthält.
Da visuell nicht ermittelt werden kann, ob Sauerstoff in einer Modelliervorrichtung vorhanden ist, muss die Anwesenheit von Sauerstoff auf der Grundlage eines Erfassungswertes eines Sauerstoffsensors ermittelt werden, der in der Modelliervorrichtung vorgesehen ist. Jedoch kann Sauerstoff in einer lokal angesammelten Luft mittels eines Sauerstoffsensors nicht erfasst werden. Daher kann Sauerstoff, der an einer Stelle in Luft angesammelt ist, die von dem Sauerstoffsensor entfernt ist (beispielsweise eine Position unterhalb der Hebebühne) nicht erfasst werden, wenn die Hebebühne angehalten wird, wohingegen, wenn die Hebebühne gehoben oder abgesenkt wird, kann Sauerstoff verteilt werden, sodass eine Oxidation des gesinterten Materials hervorgerufen wird. Insbesondere in einer großen Vorrichtung mit einer Hebebühne, die eine große Fläche hat, wird ein großes Luftvolumen verdrängt, wodurch bewirkt wird, dass eine große Sauerstoffmenge sich schnell in einer Kammer verteilt.
Zwischen der Führungskammer zum Heben bzw. der Hebeführungskammer und der Hebebühne, die in der Hebeführungskammer angehoben und abgesenkt wird, wird ein Dichtelement vorgesehen, um zu verhindern, dass auf der Hebebühne angeordnetes Pulvermaterial herunterfällt. Ein derartiges Dichtelement arbeitet vorzugsweise so, dass verhindert wird, dass das Pulvermaterial herunterfällt, aber es kann Gas, etwa Sauerstoff, nicht vollständig blockieren. Selbst wenn das Dichtelement eine relativ hohe Dichtigkeit bietet, kann zwischen der Hebebühne oder der Hebeführungskammer und dem Dichtelement ein Spalt entstehen, während die Hebebühne wiederholt angehoben und abgesenkt wird, und der Spalt kann ein Durchströmen von Sauerstoff hervorrufen.
Um sicherzustellen, dass das zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts verwendete Material nicht oxidiert ist, kann ein Sauerstoffsensor in der Modelliervorrichtung montiert werden, und wenn der Sauerstoffsensor eine Sauerstoffdichte gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert während des Modellierens erfasst, kann der Modelliervorgang automatisch unterbrochen werden. In diesem Falle kann der Sauerstoffsensor eine Sauerstoffdichte gleich oder größer als einen vorbestimmten Schwellenwert erkennen und kann den Modelliervorgang zu Zeitpunkten unterbrechen, die von einem Bediener nicht vorgesehen sind. Um eine derartige Unterbrechung des Modelliervorgangs rasch zu handhaben, muss der Bediener die Modelliervorrichtung während des Modelliervorgangs ständig beobachten, was für den Bediener zu einer sehr hohen Belastung führt.
Wie zuvor beschrieben ist, kann das Material oxidiert werden, wenn die Hebebühne angehoben oder abgesenkt wird, und der angesammelte Sauerstoff sich verteilt. Es ist eine mögliche Option, eine große Menge von Inertgas innerhalb der Modelliervorrichtung zirkulieren zu lassen, sodass das Inertgas rascher abgeleitet wird, als der Sauerstoff sich verteilt, Jedoch erfordert dieses Verfahren eine große Menge an Inertgas und ist aufwendig.
Daher ist es wichtig, eine Ansammlung von Sauerstoff in der Modelliervorrichtung zu verhindern. Es gab daher Nachfrage nach einer Vorrichtung, die Sauerstoff effizient ableitet.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine große Menge an Sauerstoff sich insbesondere in einem Raum ansammelt, der durch die Hebebühne und die Hebeführungskammer (typischerweise ein Raum unterhalb der Hebebühne) umschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorhergehenden Probleme zu lösen und es ist eine Aufgabe, eine dreidimensionale Modelliervorrichtung bereitzustellen, die eine Oxidation eines Materials während des Modellierens eines dreidimensionalen Objekts verhindern kann.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine dreidimensionale Modelliervorrichtung zum Modellieren eines dreidimensionalen Objekts durch Beschichtungsmodellierung in einer luftdichten Prozesskammer, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung umfasst: eine Hebeführungskammer, die benachbart zu der Prozesskammer vorgesehen ist; eine Hebebühne, die so vorgesehen ist, dass sie in der Hebeführungskammer angehoben und abgesenkt werden kann; und mindestens eine Verbindungsleitung, die eine Verbindung zwischen einem Raum unterhalb der Hebebühne in der Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellt.
Die mindestens eine Verbindungsleitung kann eine Verbindung zwischen einem Raum unterhalb eines Bewegungsbereichs der Hebebühne in der Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellen.
Die Hebebühne kann zum Modellieren dienen, das darauf ausgeführt wird.
Die mindestens eine Verbindungsleitung kann mehrere Verbindungsleitungen umfassen.
Die mehreren Verbindungsleitungen können mit der Prozesskammer über den gleichen Wandbereich der mehreren Wandbereichen, die Bestandteil der Prozesskammer sind, in Verbindung sein und können mit der Hebeführungskammer über den gleichen Wandbereich der mehreren Wandbereichen, die Bestandteil der Hebeführungskammer sind, in Verbindung sein.
Die mindestens eine Verbindungsleitung kann einen gekrümmten Kanal aufweisen.
Die mindestens eine Verbindungsleitung kann mit der Prozesskammer an einer Position in Verbindung sein, die näher an einem Sauerstoffsensor als an einem Gasversorgungseinheit liegt, wobei der Sauerstoffsensor ausgebildet ist, eine Sauerstoffdichte in der Prozesskammer zu erfassen, und wobei die Gasversorgungseinheit ausgebildet ist, der Prozesskammer ein Inertgas zuzuführen.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine Antriebskammer aufweisen, die mindestens einen Teil einer Hebeantriebseinheit enthält, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, wobei die Antriebskammer mit der Hebeführungskammer über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen kann, und wobei die mindestens eine Verbindungsleitung zwischen der Antriebskammer und der Prozesskammer eine Verbindung herstellen kann.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine Antriebskammer aufweisen, die mindestens einen Teil einer Hebeantriebseinheit enthält, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung ferner eine Verbindung zwischen der Prozesskammer und der Antriebskammer herstellen kann.
Die mindestens eine Verbindungsleitung kann einen Prozesskammerverbindungskanal, der mit der Prozesskammer in Verbindung steht, Hebeführungskammerverbindungskanäle, die von dem Prozesskammerverbindungskanal abzweigen und mit den Hebeführungskammern in Verbindung stehen, und einen Antriebskammerverbindungskanal aufweisen, der von dem Prozesskammerverbindungskanal abzweigt und mit der Antriebskammer in Verbindung steht. Die Querschnittsfläche des Antriebskammerverbindungskanals kann größer sein als diejenige des Hebeführungskammerverbindungskanals.
Die mindestens eine Verbindungsleitung kann ferner einen Prozesskammerverbindungskanal, der mit der Prozesskammer in Verbindung steht, Hebeführungskammerverbindungskanäle, die von dem Prozesskammerverbindungskanal abzweigen und mit den Hebeführungskammern in Verbindung stehen, und einen Antriebskammerverbindungskanal aufweist, der von dem Prozesskammerverbindungskanal abzweigt und mit der Antriebskammer in Verbindung steht. Die Querschnittsfläche des Antriebskammerverbindungskanals kann kleiner sein als diejenige des Prozesskammerverbindungskanals.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine Antriebskammer aufweisen, die eine Hebeantriebseinheit enthält, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, und kann mindestens eine Verbindungsöffnung in einer Wand zwischen der Hebeführungskammer und der Antriebskammer aufweisen, wobei die mindestens eine Verbindungsöffnung eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer und der Antriebskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann mehrere Hebeeinheiten aufweisen, die jeweils die Hebeführungskammer und die Hebebühne beinhalten, und die mindestens eine Verbindungsleitung kann mehrere Verbindungsleitungen umfassen, die eine Verbindung zwischen jeder der Hebeführungskammern und den mehreren Hebeeinheiten und der Prozesskammer herstellen.
Die mehreren Verbindungsleitungen können eine erste Verbindungsleitung und eine zweite Verbindungsleitung aufweisen, und die erste Verbindungsleitung kann mit der Hebeführungskammer an einer Position in Verbindung stehen, die über der Position liegt, an der die zweite Verbindungsleitung mit der Hebeführungskammer in Verbindung steht.
Die erste Verbindungsleitung kann mit der Prozesskammer an einer Position in Verbindung stehen, die näher an einem Sauerstoffsensor als an einer Gasversorgungseinheit liegt, wobei der Sauerstoffsensor ausgebildet ist, eine Sauerstoffdichte in der Prozesskammer zu erfassen, und die Gasversorgungseinheit ausgebildet ist, ein Inertgas der Prozesskammer zuzuführen.
Die Querschnittsfläche des Kanals der ersten Verbindungsleitung kann größer sein als diejenige des Kanals der zweiten Verbindungsleitung.
Die erste Verbindungsleitung und/oder die zweite Verbindungsleitung können mit einer Kanaleinstelleinheit versehen sein, die die Querschnittsfläche des Kanals einstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann mehrere Hebeeinheiten aufweisen, die jeweils die Hebeführungskammer und die Hebebühne enthalten, und die mehreren Verbindungsleitungen stellen eine Verbindung zwischen mindestens einer der Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten und der Prozesskammer her. Die Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten sind benachbart zueinander angeordnet, und jeweils zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, stehen miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung umfasst drei oder mehr Hebeeinheiten, die benachbart zueinander angeordnet sind, und jeweils zwei der drei oder mehr Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, stehen miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung. Die Öffnungsquerschnittsfläche der Verbindungsöffnung, die eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer, mit der die Verbindungsleitung verbunden sein kann, und der Hebeführungskammer herstellt, mit der die Verbindungsleitung nicht verbunden ist, kann größer sein als der Öffnungsquerschnittsfläche der Verbindungsöffnung, die eine Verbindung zwischen den Hebeführungskammern, mit denen die Verbindungsleitung nicht verbunden ist, herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine Antriebskammer aufweisen, die zumindest einen Teil einer Hebeantriebseinheit enthält, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, und kann mindestens eine Verbindungsöffnung aufweisen, die eine Verbindung zwischen mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern und der Antriebskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner mehrere Hebeeinheiten aufweisen, die jeweils die Hebeführungskammer und die Hebebühne enthalten, die mindestens eine Verbindungsleitung kann mehrere Verbindungsleitungen aufweisen, die mehreren Verbindungsleitungen enthalten eine erste Verbindungsleitung und eine zweite Verbindungsleitung, wobei die erste Verbindungsleitung mit der Hebeführungskammer an einer Position über derjenigen Position in Verbindung stehen kann, an der die zweite Verbindungsleitung mit der Hebeführungskammer in Verbindung steht, wobei die mehreren Verbindungsleitungen eine Verbindung zwischen mindestens einer der Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten und der Prozesskammer herstellen können, und wobei die mehreren Hebeführungskammern benachbart zueinander angeordnet sein können und jeweils zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen können.
Die erste Verbindungsleitung kann mit der Prozesskammer an einer Position in Verbindung stehen, die näher an einer Sauerstoffsensor als an einer Gasversorgungseinheit angeordnet ist, wobei der Sauerstoffsensor ausgebildet ist, eine Sauerstoffdichte in der Prozesskammer zu erfassen und wobei die Gasversorgungseinheit ausgebildet ist, der Prozesskammer ein Inertgas zuzuführen.
Die Querschnittsfläche des Kanals der ersten Verbindungsleitung kann größer sein als diejenige des Kanals der zweiten Verbindungsleitung.
Die erste Verbindungsleitung und/oder die zweite Verbindungsleitung können mit einer Kanaleinstelleinheit versehen sein, die die Querschnittsfläche des Kanals einstellen kann.
Die mehreren Hebeführungskammern können eine erste Hebeführungskammer, eine zweite Hebeführungskammer und eine dritte Hebeführungskammer aufweisen, die zwischen der ersten Hebeführungskammer und der zweiten Hebeführungskammer angeordnet ist. Die erste Hebeführungskammer und die dritte Hebeführungskammer können miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen. Die zweite Hebeführungskammer und die dritte Hebeführungskammer können miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen. Die erste Verbindungsleitung und/oder die zweite Verbindungsleitung können eine Verbindung zwischen der ersten Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellen. Die Querschnittsfläche der Verbindungsöffnung, die eine Verbindung zwischen der zweiten Hebeführungskammer und der dritten Hebeführungskammer herstellt, kann größer sein als diejenige der Verbindungsöffnung, die eine Verbindung zwischen der ersten Hebeführungskammer und der dritten Hebeführungskammer herstellt.
Die erste Verbindungsleitung kann eine Verbindung zwischen der ersten Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellen.
Die zweite Verbindungsleitung kann eine Verbindung zwischen der zweiten Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellen.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung kann die mindestens eine Verbindungsleitung mehrere Verzweigungsleitungen aufweisen, wobei die mehreren Verzweigungsleitungen entsprechend mit mehreren Verbindungsöffnungen, die in einem Wandbereich der Hebeführungskammer an mehreren unterschiedlichen Positionen in Bezug zu einer vertikalen Richtung vorgesehen ist, verbunden sind, wobei jede der mehreren Verzweigungsleitungen mit einem Ventil versehen ist, das ausgebildet ist, einen Kanal zu öffnen und zu schließen, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung ferner umfasst: eine Öffnungs/Schließsteuereinheit, die ausgebildet ist, die Ventile entsprechend der Höhe zu öffnen und zu schließen, und wobei die Öffnungs/Schließsteuereinheit die Ventile so steuert, dass die Kanäle der Verzweigungsleitungen, die mit den Verbindungsöffnungen verbunden sind, die in einem Raum über der Hebebühne in der Hebeführungskammer vorgesehen sind, schließt.
Die Öffnungs/Schließsteuerung kann die Kanaleinstelleinheiten, die in den mehreren Verzweigungsleitungen vorgesehen sind, so steuern, dass, wenn zwei oder mehr Verzweigungsleitungen zu dem Raum unterhalb der Hebebühne in der Hebeführungskammer geöffnet sind, die Kanäle einer vorbestimmten Anzahl von Verzweigungsleitungen, die relativ über zwei oder mehr der Verzweigungsleitungen angeordnet sind, geöffnet werden können, und die Kanäle der anderen Verzweigungsleitungen der zwei oder mehr Verzweigungsleitungen geschlossen werden können.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ein elastisches Element aufweisen, das unter der Hebebühne in der Hebeführungskammer vorgesehen ist. Das elastische Element kann entsprechend der Höhe der Hebebühne kontrahiert oder erweitert werden. Das elastische Element kann einen darin ausgebildeten hohlen Bereich, einen ersten offenen Verbindungsbereich, der eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich und der Hebeführungskammer herstellt, und einen zweiten offenen Verbindungsbereich aufweisen, der eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich und der Verbindungsleitung herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner ein elastisches Element aufweisen, das unter der Hebebühne in der Hebeführungskammer vorgesehen ist. Das elastische Element kann an der Hebebühne befestigt sein. Das elastische Element kann entsprechend der Höhe der Hebebühne kontrahiert und erweitert werden. Das elastische Element kann einen darin ausgebildeten hohlen Bereich, einen ersten offenen Verbindungsbereich, der eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich und der Hebeführungskammer herstellt, und einen weiten offenen Verbindungsbereich aufweisen, der eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich und der Verbindungsöffnung herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine erste Gasversorgungseinheit, die ausgebildet ist, der Prozesskammer ein Inertgas zuzuführen, und eine zweite Gasversorgungseinheit aufweisen, die ausgebildet ist, der Hebeführungskammer das Inertgas zuzuführen.
Die zweite Gasversorgungseinheit kann der Hebeführungskammer, die in einem Ende der mehreren Hebeführungskammern vorgesehen ist, die benachbart zueinander angeordnet sind, ein Inertgas zuführen, und die Verbindungsleitung kann eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer, die in dem anderen Ende der mehreren Hebeführungskammern vorgesehen ist, die benachbart zueinander angeordnet sind, und der Prozesskammer herstellen.
Die Verbindungsleitung kann an der Hebeführungskammer, die außerhalb der Linie angeordnet ist, die sich von der zweiten Gasversorgungseinheit in Richtung der Strömung des Inertgases aus der zweiten Gasversorgungseinheit erstreckt, vorgesehen sein.
Die zweite Gasversorgungseinheit kann an dem Wandbereich vorgesehen sein, der die an einem Ende vorgesehene Hebeführungskammer bildet. Die Verbindungsleitung kann an dem Wandbereich vorgesehen sein, der die in dem anderen Ende vorgesehene Hebeführungskammer bildet. Der Wandbereich, an welchem die zweite Gasversorgungseinheit ausgebildet ist, und der Wandbereich, an dem die Verbindungsleitung ausgebildet ist, sind gegebenenfalls nicht parallel zueinander.
Beliebige zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, können miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen. Die Verbindungsöffnung kann außerhalb der Linie positioniert sein, die die zweite Gasversorgungseinheit mit einer Öffnung der Verbindungsleitung verbindet, die zu der Hebeführungskammer offen ist.
Die Querschnittsfläche der Öffnung der Verbindungsleitung, die zu der Hebeführungskammer offen ist, kann größer sein als diejenige der Gasversorgungsöffnung der zweiten Gasversorgungseinheit.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine dreidimensionale Modelliervorrichtung zum Modellieren eines dreidimensionalen Objekts durch Beschichtungsmodellierung in einer luftdichten Prozesskammer, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung umfasst: eine Führungskammer zum Heben bzw. eine Hebeführungskammer, die benachbart zu der Prozesskammer vorgesehen ist; eine Hebebühne, die so vorgesehen ist, dass sie in der Hebeführungskammer angehoben und abgesenkt werden kann; eine Inertgasversorgungsöffnung zur Zuführung von Inertgas zu einem Raum unterhalb der Hebebühne in der Hebeführungskammer, und eine Gasauslassöffnung zum Abführen von Gasen in dem Raum unterhalb der Hebebühne in der Hebeführungskammer.
Die Inertgasversorgungsöffnung und die Gasauslassöffnung können zu einem Raum unterhalb eines Bewegungsbereichs der Hebebühne in der Hebeführungskammer geöffnet sein.
Die Hebebühne kann zur Modellierung dienen, die darauf ausgeführt wird.
Die Inertgasversorgungsöffnung und die Gasauslassöffnung können auf unterschiedlichen Höhen in Bezug zu der vertikalen Richtung angeordnet sein.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann mehrere Hebeeinheiten aufweisen, die jeweils die Hebeführungskammer und die Hebebühne beinhalten, die Inertgasversorgungsöffnung und die Gasauslassöffnung können zumindest zu einer der Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten geöffnet sein, und die mehreren Hebeführungskammern können benachbart zueinander angeordnet sein, und beliebige zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, können miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen.
Die Inertgasversorgungsöffnung kann zu der Hebeführungskammer geöffnet sein, die an einem Ende der mehreren Hebeführungskammern vorgesehen ist, die benachbart zueinander angeordnet sind, und die Gasauslassöffnung kann zu der Hebeführungskammer geöffnet sein, die an dem anderen Ende der mehreren Hebeführungskammern vorgesehen ist, die benachbart zueinander angeordnet sind.
Die Inertgasversorgungsöffnung kann zu dem Raum unterhalb des Bewegungsbereichs der Hebebühne in der Hebeführungskammer geöffnet sein, die an einem Ende vorgesehen ist, und die Gasauslassöffnung kann zu dem Raum unterhalb des Bewegungsbereichs der Hebebühne in der Hebeführungskammer, die an dem anderen Ende vorgesehen ist, geöffnet sein.
Die Inertgasversorgungsöffnung kann in dem Wandbereich vorgesehen sein, der die an einem Ende vorgesehene Hebeführungskammer bildet. Die Gasauslassöffnung kann in dem Wandbereich vorgesehen sein, der die an dem anderen Ende vorgesehene Hebeführungskammer bildet. Der Wandbereich, in welchem die Inertgasversorgungsöffnung ausgebildet ist, und der Wandbereich, in welchem die Gasauslassöffnung ausgebildet ist, sind gegebenenfalls nicht parallel zueinander.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine Antriebskammer aufweisen, die eine Hebeantriebseinheit enthält, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, wobei die Antriebskammer mit der Hebeführungskammer über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen kann, und die Inertgasversorgungsöffnung kann zu der Hebeführungskammer geöffnet sein, und die Gasauslassöffnung kann zu der Antriebskammer geöffnet sein.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann mehrere Hebeeinheiten aufweisen, die jeweils die Hebeführungskammer und die Hebebühne beinhalten, die Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten können benachbart zueinander angeordnet sein, und beliebige zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, können miteinander über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen. Die Antriebskammer kann mit mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern über eine Verbindungsöffnung in Verbindung stehen, und die Inertgasversorgungsöffnung kann zu mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern geöffnet sein.
Der Wandbereich der Hebeführungskammer, in welchem die Inertgasversorgungsöffnung ausgebildet ist, und der Wandbereich der Antriebskammer, in welchem die Gasauslassöffnung ausgebildet ist, können parallel zueinander sein.
Die mehreren Hebeführungskammern können eine erste Hebeführungskammer, eine zweite Hebeführungskammer und eine dritte Hebeführungskammer, die zwischen der ersten Hebeführungskammer und der zweiten Hebeführungskammer angeordnet ist, aufweisen. Die erste Hebeführungskammer und die dritte Hebeführungskammer können über eine Verbindungsöffnung miteinander in Verbindung stehen. Die zweite Hebeführungskammer und die dritte Hebeführungskammer können über eine Verbindungsöffnung miteinander in Verbindung stehen. Die Inertgasversorgungsöffnung kann zu der zweiten Hebeführungskammer offen sein. Die Querschnittsfläche der Verbindungsöffnung, die die Verbindung zwischen der ersten Hebeführungskammer und der dritten Hebeführungskammer herstellt, kann größer sein als diejenige der Verbindungsöffnung, die eine Verbindung zwischen der zweiten Hebeführungskammer und der dritten Hebeführungskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann ferner eine Antriebskammer aufweisen, die eine Hebeantriebseinheit enthält, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, wobei die Inertgasversorgungsöffnung zu der Antriebskammer offen sein kann, die Gasauslassöffnung zu der Hebeführungskammer offen sein kann und die Antriebskammer und die Hebeführungskammer miteinander in Verbindung stehen können.
Die Inertgasversorgungsöffnung kann zu der Hebeführungskammer vorgesehen sein, die außerhalb der Linie angeordnet ist, die sich von der Gasauslassöffnung in Richtung des Öffnens der Gasauslassöffnung erstreckt.
Die Verbindungsöffnungen können eine Verbindungsöffnung umfassen, die außerhalb der Linie angeordnet ist, die die Inertgasversorgungsöffnung mit der Gasauslassöffnung verbindet.
Die Gasauslassöffnung kann mit einer Gassammeleinheit verbunden sein, die ausgebildet ist, die Gase zu sammeln, wobei die Gassammeleinheit als eine Wiederaufbereitungseinheit dient, die ausgebildet ist, das Inertgas zu recyceln bzw. wiederaufzubereiten.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Gaskanal, von welchem mindestens ein Teil aus der Verbindungsleitung gebildet ist, eine Verbindung zwischen der Prozesskammer, in der eine Gasauslasseinheit vorgesehen ist, und dem Raum unterhalb der Hebebühne in der Hebeführungskammer herstellen. Daher ist es möglich, das Sauerstoffgas, das sich in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung (insbesondere in dem Raum unterhalb der Hebebühne) ansammelt, über die Verbindungsleitung zu der Prozesskammer zu führen und das Sauerstoffgas aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung über die Gasauslasseinheit abzuführen, wodurch wirksam eine Oxidation des Materials des dreidimensionalen Objekts während der Modellierung verhindert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Inertgas den raum unterhalb der Hebebühne in der Hebeführungskammer über die Inertgasversorgungsöffnung zugeführt werden, und das Gas, das Sauerstoff enthält, kann aus dem Raum über die Gasauslassöffnung abgeleitet werden. Daher ist es möglich, das Sauerstoffgas, das sich in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung (insbesondere in der Hebeführungskammer) ansammelt, aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung abzuleiten, wodurch die Oxidation des Materials des dreidimensionalen Objekts während des Modellierens wirksam verhindert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer ersten Betriebsart einer ersten Ausführungsform.
2A zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 1 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 1) mit einem Beispiel einer Verbindungsleitung.
2B zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 1 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 1) mit einem weiteren Beispiel der Verbindungsleitung.
3 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer zweiten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
4 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 3 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 3).
5 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer dritten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
6 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 5 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 5).
7 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer vierten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
8 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 7 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 7).
9 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer fünften Betriebsart der ersten Ausführungsform.
10 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 9 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 9).
11 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer sechsten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
12 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 11 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 11).
13 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer siebten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
14 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 13 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 13).
15 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer achten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
16 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer neunten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
17 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer zehnten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
18 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer elften Betriebsart der ersten Ausführungsform.
19 zeigt eine Variation der dreidimensionalen Modelliervorrichtung der 18.
20 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer zwölften Betriebsart der ersten Ausführungsform.
21 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 20 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 20).
22 ist eine Blockansicht, die ein Beispiel der Funktion einer Steuerung gemäß der zwölften Betriebsart der ersten Ausführungsform zeigt.
23 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktion des Öffnens/Schließens einer Kanaleinstelleinheit zeigt, wobei die Funktion von der Steuerung gemäß der zwölften Betriebsart der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
24 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer dreizehnten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
25 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 24 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 24).
26 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer vierzehnten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
27 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 26 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 26).
28 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer fünfzehnten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
29 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 28 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 28).
30 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer sechzehnten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
31 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 30 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 30).
32 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer siebzehnten Betriebsart der ersten Ausführungsform.
33 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer ersten Betriebsart einer zweiten Ausführungsform.
34 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 33 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 33).
35 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer zweiten Betriebsart der zweiten Ausführungsform.
36 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer dritten Betriebsart der zweiten Ausführungsform.
37 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer vierten Betriebsart der zweiten Ausführungsform.
38 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer fünften Betriebsart der zweiten Ausführungsform.
39 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer sechsten Betriebsart der zweiten Ausführungsform.
40 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung der 39 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 39).
41 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer siebten Betriebsart der zweiten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG VON ANSCHAULICHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den begleitenden Zeichnungen sind gewisse Abmessungen und Aspektverhältnisse zweckmäßigerweise in Bezug den tatsächlichen Werten zur Hervorhebung geändert. Die Begriffe und Werte, die hierin verwendet sind, um eine Form, einen geometrischen Zustand und eine Abmessung davon anzugeben, sind nicht auf genaue Bedeutung begrenzt, sondern sie sollten so verstanden werden, dass sie einen Bereich bezeichnen, mit dem die gleiche Funktion erreicht wird. Ferner beruhen die Begriffe ”über” und ”unter”, die hierin verwendet sind, auf der vertikalen Richtung entsprechend der Richtung der Schwerkraft.
Erste Ausführungsform
<Erste Betriebsart>
1 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer ersten Betriebsart. 2A und 2B zeigen die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 1 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 1). 2A beinhaltet ein Beispiel einer Verbindungsleitung 24, und 2B beinhaltet ein weiteres Beispiel der Verbindungsleitung 24. In 1 sind eine Prozesskammer 12 und Hebeeinheiten 16 schematisch dargestellt, wobei ihr Inneres von einer Seite aus betrachtet wird, um das Verständnis zu erleichtern. Ferner kann in 1 die Verbindungsleitung 24, die mit einer gepunkteten Linie dargestellt ist, außerhalb der Prozesskammer 12 und den Hebeeinheiten 16 vorgesehen sein (siehe 2A und 2B).
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart kann eine Beschichtungsmodellierung eines dreidimensionalen Objekts 5 durch Sinterung (Verfestigung) eines Pulvermaterials 1, etwa Titan, in der luftdichten Prozesskammer 12 ausführen und kann die Prozesskammer 12, mehrere Hebeeinheiten 16 (in dieser Betriebsart bzw. in diesem Modus die drei Hebeeinheiten 16), die unter der Prozesskammer 12 vorgesehen sind, und eine Antriebskammer 32, die unter den Hebeeinheiten 16 vorgesehen ist, aufweisen. Das Pulvermaterial 1 kann ein Metallpulver aus Titan, Eisen, Edelstahl, Aluminium, Stahl oder anderen Legierungen, ein synthetisches Pulver aus Polyamid oder Polystyren, Polyetheretherketon (PEEK), Kunstbeschichtungssand oder ein Keramikpulver sein.
Jede der Hebeeinheiten 16 kann eine Hebeführungskammer 14, die benachbart zu der Prozesskammer 12 vorgesehen ist, und eine Hebebühne 15 aufweisen, die so vorgesehen ist, dass sie in der Hebeführungskammer 14 angehoben und abgesenkt werden kann. Jede Hebebühne 15 kann angehoben und abgesenkt werden, sodass sie auf den Oberflächen von Seitenwänden gleitet, die die zugehörige Hebeführungskammer 14 bilden. In jeder Hebeführungskammer 14 kann ein Dichtelement (nicht gezeigt) zwischen den Oberflächen der Seitenwände der Hebeführungskammer 14 und der zugehörigen Hebebühne 15 vorgesehen sein, und das Dichtelement kann einen Spalt dazwischen füllen. Das Dichtelement kann einen Durchgang des Pulvermaterials 1 verhindern, sodass das Pulvermaterial 1 den Spalt zwischen der Hebeführungskammer 14 und der Hebebühne 15 nicht durchdringt. Das Dichtelement kann vorzugsweise verhindern, dass ein Gas, etwa Sauerstoff, durch den Spalt zwischen der Hebeführungskammer 14 und der Hebebühne 15 wandert, sie muss aber nicht notwendigerweise streng luftdicht sein. Daher kann jede der Hebeführungskammern 14 durch die zugehörige Hebebühne 15 in einen Raum über der Hebebühne 15 und einen Raum unter der Hebebühne 15 unterteilt sein.
Die drei Hebeeinheiten 16 können aus einer Verteileinheit, einer Sammeleinheit und einer Aufbaueinheit bzw. Erzeugungseinheit, die zwischen der Verteileinheit und der Sammeleinheit angeordnet ist, aufgebaut sein. Die Verteileinheit kann eine Verteilhebeführungskammer 141 (eine erste Hebeführungskammer) und eine Verteilhebebühne 151 aufweisen, die Aufbaueinheit kann eine Aufbauhebeführungskammer 143 (eine dritte Hebeführungskammer) und eine Aufbauhebebühne 153 aufweisen, und die Sammeleinheit kann eine Sammelhebeführungskammer 142 (eine zweite Hebeführungskammer) und eine Sammelhebebühne 152 aufweisen. 1 zeigt die Verteileinheit, die Aufbaueinheit und die Sammeleinheit, die in dieser Reihenfolge von rechts nach links angeordnet sind. Es können Trennwände 28 zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 und zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen sein. Die Verteilhebeführungskammer 141, die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Sammelhebeführungskammer 142 können benachbart zueinander angeordnet sein, wobei die Trennwände 28 dazwischen vorgesehen sind.
Jede der Hebebühnen 15 (die Verteilhebebühne 151, die Sammelhebebühne 152 und die Aufbauhebebühne 153) können mit einer Hebeantriebseinheit 18 versehen sein, die ausgebildet ist, die Hebebühnen 15 anzuheben und abzusenken. Die Hebeantriebseinheit 18 kann die zugehörige Hebebühne 15 unter der Steuerungsaktivität einer Steuerung 36 anheben und absenken. Die Verteilhebebühne 151, die Sammelhebebühne 152 und die Aufbauhebebühne 153 können gemeinsam angehoben und abgesenkt werden.
Die Verteileinheit (die Verteilhebeführungskammer 141 und die Verteilhebebühne 151) kann einen Raum zum Zurückhalten des Pulvermaterials 1 bereitstellen, und das Pulvermaterial 1, das zur Modellierung des dreidimensionalen Objekts 5 verwendet wird, kann auf der Verteilhebebühne 151 angeordnet werden. Die Aufbaueinheit (die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Aufbauhebebühne 153) kann eine Modellierung des dreidimensionalen Objekts 5 ausführen, in der das Pulvermaterial 1, das auf der Aufbauhebebühne 153 angeordnet ist, mit einem Laserstrahl gesintert bzw. verfestigt wird, der von einer Emissionseinheit 30 ausgegeben wird, um das dreidimensionale Objekt 5 zu bilden. Die Sammeleinheit (die Sammelführungshebekammer 142 und die Sammelhebebühne 152) können einen Raum zur Sammlung eines überschüssigen Teils des Pulvermaterials 1, der der Aufbauhebeführungskammer 143 zugeführt wird, bereitstellen, und der überschüssige Teil des Pulvermaterials 1 kann auf der Sammelhebebühne 152 angesammelt werden.
Die Prozesskammer 12 kann eine Applikationseinheit 26 enthalten, die über der Verteilhebebühne 151, der Aufbauhebebühne 153 und der Sammelhebebühne 152 sich horizontal hin und her bewegen kann. Wenn sich die Applikationseinheit 26 horizontal bewegt, kann das Pulvermaterial 1 von der Verteilhebeführungskammer 141 in die Aufbauhebeführungskammer 143 zugeführt werden, und der überschüssige Teil des Pulvermaterials kann von dem Bereich über der Aufbauhebeführungskammer 143 in die Sammelhebeführungskammer 142 gepresst werden. Genauer gesagt, der erste Schritt zur Zuführung einer erforderlichen Menge von Pulvermaterial 1 in die Aufbauhebeführungskammer 143 kann darin bestehen, dass die Verteilhebebühne 151 angehoben wird, die Aufbauhebebühne 153 abgesenkt und die Sammelhebebühne 152 abgesenkt wird. Danach kann sich die Applikationseinheit 26, die über der Verteilhebebühne 151 angeordnet ist, sich horizontal zu dem Bereich über der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Sammelhebeführungskammer 142 bewegen. Daher kann der oberste Teil des Pulvermaterials 1 auf der Verteilhebebühne 151 in Richtung zu der Aufbauhebeführungskammer 143 gedrückt werden, und weiteres Pulvermaterial 1 kann der Aufbauhebeführungskammer 143 zugeführt werden. Der überschüssige Teil des Pulvermaterials 1, der nicht in der Aufbauhebeführungskammer 143 enthalten ist, kann in Richtung zu der Sammelhebeführungskammer 142 gepresst und gesammelt werden.
Daher können die Funktionen der Applikationseinheit 26 und der Hebebühnen 15 (die Verteilhebebühne 151, die Sammelhebebühne 152 und die Aufbauhebebühne 153) in kooperierender Weise miteinander mittels der Steuerungsaktion der Steuerung 36 ausgeführt werden, sodass eine geeignete Menge des Pulvermaterials 1 zur Ausbildung von Schichten der Aufbauhebebühne 153 zugeführt werden kann. Die Strecken, um die die Verteilhebebühne 151 angehoben, die Aufbauhebebühne 153 abgesenkt und die Sammelhebebühne 152 abgesenkt werden, können vorzugsweise so festgelegt werden, dass eine geringfügig größere Menge des Pulvermaterials 1 als notwendigerweise dem Bereich über der Aufbauhebebühne 153 zuzuführen ist, von der Verteilhebeführungskammer 141 zu dem Bereich über der Aufbauhebebühne 153 zugeführt wird, und der überschüssige Teil des Pulvermaterials 1, der nicht in der Aufbauhebeführungskammer 143 aufgenommen wird, wird in der Sammelhebeführungskammer 142 aufgenommen. Ferner kann die Strecke, um die die Aufbauhebebühne 153 abgesenkt wird, entsprechend der Dicke der Schicht des Pulvermaterials 1 festgelegt werden, die durch Anwendung eines Laserstrahls zu verfestigen ist. Beispielsweise ist es möglich, bei einem Arbeitsgang die Sammelhebebühne 152 und die Aufbauhebebühne 153 um 0,1 mm abzusenken und die Verteilhebebühne 151 um 0,2 mm anzuheben.
Die Prozesskammer 12 kann ferner eine Gasversorgungseinheit 20, eine Gasauslasseinheit 22, eine Emissionseinheit 30 und einen Sauerstoffsensor 34 zusätzlich zu der Applikationseinheit 26 aufweisen.
Die Gasversorgungseinheit 20 in dieser Betriebsart kann eine erste Gasversorgungseinheit 201, 202 zum Zuführen von Inertgas, etwa von Argon oder Stickstoff (in dieser Betriebsart insbesondere Argon) zu der Prozesskammer 12 aufweisen. In dem in 1 gezeigten Beispiel kann die erste Gasversorgungseinheit 201, 202 eine erste Gebläseeinheit 202, die über der Aufbaueinheit (der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Aufbauhebebühne 153) vorgesehen ist, und eine zweite Gebläseeinheit 202 aufweisen, die zwischen der Aufbaueinheit und der ersten Gebläseeinheit 201 (d. h. unter der ersten Gebläseeinheit 201) vorgesehen ist. Die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202 können ein Inertgas in den Raum über der Aufbaueinheit derart einblasen, dass das Pulvermaterial 1, das auf der Aufbauhebebühne 153 und dem dreidimensionalen Objekt 5 angeordnet ist, im Wesentlichen nicht beeinflusst wird. Der spezielle Aufbau und die Lage der Gasversorgungseinheit 20 sind in keiner besonderen Weise beschränkt, können aber so festgelegt sein, dass ein Inertgas zu der Prozesskammer 12 und/oder den Hebeführungskammern 14 zugeführt werden kann.
Die Gasauslasseinheit 22 kann mit der Prozesskammer 12 in Verbindung stehen und so ausgebildet sein, dass sie Gase in der Prozesskammer 12 aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 herausführt.
Die Emissionseinheit 30 gemäß dieser Betriebsart kann einen Laserstrahl auf das Pulvermaterial 1 auf der Hebebühne 15 (die Aufbauhebebühne 153 in diesem Beispiel) aussenden, um das Pulvermaterial 1 zu verfestigen (um das Pulvermaterial 1 in diesem Beispiel zu sintern). In dem in 1 gezeigten Beispiel kann die Emissionseinheit 30 in der Prozesskammer 12 über der Aufbaueinheit (der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Aufbauhebebühne 153) montiert sein. Jedoch ist die Position zur Montage der Emissionseinheit 30 in keiner besonderen Weise beschränkt. Die Emissionseinheit 30 kann an anderen Positionen innerhalb der Prozesskammer 12 montiert sein oder sie kann außerhalb der Prozesskammer 12 montiert sein, solange sie in geeigneter Weise einen Laserstrahl auf das Pulvermaterial 1 auf der Aufbauhebebühne 153 aussenden kann.
Der Sauerstoffsensor 34 kann in der Prozesskammer 12 montiert und ausgebildet sein, die Sauerstoffdichte zu erfassen. Die Position zur Montage des Sauerstoffsensors 34, die nicht in besonderer Weise beschränkt ist, kann insbesondere auf der Grundlage der Abhängigkeit zwischen dem spezifischen Gewicht des Inertgases, das aus der Gasversorgungseinheit 20 zugeführt wird, und demjenigen des Sauerstoffs festgelegt sein. Wenn beispielsweise das spezifische Gewicht von Sauerstoff kleiner ist als dasjenige des Inertgases, dann kann der Sauerstoffsensor 34 vorzugsweise an einer relativ hohen Position innerhalb der Prozesskammer 12 montiert werden, und wenn das spezifische Gewicht des Sauerstoffs größer ist als dasjenige des Inertgases, dann kann der Sauerstoffsensor vorzugsweise in einer relativ tiefen Position innerhalb der Prozesskammer 12 montiert werden. Die Position zur Montage des Sauerstoffsensors 34 kann vorzugsweise so festgelegt werden, dass die Verbindungsleitung 24 (später beschrieben) zu der Prozesskammer 12 offen sein kann (in Verbindung stehen kann mit) an einer Position, die näher an dem Sauerstoffsensor 34 als an der Position liegt, an der die Gasversorgungseinheit 20 (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202 in diesem Beispiel) ein Inertgas in die Prozesskammer 12 zuführt.
Die Verbindungsleitung 24 kann zumindest einen Teil eines Gaskanals C bilden, der eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und den Räumen in den Hebeführungskammern 14 unter den Hebebühnen 15 herstellt. Die Verbindungsleitung 24 in dieser Ausführungsart kann mit der Prozesskammer 12 und den Hebeführungskammern 14 (insbesondere der Aufbauhebeführungskammer 143) verbunden sein, mit der Prozesskammer 12 über eine Prozesskammeröffnung 24a in Verbindung stehen und mit der Aufbauhebeführungskammer 143 über eine Hebekammeröffnung 24b in Verbindung stehen.
Die Form des Gaskanals C, der durch die Verbindungsleitung 24 gebildet ist, ist in keiner besonderen Weise beschränkt. Beispielsweise kann der Querschnitt des Gaskanals C, der von der Verbindungsleitung 24 gebildet ist, eine Kreisform oder eine andere Form als eine Kreisform, etwa eine Rechteckform oder eine Form eines Vielecks haben. Wie in 2A gezeigt, kann die Verbindungsleitung 24 einen Kanal aufweisen, der unter rechten Winkeln ohne eine kontinuierliche Änderung der Krümmung des Gaskanals C verläuft, oder, wie in 2B gezeigt ist, die Verbindungsleitung 24 kann einen gekrümmten Kanal aufweisen, in welchem die Krümmung des Gaskanals C sich kontinuierlich oder gleichbleibend ändert. Es kann auch möglich sein, dass die Verbindungsleitung 24 sowohl ”einen Kanal ohne kontinuierliche Änderung der Krümmung des Gaskanals C” als auch ”einen gekrümmten Kanal” aufweist. Wenn die Verbindungsleitung 24 einen gekrümmten Kanal aufweist, kann der Druckabfall reduziert werden, und das Gas (das Inertgas, Sauerstoff, und dergleichen) kann reibungsarm durch den Gaskanal C strömen, der durch die Verbindungsleitung 24 gebildet ist. Ferner ist auch das Material der Verbindungsleitung 24 in keiner besonderen Weise eingeschränkt. Typischerweise kann die Verbindungsleitung 24 aus Edelstahl (SUS) hergestellt sein, sie kann aber auch aus anderen Metallen oder Harzen hergestellt sein. In den in 1, 2A und 2B gezeigten Beispielen kann die Verbindungsleitung 24 auf einem Wandbereich (beispielsweise einem Rückwandbereich) montiert sein, auf welchem die Gasversorgungseinheit 20 (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202) montiert ist. Jedoch ist die Lage zur Montage der Verbindungsleitung 24 nicht in besonderer Weise beschränkt, und die Verbindungsleitung 24 kann auf anderen Wandbereichen der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 montiert sein. Wie ferner in 2A und 2B gezeigt ist, kann sich in diesem Beispiel die Verbindungsleitung 24 außerhalb des Wandbereichs der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 erstrecken, kann sich aber alternativ in dem Wandbereich der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 erstrecken.
Die Positionen, an denen die Verbindungsleitung 24 mit der Prozesskammer 12 und den Hebeführungskammern 14 verbunden und zu diesem geöffnet sein kann, sind in keiner besonderen Weise eingeschränkt, aber die Verbindungsleitung 24 ist vorzugsweise mit der Prozesskammer 12 in der Nähe des Sauerstoffsensors 34 verbunden und zu dieser geöffnet. Mit diesem Aufbau kann der Sauerstoffsensor 34 in geeigneter die Dichte des Sauerstoffgases erfassen, das von der Verbindungsleitung 24 in die Prozesskammer 12 strömt. Ferner kann die Verbindungsleitung 24 vorzugsweise mit der Aufbauhebeführungskammer 143 (den Hebeführungskammern 14) unterhalb eines Bewegungsbereichs R der Aufbauhebebühne 153 (die Hebebühnen 15) verbunden und zu diesen hin geöffnet sein. Mit diesem Aufbau kann die Verbindungsleitung 24 eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und dem Raum unterhalb des Bewegungsbereichs R der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 herstellen.
Die Antriebskammer 32 kann zumindest einen Teil der Hebeantriebseinheiten 18 enthalten bzw. aufnehmen. Wenn beispielsweise eine Hebeantriebseinheit 18 einen vorstehenden Bereich aufweist, wovon ein Ende an einer zugehörigen Hebebühne 15 (die Verteilhebebühne 151, die Sammelhebebühne 152 oder die Aufbauhebebühne 153) befestigt ist und sie in der Lage ist, mit variablem Abstand überzustehen, und wenn die Einheit einen Motor (beispielsweise einen Schrittmotor) als Antrieb für den vorstehenden Bereich aufweist, dann kann die Antriebskammer 32 den Motor und einen Teil des anderen Endes des vorstehenden Bereichs aufnehmen.
Die Steuerung 36 kann über der Prozesskammer 12 montiert sein. Die Steuerung 36 kann die Einheiten in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 steuern. Beispielsweise kann die Steuerung die Hebeantriebseinheiten 18 so steuern, dass die Hebebühnen 15 angehoben oder abgesenkt werden, sie kann die horizontale Bewegung der Applikationseinheit 26 steuern, sie kann eine Laserstrahlaussendung der Emissionseinheit 30 steuern und kann die Zuführung des Inertgases aus der Gasversorgungseinheit 20 steuern. Insbesondere kann die Steuerung 36 in dieser Betriebsart die Erfassungswerte aus dem Sauerstoffsensor 34 empfangen, und, wenn der Sauerstoffsensor 34 eine Sauerstoffdichte erfasst, die höher als ein Schwellenwert ist, kann die Steuerung 36 den Hebevorgang der Hebebühnen 15, die horizontale Bewegung der Applikationseinheit 26 und die Aussendung des Laserstrahls aus der Emissionseinheit 30 beenden, die Modellierung des dreidimensionalen Objekts 5 unterbrechen und eine Fehlermeldung sichtbar oder hörbar an einen Bediener ausgeben.
Wie zuvor beschrieben ist, kann in dieser Betriebsart die Verbindungsleitung 24 eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 herstellen. Daher kann das Gas (das insbesondere Sauerstoff sein kann, aber auch Stickstoff sein kann, der aus einer Argongasumgebung abgeführt werden sollte), das in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 angesammelt ist, effizient zu der Prozesskammer 12 über die Verbindungsleitung 24 geführt und aus der Prozesskammer 12 über die Gasauslasseinheit 22 abgeführt werden. Daher kann das Gas in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 (insbesondere in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143) effizient durch Inertgas ersetzt werden, um dadurch zu verhindern, dass Sauerstoffgas sich in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 ansammelt.
Daher wird gegebenenfalls der Sauerstoffsensor 34 nicht mehr oder nur selten eine Sauerstoffdichte erfassen, die höher als ein Schwellenwert ist, und daher wird selbst im Falle, in welchem die Modellierung unterbrochen werden sollte, wenn der Sauerstoffsensor 34 eine Sauerstoffdichte erfasst, die höher als ein Schwellenwert ist, die Modellierung nicht mehr oder nur selten in unerwarteter Weise unterbrochen werden.
Ferner kann in dieser Betriebsart das Gas in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 über die Verbindungsleitung 24 zu der Prozesskammer 12 geführt werden. Daher kann die Sauerstoffdichte in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 indirekt durch den Sauerstoffsensor 34 überwacht werden, der in der Prozesskammer 12 vorgesehen ist, und daher besteht keine Notwendigkeit, einen Sauerstoffsensor in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 vorzusehen.
In dieser Betriebsart kann die Öffnung der Verbindungsleitung 24 (die Hebekammeröffnung 24b) unter dem Bewegungsbereich R der Aufbauhebebühne 153 vorgesehen werden. Daher kann das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 (insbesondere in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153) ansammelt, effizient abgeleitet werden, ohne dass der Bewegungsbereich R der Aufbauhebebühne 153 eingeschränkt wird.
Wenn der Gaskanal C der Verbindungsleitung 24 einen gekrümmten Kanal aufweist, kann das Gas reibungsarm in dem Gaskanal C strömen, und das Sauerstoffgas, das sich in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, kann effizient abgeleitet werden. Zusätzlich zu Sauerstoff kann auch Stickstoff, in der verbleibenden Luft enthalten ist, in der gleichen Weise abgeführt werden. Dies gilt auch für andere Betriebsarten, die nachfolgend beschrieben sind.
<Zweite Betriebsart>
3 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer zweiten Betriebsart. 4 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 3 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 3).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind die gleichen oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 entsprechend der ersten Betriebsart, die zuvor beschrieben ist (siehe 1, 2A und 2B), mit den gleichen Bezugszeichen belegt, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Verbindungsleitung 24 in dieser Betriebsart kann die Prozesskammer 12 und die Antriebskammer 32 verbinden und kann mit der Prozesskammer 12 über die Prozesskammeröffnung 24a eine Verbindung herstellen und kann mit der Antriebskammer 32 über eine Antriebskammeröffnung 24c eine Verbindung herstellen. Der Wandbereich, der die Hebeführungskammern 14 (in diesem Beispiel die Aufbauhebeführungskammer 143) von der Antriebskammer 32 abtrennt, kann mehrere Verbindungsöffnungen 38 aufweisen, und die Antriebskammer 32 kann mit den Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) über diese Verbindungsöffnungen 38 in Verbindung treten. Die Verbindungsöffnungen 38 sind vorzugsweise an derartigen Positionen vorgesehen, sodass eine Verbindung zwischen der Antriebskammer 32 und dem Raum unterhalb des Bewegungsbereichs R der zugehörigen Hebebühnen 15 (die Aufbauhebebühne 153) in den Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) hergestellt wird.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart.
Der Gaskanal C, der die Prozesskammer 12 und die Aufbauhebeführungskammer 143 (insbesondere den Raum unter der Aufbauhebebühne 153) verbindet, kann durch die Verbindungsleitung 24 (einschließlich der Prozesskammeröffnung 24a und der Hebekammeröffnung 24b), der Antriebskammer 32 und den Verbindungsöffnungen 38 gebildet sein. Folglich kann das Sauerstoffgas, das sich in dem unter der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, über den Gaskanal C zu der Prozesskammer 12 geführt werden und kann über die Gasauslasseinheit 22 aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 abgeführt werden.
In dieser Betriebsart kann zusätzlich zu dem Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, auch das Sauerstoffgas, das sich der Antriebskammer 32 ansammelt, zu der Prozesskammer 12 geleitet und über die Gasauslasseinheit 22 aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 abgeleitet werden. Daher ist es möglich, das Sauerstoffgas aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 zuverlässiger abzuführen und die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 mit dem Inertgas zu füllen.
Es kann auch möglich sein, dass lediglich eine Verbindungsöffnung 38 vorgesehen ist. Wenn mehrere Verbindungsöffnungen 38 vorgesehen sind, können diese Verbindungsöffnungen 38 die gleiche oder unterschiedliche Öffnungsflächen (Kanalflächen) aufweisen.
<Dritte Betriebsart>
5 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer dritten Betriebsart. 6 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 5 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 5).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart werden gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der ersten Betriebsart, die zuvor beschrieben ist (siehe 1, 2A und 2B), mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Verbindungsleitung 24 in dieser Betriebsart kann eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und den Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143 in diesem Beispiel) herstellen und kann ferner eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und der Antriebskammer 32 herstellen. Genauer gesagt, die Verbindungsleitung 24 in dieser Betriebsart kann jeweils mit der Prozesskammer 12, den Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) und der Antriebskammer 32 verbunden und zu diesen hin geöffnet sein. Daher kann die Verbindungsleitung 24 einen Prozesskammerverbindungskanal C1, der mit der Prozesskammer 12 über die Prozesskammeröffnung 24a in Verbindung steht, einen Hebeführungskammerverbindungskanal C2, der von dem Prozesskammerverbindungskanal C1 abzweigt und mit den Hebeführungskammern 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) über die Hebekammeröffnung 24b in Verbindung steht, und einen Antriebskammerverbindungskanal C3 aufweisen, der von dem Prozesskammerverbindungskanal C1 abzweigt und mit der Antriebskammer 32 über die Antriebskammeröffnung 24c in Verbindung steht.
Die Querschnittsflächen (die Kanalflächen) des Prozesskammerverbindungskanals C1, des Hebeführungskammerverbindungskanals C2 und des Antriebskammerverbindungskanals C3 sind in keiner besonderen Weise beschränkt. Wenn beispielsweise die Querschnittsfläche des Antriebskammerverbindungskanals C3 größer ist als diejenige des Hebeführungskammerverbindungskanals C2, können die Gase durch den Antriebskammerverbindungskanal C3 reibungsärmer einströmen oder ausströmen als durch den Hebeführungskammerverbindungskanal C2, und daher ist es möglich, das Einströmen des Inertgases in die Antriebskammer 32 und das Ableiten des Sauerstoffgases aus der Antriebskammer 32 effizient zu ermöglichen. Wenn die Querschnittsfläche des Antriebskammerverbindungskanals C3 kleiner ist als diejenige des Prozesskammerverbindungskanals C1, dann können Gase durch den Prozesskammerverbindungskanal C1 reibungsärmer einströmen oder ausströmen als durch den Antriebskammerverbindungskanal C3, und daher ist es möglich, das Einströmen des Inertgases in die Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) und die Antriebskammer 32 und das Ableiten des Sauerstoffgases aus den Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) und der Antriebskammer 32 effizient zu ermöglichen. Wenn ferner die Querschnittsflächen des Prozesskammerverbindungskanals C1, des Antriebskammerverbindungskanals C3 und des Hebeführungskammerverbindungskanals C2 in dieser Reihenfolge kleiner sind (d. h., die Querschnittsfläche des Prozesskammerverbindungskanals C1 > die Querschnittsfläche des Antriebskammerverbindungskanals C3 > die Querschnittsfläche des Hebeführungskammerverbindungskanals C2), dann ist es möglich, ein gutes Gleichgewicht zwischen dem Einströmen des Inertgases aus der Prozesskammer 12 in die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Antriebskammer 32 und dem Ausströmen des Sauerstoffgases aus der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Antriebskammer 32 in die Prozesskammer 12 beizubehalten. Mit diesem Aufbau wird das Sauerstoffgas, das aus der Antriebskammer 32 abgeleitet wird, daran gehindert, dass es in die Aufbauhebeführungskammer 143 einströmt und in die Prozesskammer 12 geleitet wird.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu derjenigen der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart.
In dieser Betriebsart ist es möglich zu verhindern, dass Sauerstoffgas sich in den Hebeführungskammern 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) und/oder der Antriebskammer 32 ansammelt, sodass das Sauerstoffgas aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 zuverlässiger abgeführt wird und die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 mit dem Inertgas gefüllt wird.
<Vierte Betriebsart>
7 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer vierten Betriebsart. 8 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 7 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 7).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart (siehe 1, 2A und 2B) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart kann der Wandbereich, der die Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143 in diesem Beispiel) von der Antriebskammer 32 trennt, mehrere Verbindungsöffnungen 38 aufweisen, und die Antriebskammer 32 kann mit den Hebeführungskammern 14 (insbesondere mit dem Raumbereich unter der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143) über diese Verbindungsöffnungen 38 in Verbindung stehen.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart.
In dieser Betriebsart können die Verbindungsöffnungen 38 eine Verbindung zwischen der Antriebskammer 32 und den Hebeführungskammern 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) herstellen. Daher ist es möglich, zuverlässiger zu verhindern, dass sich das Sauerstoffgas in den Hebeführungskammern 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) und/oder der Antriebskammer 32 ansammelt, durch das die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 mit dem Inertgas gefüllt wird.
Wenn insbesondere ein Inertgas mit einem größeren spezifischen Gewicht als Sauerstoff, etwa Argon, verwendet wird, kann das Inertgas über die Verbindungsöffnungen 38 effizient in die Antriebskammer 32 strömen. Die mehreren Verbindungsöffnungen 38 können in Verbindungsöffnungen 38, die hauptsächlich das Gas leiten, das aus der Aufbauhebeführungskammer 143 in die Antriebskammer 32 strömt, und in Verbindungsöffnungen 38 unterteilt werden, die hauptsächlich das Gas leiten, das aus der Antriebskammer 32 in die Aufbauhebeführungskammer 143 strömt, um in effizienter Weise das Sauerstoffgas abzuleiten und das Inertgas einzufüllen.
<Fünfte Betriebsart>
9 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer fünften Betriebsart. 10 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 9 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 9).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart werden gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart (siehe 1, 2A und 2B) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
In dieser Betriebsart sind mehrere Verbindungsleitungen (eine erste Verbindungsleitung 24A, eine zweite Verbindungsleitung 24B und eine dritte Verbindungsleitung 24C) vorgesehen. Diese Verbindungsleitungen 24A, 24B und 24C können eine Verbindung zwischen jeder der mehreren Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141, der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143) und der Prozesskammer 12 herstellen. Genauer gesagt, die erste Verbindungsleitung 24A kann mit der Prozesskammer 12 und er Verteilhebeführungskammer 141 verbunden sein, und kann eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und der Verteilhebeführungskammer 141 über die Prozesskammeröffnung 24a und die Hebekammeröffnung 24b herstellen. Die zweite Verbindungsleitung 24B kann mit der Prozesskammer 12 und der Sammelhebeführungskammer 142 verbunden sein und kann eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und der Sammelhebeführungskammer 142 über die Prozesskammeröffnung 24a und die Hebekammeröffnung 24b herstellen. Die dritte Verbindungsleitung 24C kann mit der Prozesskammer 12 und der Aufbauhebeführungskammer 143 verbunden sein und kann eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und der Aufbauhebeführungskammer 143 über die Prozesskammeröffnung 24a und die Hebekammeröffnung 24b herstellen.
Die Positionen der Prozesskammeröffnungen 24a und der Hebekammeröffnungen 24b für die Verbindungsleitungen 24A, 24B und 24C sind nicht in besonderer Weise eingeschränkt. Wie in der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart können die Prozesskammeröffnungen 24a für die Verbindungsleitungen 24A, 24B und 24C vorzugsweise näher an dem Sauerstoffsensor 34 als an der Position angeordnet sein, an der die Gasversorgungseinheit 20 (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202) ein Inertgas in die Prozesskammer 12 einführen. Die Hebekammeröffnungen 24b für die Verbindungsleitungen 24A, 24B und 24C können vorzugsweise unterhalb des Bewegungsbereichs R der zugehörigen Hebebühnen 15 (die Verteilhebebühne 151, die Sammelhebebühne 152 und die Aufbauhebebühne 153) angeordnet sein.
Die mehreren Verbindungsleitungen 24A, 24B und 24C können in dieser Betriebsart mit der Prozesskammer 12 über den gleichen Wandbereich der mehreren Wandbereiche, die die Prozesskammer 12 bilden, in Verbindung stehen, und können mit der zugehörigen Kammer der Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141, der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143) über die Wandbereiche auf der gleichen Seite der mehreren Wandbereiche, die die Hebeführungskammern 14 bilden, in Verbindung stehen.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der ersten zuvor beschriebenen Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Sauerstoffgas, das sich in den mehreren Hebeführungskammern 14 (die Verteilhebeführungskammer 141, die Sammelhebeführungskammer 142 und die Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, effizient über die mehreren Verbindungsleitungen 24A, 24B und 24C, die Prozesskammer 12 und die Gasauslasseinheit 22 abgeführt werden.
<Sechste Betriebsart>
11 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer sechsten Betriebsart. 12 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 11 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 11).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen fünften Betriebsart (siehe 9 und 10) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können mehrere Verbindungsöffnungen 38 vorgesehen sein, um eine Verbindung zwischen jeder der mehreren Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141, der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143) und der Antriebskammer 32 herzustellen. Jede der Hebeführungskammern 14 kann mit zwei Verbindungsöffnungen 38 versehen sein, und somit können insgesamt sechs Verbindungsöffnungen vorgesehen sein.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen fünften Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Sauerstoffgas, das sich in den mehreren Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141, der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, abgeleitet werden und ferner kann das Sauerstoffgas, das sich in der Antriebskammer 32 ansammelt, ebenfalls über die Verbindungsöffnungen 38, die Hebeführungskammern 14, die Verbindungsleitungen 24, die Prozesskammer 12 und die Gasauslasseinheit 22 abgeführt werden.
Die Verbindungsöffnungen 38 stellen eine Verbindung nicht notwendigerweise zwischen allen Hebeführungskammern 14 und der Antriebskammer 32 her, sondern sie sind gegebenenfalls nur so ausgebildet, dass sie eine Verbindung zwischen mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern 14 und der Antriebskammer 32 herstellen.
<Siebte Betriebsart>
13 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer siebten Betriebsart. 14 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 13 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 13).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind ähnliche oder gleiche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart (siehe 1, 2A und 2B) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können mehrere Verbindungsleitungen (in diesem Beispiel zwei Verbindungsleitungen) mit einer ersten Verbindungsleitung 24A und einer zweiten Verbindungsleitung 24B vorgesehen sein. Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können über die Prozesskammeröffnungen 24a mit der Prozesskammer 12 verbunden sein und können ferner übe die Hebekammeröffnungen 24b mit der gleichen Hebeführungskammer 14 (in diesem Beispiel die Aufbauhebeführungskammer 143) verbunden sein.
Die Position, an der die erste Verbindungsleitung 24A zu der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet ist (d. h., die Position der Hebekammeröffnung 24b für die erste Verbindungsleitung 24A) kann über der Position liegen, an der die zweite Verbindungsleitung 24B zu der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet ist (d. h., der Position der Hebekammeröffnung 24b für die zweite Verbindungsleitung 24B). Die Hebekammeröffnungen 24b für die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können unter dem Bewegungsbereich R der zugehörigen Bühne der Hebebühnen 15 (in diesem Beispiel die Aufbauhebebühne 153) angeordnet sein. Die Position, an der die erste Verbindungsleitung 24A zu der Prozesskammer 12 offen ist (d. h., die Position der Prozesskammeröffnung 24a für die erste Verbindungsleitung 24A) kann über der Position liegen, an der die zweite Verbindungsleitung 24B zu der Prozesskammer 12 offen ist (d. h., die Position der Prozesskammeröffnung 24a für die zweite Verbindungsleitung 24B).
Die Prozesskammeröffnung 24a für die erste Verbindungsleitung 24A kann zu der Prozesskammer 12 an einer Position offen sein, die näher an dem Sauerstoffsensor 34 liegt als die Position, an der die Gasversorgungseinheit 20 (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202) der Prozesskammer 12 ein Inertgas zuführen.
Die Querschnittsflächen der Kanäle in der ersten Verbindungsleitung 24A und der zweiten Verbindungsleitung 24B sind in keiner besonderen Weise eingeschränkt. Die Querschnittsfläche des Kanals in der ersten Verbindungsleitung 24A kann größer oder kleiner sein als diejenige des Kanals in der zweiten Verbindungsleitung 24B. Wenn die Querschnittsfläche des Kanals in der ersten Verbindungsleitung 24A größer ist als diejenige des Kanals in der zweiten Verbindungsleitung 24B, dann kann Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, effizient über die erste Verbindungsleitung 24A in die Prozesskammer 12 geleitet werden, wobei das Inertgas, etwa Argon, ein größeres spezifisches Gewicht als Sauerstoff hat. Wenn andererseits die Querschnittsfläche des Kanals in der ersten Verbindungsleitung 24A kleiner als diejenige des Kanals in der zweiten Verbindungsleitung 24B ist, kann das Inertgas effizient über die zweite Verbindungsleitung 24B in die Aufbauhebeführungskammer 143 eingeleitet werden, wobei das Inertgas, etwa Stickstoff, ein kleineres spezifisches Gewicht als Sauerstoff hat. Als Folge davon kann das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, effizient in die Prozesskammer 12 zwangsweise geführt werden.
Ferner können die erste Verbindungsleitung 24A und/oder die zweite Verbindungsleitung 24B mit einer Kanaleinstelleinheit 40 versehen sein, die den Grad der Öffnung des Kanals (die Kanalfläche) einstellen kann. Durch die Einstellung der Kanalfläche durch die Kanaleinstelleinheit 40 können die Bedingungen für den Durchgang des Gases durch die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B in flexibler Weise geändert werden, wodurch das Sauerstoffgas aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 effizienter abgeführt werden kann.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, über die mehreren Verbindungsleitungen (die erste Verbindungsleitung 24A) und die zweite Verbindungsleitung 24B) effizient abgeführt werden. In dieser Betriebsart wird durch die Verwendung der mehreren Verbindungsleitungen 24A, 24B, die jeweils eine kleine Kanalfläche haben, insgesamt eine große Kanalfläche für die Verbindungsleitungen bereitgestellt. Ferner kann die Verwendung der mehreren Verbindungsleitungen 24A, 24B die Freiheit bei der Anordnung der Verbindungsleitungen erhöhen, wodurch es möglich ist, das Sauerstoffgas aus der Aufbauhebeführungskammer 143 effizienter abzuleiten und die Aufbauhebeführungskammer 143 zuverlässiger mit dem Inertgas zu füllen.
Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können zu der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Prozesskammer 12 an unterschiedlichen Positionen offen sein, sodass die erste Verbindungsleitung 24A oder die zweite Verbindungsleitung 24B hauptsächlich als eine Versorgungsleitung für das Inertgas dienen kann und die andere hauptsächlich als eine Auslassleitung für das Sauerstoffgas dient, wodurch es möglich ist, das Sauerstoffgas effizienter abzuführen und das Inertgas zuzuführen.
Von den mehreren Verbindungsleitungen 24A, 24B kann die eine, die höher positioniert ist (in diesem Beispiel die erste Verbindungsleitung 24A) eine Kanalfläche haben, die größer ist als diejenige der anderen Leitung, die tiefer liegt (in diesem Beispiel die zweite Verbindungsleitung 24B), sodass das Sauerstoffgas mit dem Inertgas, etwa Argon, effizient abgeleitet werden kann.
Die mehreren Verbindungsleitungen 24A, 24B können auf dem gleichen Wandbereich vorgesehen sein, sodass diese Verbindungsleitungen 24A, 24B einfach gewartet werden können.
<Achte Betriebsart>
15 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer achten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart (siehe 1, 2A und 2B) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
Die Verbindungsleitung 24 in dieser Betriebsart kann eine Verbindung zwischen mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern 14 (eine Hebeführungskammer 14) (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141) und der Prozesskammer 12 herstellen. Jede der Trennwände 28 hat darin ausgebildet eine Verbindungsöffnung 42, und beliebige zwei Hebeführungskammern 14, die benachbart zueinander angeordnet sind (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141 und die Aufbauhebeführungskammer 143, oder die Sammelhebeführungskammer 142 und die Aufbauhebeführungskammer 143) können über die Verbindungsöffnung 42 miteinander in Verbindung stehen.
Jede der Verbindungsöffnungen 42 kann unter den Bewegungsbereichen R der Hebebühnen 15 angeordnet sein, um in den Hebeführungskammern 14 angehoben und abgesenkt zu werden, die durch die Trennwand mit der Verbindungsöffnung 42 getrennt sind (d. h., die Hebeführungskammern 14, die benachbart zueinander sind). Die Verbindungsöffnung 42, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 angeordnet ist, kann unter den Bewegungsbereichen R der Verteilhebebühne 151 und der Aufbauhebebühne 153 angeordnet sein. Die Verbindungsöffnung 42, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, kann unter den Bewegungsbereichen R der Sammelhebebühne 152 und der Aufbauhebebühne 153 angeordnet sein. In dieser Betriebsart können die Verbindungsöffnung 42, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, und die Verbindungsöffnung 42, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, die gleiche Öffnungsquerschnittsfläche (Kanalfläche) haben.
Jede der Trennwände 28 zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 und zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 kann mehrere Verbindungsöffnungen 42 aufweisen. Das heißt, es können Verbindungsöffnungen 42 zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen sein, und es können mehrere Verbindungsöffnungen 42 zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen sein.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der ersten zuvor beschriebenen Betriebsart.
In dieser Betriebsart können die Verteilhebeführungskammer 141, die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Sammelhebeführungskammer 142 über die Verbindungsöffnungen 42 miteinander in Verbindung stehen. Daher kann das Inertgas, das aus der Verbindungsleitung 24 der Verteilhebeführungskammer 141 zugeleitet wird, der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Sammelhebeführungskammer 142 über die Verbindungsöffnungen 42 zugeführt werden. Das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Sammelhebeführungskammer 142 ansammelt, kann über die Verbindungsöffnungen 42 der Verteilhebeführungskammer 141 zugeführt und über die Verbindungsleitung 24, die Prozesskammer 12 und die Gasauslasseinheit 22 abgeführt werden.
Daher ist es in dieser Betriebsart möglich, das Sauerstoffgas, das sich in den mehreren Hebeführungskammern 14 ansammelt, effizient abzuführen und die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 mit dem Inertgas zu füllen, während der Raum für die Montage der Verbindungsleitung 24 minimiert wird.
In dem in 15 gezeigten Beispiel kann die Verbindungsleitung 24 mit der Verteilhebeführungskammer 141 verbunden sein, die an einem Ende der mehreren Hebeführungskammern 14 angeordnet ist, die benachbart zueinander liegen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Verbindungsleitung 24 mit anderen Hebeführungskammern 14 (der Sammelhebeführungskammer 142 und/oder der Aufbauhebeführungskammer 143) verbunden ist.
<Neunte Betriebsart>
16 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer neunten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen achten Betriebsart (siehe 15) durch die gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können die erste Verbindungsöffnung 42A, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, und die zweite Verbindungsöffnung 42B, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, unterschiedliche Öffnungsquerschnittsflächen (Kanalflächen) aufweisen. Insbesondere kann die Öffnungsquerschnittsfläche der ersten Verbindungsöffnung 42A, die eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer 14 (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141), mit der die Verbindungsleitung 42 verbunden ist, und der Hebeführungskammer 14 (in diesem Beispiel die Aufbauhebeführungskammer 143), mit der die Verbindungsleitung 24 nicht verbunden ist, herstellt, größer sein als die Öffnungsquerschnittsfläche der zweiten Verbindungsöffnung 42B, die eine Verbindung zwischen den Hebeführungskammern 14 (der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143), mit der die Verbindungsleitung 24 nicht verbunden ist, herstellt.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen achten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Inertgas, das der Verteilhebeführungskammer 141 aus der Verbindungsleitung 24 zugeführt wird, effizient der Aufbauhebeführungskammer 143 zugeführt werden, und das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, kann effizient in die Verteilhebeführungskammer 141 abgeführt werden.
Es ist auch möglich, mehrere erste Verbindungsöffnungen 42A und/oder mehrere zweite Verbindungsöffnungen 42B vorzusehen. Das heißt, es können mehrere erste Verbindungsöffnungen 42A in der Trennwand 28 zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen werden, und mehrere zweite Verbindungsöffnungen 42B können in der Trennwand 42B zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen werden. Bei diesem Aufbau ist es möglich, dass die Öffnungsquerschnittsfläche eine der ersten Verbindungsöffnungen 42A nicht größer ist als die Öffnungsquerschnittsfläche einer der zweiten Verbindungsöffnungen 42B. Die gleiche Wirkung wie in dieser Betriebsart kann erwartet werden, wenn die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren ersten Verbindungsöffnungen 42A, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen sind, größer ist als die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren zweiten Verbindungsöffnungen 42B, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Bildungshebeführungskammer 143 vorgesehen sind. Selbst wenn die Öffnungsquerschnittsfläche einer der ersten Verbindungsöffnungen 42A nicht größer als die Öffnungsquerschnittsfläche einer der zweiten Verbindungsöffnungen 42B ist, kann daher die Anzahl der ersten Verbindungsöffnungen 42A größer sein als die Anzahl der zweiten Verbindungsöffnungen 42B, sodass die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der ersten Verbindungsöffnungen 42A größer ist als die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der zweiten Verbindungsöffnungen 42B.
Ferner ist die Beziehung zwischen den Öffnungsquerschnittsflächen der ersten Verbindungsleitung 24A und der zweiten Verbindungsleitung 24B nicht auf die vorhergehenden Beispiele begrenzt. Beispielsweise kann die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren ersten Verbindungsleitungen 24A kleiner sein als die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren zweiten Verbindungsleitungen 24B.
<Zehnte Betriebsart>
17 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer zehnten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionellen Modelliervorrichtung 10 entsprechend der zuvor beschriebenen achten Betriebsart (siehe 15) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können mehrere Verbindungsöffnungen 38 vorgesehen sein, um eine Verbindung zwischen mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141, der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Sammelhebeführungskammer 142) (in diesem Beispiel alle Hebeführungskammern 14) und der Antriebskammer 32 herzustellen. Das heißt, eine Verbindungsöffnung 38 kann jeweils in dem Wandbereich, der die Verteilhebeführungskammer 141 von der Antriebskammer 32 trennt, dem Wandbereich, der die Aufbauhebeführungskammer 143 von der Antriebskammer 32 trennt, und in dem Wandbereich, die Sammelhebeführungskammer 142 von der Antriebskammer 32 trennt, vorgesehen sein.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen achten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann zusätzlich zu dem Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 ansammelt, auch das Sauerstoffgas, das sich in der Antriebskammer 32 ansammelt, zu der Prozesskammer 12 geführt und aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 über die Gasauslasseinheit 22 abgeführt werden.
Es ist auch möglich, dass nur eine Verbindungsöffnung 38 vorgesehen ist. Wenn mehrere Verbindungsöffnungen 38 vorgesehen sind, haben diese Verbindungsöffnungen 38 entweder gleiche oder unterschiedliche Öffnungsflächen (Kanalflächen). Ferner ist es möglich, dass die Querschnittsfläche der ersten Verbindungsöffnung 42A nicht notwendigerweise gleich ist zu jener der zweiten Verbindungsöffnung 42B.
<Elfte Betriebsart>
18 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer elften Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen achten Betriebsart (siehe 15) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können mehrere Verbindungsleitungen (in diesem Beispiel zwei Verbindungsleitungen) mit einer ersten Verbindungsleitung 24A und einer zweiten Verbindungsleitung 24B vorgesehen sein. Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können eine Verbindung zwischen mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern 14 (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141) und der Prozesskammer 12 herstellen. Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können mit der Prozesskammer 12 über den gleichen Wandbereich aus den mehreren Wandbereichen, die die Prozesskammer 12 bilden, in Verbindung stehen und können mit der entsprechenden zugehörigen Hebeführungskammer 14 (in diesem Beispiel der Verteilhebeführungskammer 141) über dem Wandbereich der mehreren Wandbereiche, die die Hebeführungskammer 14 (die Verteilhebeführungskammer 141) bilden, in Verbindung stehen. Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können an demselben Wandbereich vorgesehen sein, um den Platzbedarf für die Montage zu verringern.
Die Position, an der die erste Verbindungsleitung 24A zu der Hebeführungskammer 14 (die Verteilhebeführungskammer 141) offen ist (d. h., die Position der Hebeführungskammeröffnung 24b für die erste Verbindungsleitung 24A), kann über der Position liegen, an der die zweite Verbindungsleitung 24B zu der Hebeführungskammer 14 offen ist (die Verteilhebeführungskammer 141) (d. h., die Position der Hebekammeröffnung 24b für die zweite Verbindungsleitung 24B). Die Position, an der die erste Verbindungsleitung 24A zu der Prozesskammer 12 offen ist (d. h., die Position der Prozesskammeröffnung 24a für die erste Verbindungsleitung 24A), kann über der Position liegen, an der die zweite Verbindungsleitung 24B zu der Prozesskammer 12 offen ist (d. h., die Position der Prozesskammeröffnung 24a für die zweite Verbindungsleitung 24B).
Die Prozesskammeröffnung 24a für die erste Verbindungsleitung 24A kann zu der Prozesskammer 12 an einer Position offen sein, die näher an dem Sauerstoffsensor 34 liegt als die Position, an der die Gasversorgungseinheit 20 (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202) der Prozesskammer 12 ein Inertgas zuführen. In diesem Beispiel kann die Prozesskammeröffnung 24a für die zweite Verbindungsleitung 24B ebenfalls zu der Prozesskammer 12 an einer Position offen sein, die näher an dem Sauerstoffsensor 34 liegt als zu der Position, an der die Gasversorgungseinheit 20 (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202) der Prozesskammer 12 ein Inertgas zuführen.
Die Querschnittsflächen der Kanäle (die Kanalflächen) in der ersten Verbindungsleitung 24A und der zweiten Verbindungsleitung 24B sind in keiner besonderen Weise beschränkt. Die Querschnittsfläche des Kanals in der ersten Verbindungsleitung 24A kann gleich oder größer oder kleiner sein als diejenige des Kanals in der zweiten Verbindungsleitung 24B. Ferner kann die erste Verbindungsleitung 24A und/oder die zweite Verbindungsleitung 24B mit einer Kanaleinstelleinheit 40 versehen sein, die den Grad der Öffnung des Kanals (die Kanalfläche) einstellen kann. Beispielsweise kann die Kanalfläche der ersten Verbindungsleitung 24A größer sein als diejenige der zweiten Verbindungsleitung 24B, sodass der Leitungswiderstand der ersten Verbindungsleitung 24A kleiner ist.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu diejenigen der zuvor beschriebenen achten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141, der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Sammelhebeführungskammer 142) ansammelt, über die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B effizient abgeführt werden.
Es ist möglich, dass die Querschnittsfläche der ersten Verbindungsöffnung 42A nicht notwendigerweise gleich ist zu derjenigen der zweiten Verbindungsöffnung 42B. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche der zweiten Verbindungsöffnung 42B, die eine Verbindung zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 (der zweiten Hebeführungskammer) und der Aufbauhebeführungskammer 143 (der dritten Hebeführungskammer) herstellt, größer sein als die Querschnittsfläche der ersten Verbindungsöffnung 42A, die eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 (der ersten Hebeführungskammer) und der Aufbauhebeführungskammer 143 herstellt. Bei diesem Aufbau kann das Inertgas, das der Verteilhebeführungskammer 141 über die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B zugeleitet wird, effizient zu der Sammelhebeführungskammer 142 geleitet werden, und das Sauerstoffgas, das sich nicht nur in den Verteilhebeführungskammern 141 ansammelt, sondern auch in der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, kann effizient abgeführt werden. Die Querschnittsflächen (die Kanalflächen) der ersten Verbindungsöffnung 42A und der zweiten Verbindungsöffnung 42B können größer sein als die Kanalflächen der ersten Verbindungsleitung 24A und der zweiten Verbindungsleitung 24B. Daher können die Querschnittsflächen der ersten Verbindungsöffnung 42A und der zweiten Verbindungsöffnung 42B groß sein, sodass die Gase reibungsarm zwischen den Hebeführungskammern 14 einströmen und ausströmen können und das Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 ansammelt, behinderungsfrei durch Inertgas ersetzt werden kann.
Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B sind nicht notwendigerweise mit der gleichen Hebeführungskammer 14 (in dem vorhergehenden Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141) verbunden, sondern sie können mit unterschiedlichen Hebeführungskammern 14 verbunden sein. Wie beispielsweise in 19 gezeigt ist, kann die erste Verbindungsleitung 24A oder die zweite Verbindungsleitung 24B (in dem in 19 gezeigten Beispiel die erste Verbindungsleitung 24A) mit der Verteilhebeführungskammer 141 und der Prozesskammer 12 verbunden sein, und die andere (in dem in 19 gezeigten Beispiel die zweite Verbindungsleitung 24B) kann mit der Sammelhebeführungskammer 142 und der Prozesskammer 12 verbunden sein. Bei diesem Aufbau können die Sammelhebeführungskammer 142, die an einem Ende der mehreren Hebeführungskammern 14 vorgesehen ist, die als Array angeordnet sind, und die Verteilhebeführungskammer 141, die an dem anderen Ende vorgesehen ist, mit der Prozesskammer 12 verbunden sein, und die Hebeführungskammern 14, die benachbart zueinander liegen, können untereinander über die Verbindungsöffnungen 42 in Verbindung stehen. Dieser Aufbau ermöglicht ein reibungsarmes Einströmen des Inertgases in die Hebeführungskammern 14 und eine reibungsarme Ableitung des Sauerstoffgases aus den Hebeführungskammern 14.
Die erste Verbindungsleitung 24A und die zweite Verbindungsleitung 24B können mit der Prozesskammer 12 über unterschiedliche Wandbereiche aus den mehreren Wandbereichen, die die Prozesskammer 12 bilden, in Verbindung stehen, und können mit der zugehörigen einen Hebeführungskammer 14 (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141) über die anderen Wandbereiche der mehreren Wandbereiche, die die Hebeführungskammer 14 bilden, in Verbindung stehen.
<Zwölfte Betriebsart>
20 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer zwölften Betriebsart. 21 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 20 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 20).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen dritten Betriebsart (siehe 5 und 6) durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren detaillierte Beschreibung ist weggelassen.
Die Verbindungsleitung 24 in dieser Betriebsart kann ferner einen Prozesskammerverbindungskanal C1, der mit der Prozesskammer 12 über die Prozesskammeröffnung 24a in Verbindung steht, Hebeführungskammerverbindungskanäle C2, die von dem Prozesskammerverbindungskanal C1 abzweigen und mit den Hebeführungskammern 14 (in diesem Beispiel der Aufbauhebeführungskammer 143) über die Hebekammeröffnung 24b in Verbindung steht, und einen Antriebskammerverbindungskanal C3 aufweisen, der von dem Prozesskammerverbindungskanal C1 abgezweigt ist und mit der Antriebskammer 32 über die Antriebskammeröffnung 24c in Verbindung steht. In dieser Betriebsart können mehrere Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 entlang der Heberichtung der Hebebühne 15 (die Aufbauhebebühne 153) vorgesehen sein (d. h., in der vertikalen Richtung). Genauer gesagt, die Verbindungsleitung 24 kann mehrere Verzweigungsleitungen 24D aufweisen, und die mehreren Verzweigungsleitung 24D können entsprechend mit mehreren Hebekammeröffnungen 24b (Verbindungsöffnungen) verbunden sein, die in dem Wandbereich der Hebeführungskammer 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) an unterschiedlichen Positionen in Bezug auf die vertikale Richtung angeordnet sind.
Jede der mehreren Verzweigungsleitungen 24D kann mit einer Kanaljustiereinheit 40 (einem Ventilbereich) versehen sein, die die Funktion des Öffnens/Schließens des zugehörigen Hebeführungskammerverbindungskanals C2 einstellt. Die Kanaleinstelleinheiten 40 können eine beliebige Einrichtung, etwa ein elektromagnetisches Ventil, aufweisen und können den Grad der Öffnung des zugehörigen Kanals (der Kanalfläche) schrittweise oder stufenlos einstellen. Die Kanaleinstelleinheiten 40 können der Grad der Öffnung des zugehörigen Kanals zumindest zwischen dem geschlossenen Zustand, in welchem der Hebeführungskammerverbindungskanal C2 vollständig geschlossen ist, um die Gasströmung zu blockieren, und dem offenen Zustand einstellen, in welchem der Hebeführungskammerverbindungskanal C2 so geöffnet ist, dass das Gas strömen kann.
22 ist eine Blockansicht, die ein Beispiel einer Funktion einer Steuerung 36 gemäß der zwölften Betriebsart zeigt. Die Steuerung 36 gemäß dieser Betriebsart kann eine Hebesteuerung 50 und eine Öffnungs/Schließsteuerung 52 (eine Öffnungs/Schließsteuereinheit) aufweisen, und die Hebesteuerung 50 kann eine Höhenerfassungseinheit 51 aufweisen.
Die Hebesteuerung 50 kann die Hebeantriebseinheiten 18 so steuern, dass die Höhe der Hebebühne 15 (der Verteilhebebühne 151, der Sammelhebebühne 152 und der Aufbauhebebühne 153) eingestellt wird. Die Höhenerfassungseinheit 51 kann Höhendaten, die die Höhen der Hebebühnen 15 angeben, erfassen. Die Öffnungs/Schließsteuerung 52 kann die Funktion des Öffnens/Schließens der Kanaleinstelleinheiten 40, die in den mehreren Verzweigungsleitungen 24D vorgesehen sind, auf der Grundlage der Höhendaten steuern, die von der Höhenerfassungseinheit 51 erfasst werden. In dieser Betriebsart kann die Funktion des Öffnens/Schließens der Kanaleinstelleinheiten 40 auf der Grundlage der Höhe der Aufbauhebebühne 153 gesteuert werden.
Genauer gesagt, die Öffnungs/Schließsteuerung 52 kann die Kanaleinstelleinheiten 40, die in den mehreren Verzweigungsleitungen 24D vorgesehen sind, so steuern, dass die Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 der Verzweigungsleitungen 24D, die mit den Hebekammeröffnungen 24d verbunden sind, die in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen sind, geschlossen werden. Wenn beispielsweise in 20 und 21 die Aufbauhebebühne 153 an ihrer untersten Höhe ist, und wenn alle Verzweigungsleitungen 24D zu dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet sind, können alle Kanaleinstelleinheiten 40 geöffnet werden. Wenn andererseits die Aufbauhebebühne 153 abgesenkt ist und mindestens eine der mehreren Verzweigungsleitungen 24D zu dem Raum über der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet ist, dann können die Kanaleinstelleinheiten 40 so geschlossen werden, dass die Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 der Verzweigungsleitungen 24D, die zu dem Raum über der Aufbauhebebühne 153 geöffnet sind, geschlossen werden. Zumindest ein Teil der Kanaleinstelleinheiten 40, die in den Verzweigungsleitungen 24D vorgesehen sind, die zu dem Raum unter der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet sind, kann geöffnet werden und Gase, etwa das Inertgas und das Sauerstoffgas, können durch die Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 der Verzweigungsleitungen 24D strömen, die mit den geöffneten Kanaleinstelleinheiten 40 verbunden sind.
23 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise für das Öffnen/Schließen einer Kanaleinstelleinheit 40 zeigt, wobei dies mittels der Steuerung 36 gemäß der zwölften Betriebsart erfolgt.
Zunächst kann die Höhenerfassungseinheit 51 die Daten erfassen, die die Höhe der Hebebühne 15 (in diesem Beispiel der Aufbauhebebühne 153) in Bezug der vertikalen Richtung angeben (S11 in 23). Die Höhenerfassungseinheit 51 kann die Daten, die die Höhe der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) angeben, an die Öffnungs/Schließsteuerung 52 senden.
Die Öffnungs/Schließsteuerung 52 kann die Verzweigungsleitungen 24D spezifizieren, die zu dem Raum über der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) nach dem nächsten Vorgang des Anhebens/Absenkens der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) geöffnet wird, wobei dies auf der Grundlage der Daten erfolgt, die von der Höhenerfassungseinheit 51 gesendet werden (S12). Anschließend kann die Öffnungs/Schließsteuerung 52 die Kanaleinstelleinheiten 40, die in den spezifizierten Verzweigungsleitungen 42D vorgesehen und mit diesen verbunden sind, so steuern und schließen, dass die Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 der Verzweigungsleitungen 24D, die zu dem Raum über der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) offen sind, geschlossen werden (S13). Der spezielle Zeitpunkt zum Schließen der Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 der Verzweigungsleitungen 24D mittels den Kanaleinstelleinheiten 40 kann zumindest vor dem Zeitpunkt liegen, wenn die Hebekammeröffnungen 24b der Verzweigungsleitungen 24D über der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) positioniert sind.
Wenn der vorhergehende sequenzielle Prozess ausgeführt wird, wenn die Hebebühne 15 (die Aufbauhebebühne 153) abgesenkt wird, können die Verzweigungsleitungen 24D, die zu dem Raum über der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) geöffnet sind, geschlossen werden, um das Gas und das Pulvermaterial 1 zu blockieren, wobei dies unabhängig von der Höhe der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) ist.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen dritten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann verhindert werden, dass das auf der Aufbauhebebühne 153 angeordnet Pulvermaterial 1 in die Verbindungsleitung 24 (insbesondere in die Verzweigungsleitungen 24D) eintritt, und das Sauerstoffgas, das sich in dem Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 153 sammelt, kann effizient abgeführt werden. Ferner kann verhindert werden, dass das Pulvermaterial 1, das auf der Aufbauhebebühne 153 angeordnet ist, durch das Inertgas beeinflusst wird, das aus den Verzweigungsleitungen 24D über die Hebekammeröffnungen 24b eingeblasen wird.
Die Positionen der Verzweigungsleitungen 24D in Bezug auf die vertikale Richtung sind in keiner besonderen Weise beschränkt, aber wenn die Aufbauhebebühne 153 an ihrer höchsten Höhe liegt, können alle Verzweigungsleitungen 24D vorzugsweise zu dem Raum unter der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet werden. Ferner kann die Verzweigungsleitung 24D an der untersten Position in der vertikalen Richtung (im Weiteren auch als ”die unterste Verzweigungsleitung 24D” bezeichnet) der mehreren Verzweigungsleitungen 24D vorzugsweise zu dem Raum unter dem Bewegungsbereich R der Aufbauhebebühne 143 in der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet werden. Bei diesem Aufbau kann zumindest die unterste Verzweigungsleitung 24D zu dem Raum unter der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 unabhängig von der Höhe der Aufbauhebebühne 153 geöffnet werden. Daher kann das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt über die unterste Verzweigungsleitung 24D der Prozesskammer 12 zugeführt werden. Bei diesem Aufbau muss die unterste Verzweigungsleitung 24D nicht mit der Kanaleinstelleinheit 40 versehen sein, und der Hebeführungskammerverbindungskanal C2, der durch die unterste Verzweigungsleitung 24D gebildet ist, kann immer offen sein und das Einströmen und Ausströmen der Gase ermöglichen.
Wenn mehrere Verzweigungsleitungen 24D zu dem Raum unter der Aufbauhebebühne 153 in der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet sind, ist es möglich, lediglich einen Teil der mehreren Verzweigungsleitungen 24D, die zu dem Raum unter der Aufbauhebebühne 153 offen sind, zu öffnen, und die anderen Verzweigungsleitungen 24D zu schließen. Beispielsweise kann die Öffnungs/Schließsteuerung 52 die Kanaleinstelleinheiten 40, die in den mehreren Verzweigungsleitungen 24D vorgesehen sind, so steuern, dass, wenn zwei oder mehr Verzweigungsleitungen 24D zu dem Raum unter der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) in der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) geöffnet sind, die Hebeführungskammerverbindungskanäle C2 eine vorbestimmte Anzahl an Verzweigungsleitungen 24D, die relativ über den zwei oder mehr Verzweigungsleitungen 24D positioniert sind, geöffnet werden, und die Kanäle der anderen Verzweigungsleitungen 24D der zwei oder mehr Verzweigungsleitungen 24D können geschlossen werden. Wenn daher ein Inertgas mit einem größeren spezifischen Gewicht als Sauerstoff, etwa Argon, verwendet wird, ist es möglich, das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 143 ansammelt, effizient abzuleiten und das Inertgas in die Aufbauhebeführungskammer 143 zu füllen.
<Dreizehnte Betriebsart>
24 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer dreizehnten Betriebsart. 25 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 24 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 24).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart (siehe 1 und 2) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
In dieser Betriebsart kann ein elastisches Element 56 unter der Hebebühne 15 (in diesem Beispiel die Aufbauhebebühne 153) in der Hebeführungskammer 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) vorgesehen sein. Das elastische Element 56 kann an der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) befestigt sein und kann entsprechend der Höhe der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) zusammengedrückt und ausgedehnt werden. Das elastische Element 56 ist typischerweise durch ein Balgelement oder ein flexibles Element mit hoher Elastizität aufgebaut, etwa solche, die aus Gummi oder Harzen hergestellt sind, es kann auch alternativ aus anderen Elementen aufgebaut sein.
Das elastische Element 56 kann einen darin ausgebildeten hohlen Bereich 57, einen ersten Öffnungsverbindungsbereich 58, der eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich 57 und der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) herstellt, und einen zweiten Öffnungsverbindungsbereich 59 aufweisen, der eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich 57 und der Verbindungsleitung 24 herstellt. Der erste Öffnungsverbindungsbereich 58 kann in diesem Beispiel in einem Seitenwandbereich des elastischen Elements 56 und über dem zweiten Öffnungsverbindungsbereich 59 vorgesehen sein. Der erste Öffnungsverbindungsbereich 58 kann vorzugsweise näher an der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) als der zweite Öffnungsverbindungsbereich 59 (insbesondere unmittelbar unter der Aufbauhebebühne 153) vorgesehen sein. Der zweite Öffnungsverbindungsbereich 59 kann in diesem Beispiel in einer Seitenwand des elastischen Elements 56 vorgesehen sein und direkt mit der Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 verbunden sein. Daher können der Kanal, der durch die Verbindungsleitung 24 gebildet ist, und der hohle Bereich 57 in dem elastischen Element 56 über die Hebekammeröffnung 24d und den zweiten Öffnungsverbindungsbereich 59 in Verbindung stehen.
In anderer Hinsicht ist die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich zu jener der zuvor beschriebenen Betriebsart.
In dieser Betriebsart können die Gase zwischen der Prozesskammer 12 und der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) über die Verbindungsleitung 24 und das elastische Element 56 einströmen und ausströmen. Es ist daher möglich, die Hebeführungskammer 14 (die Aufbauhebeführungskammer 143) mit dem Inertgas zu füllen und das Sauerstoffgas, das sich in der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, effizient abzuleiten.
Insbesondere kann der erste Öffnungsverbindungsbereich 58 ständig nahe an der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) unabhängig von der Höhe der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) positioniert werden. Wenn beispielsweise ein Inertgas mit einem größeren spezifischen Gewicht als Sauerstoff, etwa Argon, verwendet wird, ist es daher möglich, über den ersten Öffnungsverbindungsbereich 58 und den hohlen Bereich 57 das Sauerstoffgas, das sich in einem relativ hohen Gebiet innerhalb des Raums unter der Hebebühne 15 (der Aufbauhebebühne 153) in der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, abzuführen.
<Vierzehnte Betriebsart>
26 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer vierzehnten Betriebsart. 27 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 26 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 26).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen dreizehnten Betriebsart (siehe 24 und 25) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
Die Verbindungsleitung 24 in dieser Betriebsart kann zu der Prozesskammer 12 und der Antriebskammer 32 geöffnet sein und kann mit der Prozesskammer 12 und der Antriebskammer 32 in Verbindung stehen. Eine Verbindungsöffnung 38 kann in dem Wandbereich zwischen der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143 in diesem Beispiel) und der Antriebskammer 32 so vorgesehen sein, um eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) und der Antriebskammer 32 herzustellen. Der zweite Öffnungsverbindungsbereich 59 kann zwischen dem hohlen Bereich 57 und der Verbindungsöffnung 38 so vorgesehen sein, dass eine Verbindung zwischen dem hohlen Bereich 57 des elastischen Elements 56 und der Verbindungsöffnung 38 entsteht.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen dreizehnten Betriebsart.
In dieser Betriebsart können die Verbindungsleitung 24, die Antriebskammer 32, die Verbindungsöffnung 38 und das elastische Element 56 den Gaskanal C bilden, der eine Verbindung zwischen der Prozesskammer 12 und der Hebeführungskammer 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) herstellt.
Daher kann zusätzlich zu dem Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 (der Aufbauhebeführungskammer 143) ansammelt, auch das Sauerstoffgas, das sich in der Antriebskammer 32 ansammelt zu der Prozesskammer 12 geführt und über die Gasauslasseinheit 22 aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 abgeführt werden.
<Fünfzehnte Betriebsart>
28 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer fünfzehnten Betriebsart. 29 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 28 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 28).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen achten Betriebsart (siehe 15) durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
Die Gasversorgungseinheit 20 in dieser Betriebsart kann eine zweite Gasversorgungseinheit zur Zufuhr des Inertgases in die Hebeführungskammer 14 zusätzlich zu der ersten Gasversorgungseinheit (die erste Gebläseeinheit 201 und die zweite Gebläseeinheit 202) aufweisen. In dem in 28 und 29 gezeigten Beispiel können eine dritte Gebläseeinheit 203, die als die zweite Gasversorgungseinheit dient, zu der Sammelhebeführungskammer 142 hin offen sein, die an einem Ende der mehreren Hebeführungskammern 14 vorgesehen ist, die benachbart zueinander liegen. Die Verbindungsleitung 24 kann eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 141, die an dem anderen Ende der mehreren Hebeführungskammern 14 vorgesehen ist, die benachbart zueinander liegen, und der Prozesskammer 12 herstellen.
Daher kann die dritte Gebläseeinheit 203 an dem Wandbereich vorgesehen sein, der die Sammelhebeführungskammer 142 bildet, und die Verbindungsleitung 24 kann an dem Wandbereich vorgesehen sein, der die Verteilhebeführungskammer 141 bildet. Der Wandbereich, auf welchem die dritte Gebläseeinheit 203 ausgebildet ist, und der Wandbereich, an welchem die Verbindungsleitung 24 ausgebildet ist, müssen nicht gegenüberliegend zueinander sein. Das heißt, diese Wandbereiche müssen nicht parallel zueinander sein. In dem in 28 und 29 gezeigten Beispiel können die Richtung des Wandbereichs, an welchem die dritte Gebläseeinheit 203 ausgebildet ist, und die Richtung des Wandbereichs, an welchem die Verbindungsleitung 24 ausgebildet ist, senkrecht zueinander liegen, und die Richtung des Öffnens einer Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203, die Inertgas in Richtung zu der Sammelhebeführungskammer 142 bläst, und die Richtung des Öffnens der Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 können senkrecht zueinander sein.
Wie zuvor beschrieben ist, kann in dieser Betriebsart gegebenenfalls die Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24, die zu der Verteilhebeführungskammer 141 offen ist, nicht auf der Linie liegen, die sich von der Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203 in Richtung der Strömung des Inertgases aus der Gasversorgungsöffnung 203a erstreckt. Das heißt, die Hebekammeröffnung 24b kann außerhalb der Linie liegen, die sich in der Richtung der Strömung des Inertgases aus der Gasversorgungsöffnung 203a erstreckt.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen achten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Inertgas direkt aus der dritten Gebläseeinheit 203 der Hebeführungskammer 14 (der Sammelhebeführungskammer 142) zugeführt werden. Daher ist es möglich, die Hebeführungskammer 14 mit dem Inertgas zu füllen und das Sauerstoffgas aus der Hebeführungskammer 14 effizienter abzuführen. Wenn insbesondere das Inertgas von der dritten Gebläseeinheit 203 mit hohem Druck ausgeblasen und direkt in die Hebeführungskammer 14 (die Sammelhebeführungskammer 142) eingeführt wird, ist es möglich, das Inertgas rasch zu verteilen und zu verhindern, dass Sauerstoffgas sich in der Hebeführungskammer 14 (der Sammelhebeführungskammer 142) effizient ansammelt. Ferner können die Hebeführungskammern 14, die benachbart zueinander sind, über die Verbindungsöffnungen 42 miteinander in Verbindung stehen. Daher kann das Inertgas, das in eine Hebeführungskammer 14 (die Sammelhebeführungskammer 142) eingeführt wird, effizient allen Hebeführungskammern 14 (der Verteilerhebeführungskammer 141, der Aufbauhebeführungskammer 143 und der Sammelhebeführungskammer 142) zugeführt werden, um das Sauerstoffgas rasch abzuführen.
Eine der beiden Hebeführungskammern 14, die an beiden Enden des Arrays der Hebeführungskammern 14 angeordnet sind, d. h., die Verteilerhebeführungskammer 141 und die Sammelhebeführungskammer 142, kann die eine (die Sammelhebeführungskammer 142 in diesem Beispiel) mit der dritten Gebläseeinheit 203 versehen sein, und die andere (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 141) kann mit der Verbindungsleitung 24 versehen sein. Bei diesem Aufbau kann das Inertgas reibungsarm allen Hebeführungskammern 14 zugeleitet werden, und das Sauerstoffgas kann aus der Hebeführungskammer 14, die in der Mitte (in diesem Beispiel die Aufbauhebeführungskammer 143) positioniert ist, zusätzlich zu den Hebeführungskammern 14, die an beiden Enden positioniert sind, effizient abgeführt werden.
In dieser Betriebsart kann die Verbindungsleitung 24 eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer 14 (der Verteilhebeführungskammer 141) und der Prozesskammer 12 herstellen, und die Gase werden ausschließlich über die Gasauslasseinheit 22, die in der Prozesskammer 12 vorgesehen ist, abgeführt. Die Gase in den Hebeführungskammern 14 können über die Verbindungsleitung 24 zu der Prozesskammer 12 geführt werden. Folglich kann die Sauerstoffdichte in den Räumen unterhalb der Hebebühnen 15 der Hebeführungskammern 14 indirekt durch den Sauerstoffsensor 34 beobachtet werden, der in der Prozesskammer 12 vorgesehen ist, und daher besteht keine Notwendigkeit, einen Sauerstoffsensor in den Räumen unterhalb der Hebebühnen vorzusehen.
Die Querschnittsfläche der Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24, die zu der Verteilhebeführungskammer 141 offen ist, und die Querschnittsfläche der Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203, die das Inertgas in die Sammelhebeführungskammer 142 einbläst, sind in keiner besonderen Weise beschränkt. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche der Hebekammeröffnung 24b größer sein als diejenige der Gasversorgungsöffnung 203a. Bei diesem Aufbau kann das Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 14 (die Verteilhebeführungskammer 141, die Sammelhebeführungskammer 142 und die Aufbauhebeführungskammer 143) effizient über die Hebekammeröffnung 24b und die Verbindungsleitung 24 zugeführt und von der Gasauslasseinheit 22 abgeführt werden.
<Sechzehnte Betriebsart>
30 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer sechzehnten Betriebsart. 31 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 der 30 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 30).
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart werden gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen fünfzehnten Betriebsart (siehe 28 und 29) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können der Wandbereich der Sammelhebeführungskammer 142, in dem die dritte Gebläseeinheit 203 ausgebildet ist, und der Wandbereich der Verteilhebeführungskammer 141, auf welchem die Verbindungsleitung 24 ausgebildet ist, zueinander gegenüberliegend sein. Das heißt, die Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203 und die Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 können entsprechend an den Wandbereichen vorgesehen sein, die einander gegenüberliegen.
In dieser Betriebsart können die Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203 und die Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 voneinander beabstandet sein.
Genauer gesagt, die Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 ist außerhalb der Linie, die sich von der Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203 in der Richtung des Ausblasens des Inertgases aus der Gasversorgungsöffnung 203a erstreckt, kann aber beabstandet zu dieser Linie in der Hebeführungskammer 14 (der Verteilhebeführungskammer 141) sein. Die Projektion der Gasversorgungsöffnung 203a in Bezug auf die Richtung der Gasversorgungsöffnung 203a (die Richtung des Strömens des Inertgases) kann verschoben und beabstandet sein zu der Projektion der Hebekammeröffnung 24b in Bezug auf die Richtung der Gasversorgungsöffnung 203a (die Richtung des Strömens des Inertgases). Die Richtungen, in denen die Gasversorgungsöffnung 203a und die Hebekammeröffnung 24b zueinander verschoben sind, sind nicht in besonderer Weise eingeschränkt. In dem in 30 und 31 gezeigten Beispiel können die Gasversorgungsöffnung 203a und die Hebekammeröffnung 24b in einer horizontalen Richtung, die senkrecht zu der vertikalen Richtung ist, voneinander beabstandet sein.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart die gleiche sein wie jene der zuvor beschriebenen fünfzehnten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann wirksam verhindert werden, dass das Inertgas, das von der Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203 zugeführt wird, in die Prozesskammer 12 über die Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 zugeführt wird, bevor das Inertgas sich durch die mehreren Hebeführungskammern 14 verteilt (die Verteilhebeführungskammer 141, die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Sammelhebeführungskammer 142). Daher ist es möglich, die mehreren Hebeführungskammern 14 (die Verteilhebeführungskammer 141, die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Sammelhebeführungskammer 142) mit dem Inertgas effizient zu füllen und das Sauerstoffgas, das sich in den mehreren Hebeführungskammern 14 ansammelt, wirksam abzuleiten.
<Siebzehnte Betriebsart>
32 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer siebzehnten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 gemäß der zuvor beschriebenen sechzehnten Betriebsart (siehe 30 und 31) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können die erste Verbindungsöffnung 42A, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 141 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, und die zweite Verbindungsöffnung 42B, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 142 und der Aufbauhebeführungskammer 143 vorgesehen ist, voneinander beabstandet sein. Genauer gesagt, die Linie, die sich von der ersten Verbindungsöffnung 42A in der Richtung erstreckt, in der die erste Verbindungsöffnung 42A liegt (die Richtung der Öffnung) kann fehljustiert zu der Linie sein, die sich von der zweiten Verbindungsöffnung 42B in der Richtung erstreckt, in der die zweite Verbindungsöffnung 42B liegt (die Richtung der Öffnung). Daher kann die Projektion der ersten Verbindungsöffnung 42A in Bezug auf die Richtung der Öffnung der ersten Verbindungsöffnung 42A (in 32 die Links-Rechts-Richtung) von der Projektion der zweiten Verbindungsöffnung 42B in Bezug auf die gleiche Richtung beabstandet sein. Die Richtungen, in denen die erste Verbindungsöffnung 42A und die zweite Verbindungsöffnung 42B zueinander beabstandet sind, sind nicht in besonderer Weise beschränkt. In dem in 32 gezeigten Beispiel können die erste Verbindungsöffnung 42A und die zweite Verbindungsöffnung 42B in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet sein.
In dieser Betriebsart können entsprechend die Gasversorgungsöffnung 203a und die Hebekammeröffnung 24b in den Wandbereichen vorgesehen sein, die einander gegenüberliegen, und die Gasversorgungsöffnung 203a kann auf der Linie vorgesehen sein, die sich von der Hebekammeröffnung 24b in der Richtung erstreckt, die der Hebekammeröffnung 24b zugewandt ist. In dieser Betriebsart können die mehreren Verbindungsöffnungen (die erste Verbindungsöffnung 42A und die zweite Verbindungsöffnung 24B) eine Verbindungsöffnung (in dem in 32 gezeigten Beispiel die erste Verbindungsöffnung 42A) aufweisen, die von der Linie beabstandet ist, die die Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203, die das Inertgas in die Sammelhebeführungskammer 142 einbläst, mit der Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 verbindet, die zu der Verteilhebeführungskammer 141 geöffnet ist.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu derjenigen der zuvor beschriebenen sechzehnten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann wirksam verhindert werden, dass das aus der Gasversorgungsöffnung 203a der dritten Gebläseeinheit 203 zugeführte Inertgas über die Hebekammeröffnung 24b der Verbindungsleitung 24 in die Prozesskammer 12 geführt wird, bevor das Inertgas sich durch die mehreren Hebeführungskammern 14 verteilt (die Verteilhebeführungskammer 141, die Aufbauhebeführungskammer 143 und die Sammelhebeführungskammer 142).
<Variationen>
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Betriebsarten und Variationen beschränkt, die zuvor beschrieben ist, und kann diversen Modifizierungen unterliegen. Ferner können beliebige Teile oder alle der vorhergehenden Betriebsarten und Variationen untereinander kombiniert werden.
Beispielsweise sind in den vorhergehenden Betriebsarten drei Hebeeinheiten 16 (die Verteileinheit, die Aufbaueinheit und die Sammeleinheit) vorgesehen. Alternativ kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 nur eine oder zwei Hebeeinheiten 16 oder vier oder mehr Hebeeinheiten 16 aufweisen. Daher enthält beispielsweise in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 10 die Sammelhebeführungskammer 142 gegebenenfalls die Sammelhebebühne 142 der Sammeleinheit nicht.
Die Positionen der Verbindungsleitung 24 und der dritten Gebläseeinheit 203 können nach Bedarf geändert werden. Beispielsweise kann die Verbindungsleitung 24 zu anderen Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141 und/oder der Sammelhebeführungskammer 142) zusätzlich oder anstelle zu der Aufbauhebeführungskammer 143 geöffnet sein. Ferner kann die dritte Gebläseeinheit 203 das Inertgas zu anderen Hebeführungskammern 14 (der Verteilhebeführungskammer 141 und/oder der Aufbauhebeführungskammer 143) zusätzlich oder anstelle zu der Sammelhebeführungskammer 142 zuführen.
In den vorhergehenden Betriebsarten kann das Pulvermaterial 1 mit einem Laserstrahl verfestigt (gesintert) werden, jedoch ist das Mittel zur Verfestigung des Pulvermaterials 1 in keiner besonderen Weise beschränkt. Beispielsweise kann die Emissionseinheit 30 einen Elektronenstrahl aussenden, und das Pulvermaterial 1 kann sich verfestigen, wenn es mit dem aus der Emissionseinheit 30 ausgesandten Elektronenstrahl bestrahlt wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Betriebsarten und Variationen beschränkt, sondern umfasst diverse Aspekte, die auf diverse Weisen modifiziert werden können, wie sich dies für den Fachmann ergibt, und die Wirkungen, die durch die vorliegende Erfindung hervorgerufen werden, sind nicht auf diejenigen beschränkt, die zuvor beschrieben sind. Folglich können Hinzufügungen, Modifizierungen und teilweise Streichungen der Elemente, die in der Beschreibung angegeben oder in den Ansprüchen genannt sind, innerhalb der technischen Idee und dem Umfang der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
Zweite Ausführungsform
<Erste Betriebsart>
33 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß einer ersten Betriebsart. 34 zeigt schematisch die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 der 33 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 33). In 33 sind eine Prozesskammer 312 und Hebeeinheiten 316 schematisch dargestellt, wobei das Innere davon von der Seite betrachtet wird, um das Verständnis zu erleichtern.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart kann eine Modellierung durch Beschichtung eines dreidimensionalen Objekts 305 durchführen, indem ein Pulvermaterial 301, etwa Titan, in einer luftdichten Prozesskammer 312 gesintert (verfestigt) wird, und sie kann die Prozesskammer 312, mehrere Hebeeinheiten 316 (in dieser Betriebsart drei Hebeeinheiten 316), die unter der Prozesskammer 312 vorgesehen sind, und eine Antriebskammer 332 aufweisen, die unter den Hebeeinheiten 316 vorgesehen ist. Das Pulvermaterial 301 kann ein Metallpulver aus Titan, Eisen, Edelstahl, Aluminium, Stahl oder anderen Legierungen, ein synthetisches Pulver, etwa Polyamid oder Polystyren, Polyetheretherketon (PEEK), Kunstbeschichtungssand oder keramisches Pulver sein.
Jede der Hebeeinheiten 316 kann eine Hebeführungskammer 314, die benachbart zu der Prozesskammer 312 vorgesehen ist, und eine Hebebühne 15 aufweisen, die so vorgesehen ist, dass sie in der Hebeführungskammer 314 angehoben und abgesenkt werden kann. Jede Hebebühne 315 kann so angehoben und abgesenkt werden, dass sie auf den Oberflächen von Seitenwänden gleiten, die die zugehörige Hebeführungskammer 314 bilden. In jeder Hebeführungskammer 314 kann ein Dichtelement (nicht gezeigt) zwischen den Flächen der Seitenwände der Hebeführungskammer 314 und der zugehörigen Hebebühne 315 vorgesehen und das Dichtelement kann einen Spalt dazwischen absperren. Das Dichtelement kann das Pulvermaterial 301 so blockieren, dass das Pulvermaterial 301 nicht durch den Spalt zwischen der Hebeführungskammer 314 und der Hebebühne 315 hindurchtritt. Das Dichtelement kann vorzugsweise verhindern, dass ein Gas, etwa Sauerstoff, durch den Spalt zwischen der Hebeführungskammer 314 und der Hebebühne 315 hindurchtritt, es muss aber nicht notwendigerweise Luftdichtigkeit bieten. Somit kann jede der Hebeführungskammern 314 durch die zugehörige Hebebühne 315 in einen Raum über der Hebebühne 315 und einen Raum unter der Hebebühne 315 unterteilt sein.
Die drei Hebeeinheiten 316 können als eine Verteileinheit, eine Sammeleinheit und eine Aufbaueinheit bzw. Erzeugungseinheit, die zwischen der Verteileinheit und der Sammeleinheit vorgesehen ist, gebildet sein. Die Verteileinheit kann eine Verteilhebeführungskammer 441 (eine erste Hebeführungskammer) und eine Verteilhebebühne 451 aufweisen, die Aufbaueinheit kann eine Aufbauhebeführungskammer 443 (eine dritte Hebeführungskammer) und eine Aufbauhebebühne 453 aufweisen, und die Sammeleinheit kann eine Sammelhebeführungskammer 442 (eine zweite Hebeführungskammer) und eine Sammelhebebühne 452 aufweisen. 33 zeigt die Verteileinheit, die Aufbaueinheit und die Sammeleinheit, die in dieser Reihenfolge von rechts nach links angeordnet sind. Es können Trennwände 328 zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 und zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen sein. Die Verteilhebeführungskammer 441, die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Sammelhebeführungskammer 442 können benachbart zueinander angeordnet sein, wobei die Trennwände 328 dazwischen liegen.
Jede der Hebebühnen 315 (die Verteilhebebühne 451, die Sammelhebebühne 452 und die Aufbauhebebühne 453) kann mit einer Hebeantriebseinheit 318, die zum Anheben und Absenken der Hebebühnen 315 ausgebildet ist, versehen sein. Die Hebeantriebseinheit 318 kann die zugehörige Hebebühne 315 unter der Steuerungsfunktion einer Steuerung 336 anheben und absenken. Die Verteilhebebühne 451, die Sammelhebebühne 452 und die Aufbauhebebühne 453 können zusammen miteinander angehoben und abgesenkt werden.
Die Verteileinheit (die Verteilhebeführungskammer 441 und die Verteilhebebühne 451) kann einen Raum zum Halten des Pulvermaterials 301 bereitstellen, und das Pulvermaterial 301, das zur Modellierung des dreidimensionalen Objekts 305 verwendet wird, kann auf der Verteilhebebühne 451 angeordnet werden. Die Aufbaueinheit (die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Aufbauhebebühne 453) kann eine Modellierung des dreidimensionalen Objekts 305 ausführen. Die Aufbauhebebühne 453 kann dazu dienen, dass auf ihr eine Modellierung ausgeführt wird. Das Pulvermaterial 301, das auf der Aufbauhebebühne 453 angeordnet ist, kann mit einem Laserstrahl gesintert werden, der von einer Emissionseinheit 330 ausgesendet wird, um das dreidimensionale Objekt 305 zu bilden. Die Sammeleinheit (die Sammelhebeführungskammer 442 und die Sammelhebebühne 452) kann einen Raum zur Sammlung eines überschüssigen Teils des Pulvermaterials 301 bereitstellen, das der Aufbauhebeführungskammer 443 zugeführt wird und der überschüssige Teil des Pulvermaterials 301 kann auf der Sammelhebebühne 452 gesammelt werden.
Die Prozesskammer 312 kann eine Applikationseinheit 326 enthalten, die über der Verteilhebebühne 451, der Aufbauhebebühne 453 und der Sammelhebebühne 452 horizontal hin und her fahren kann. Wenn die Applikationseinheit 326 sich horizontal bewegt, kann das Pulvermaterial 301 aus der Verteilhebeführungskammer 441 in die Aufbauhebeführungskammer 443 geführt werden, und der überschüssige Teil des Pulvermaterials 301 kann von über der Aufbauhebeführungskammer 443 in die Sammelhebeführungskammer 442 gepresst werden. Genauer gesagt, der erste Schritt zur Zuführung einer erforderlichen Menge an Pulvermaterial 301 in die Aufbauhebeführungskammer 443 kann darin bestehen, dass die Verteilhebebühne 451 angehoben wird, die Aufbauhebebühne 453 abgesenkt und die Sammelhebebühne 452 abgesenkt wird. Anschließend kann sich die Applikationseinheit 326, die über der Verteilhebebühne 451 angeordnet ist, horizontal über die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Sammelhebeführungskammer 442 schieben. Daher kann der oberste Teil des Pulvermaterials 301 auf der Verteilhebebühne 451 in Richtung zu der Aufbauhebeführungskammer 443 gedrückt werden, und weiteres Pulvermaterial 301 kann in die Aufbauhebeführung 443 geführt werden. Der überschüssige Teil des Pulvermaterials 301, der nicht in der Aufbauhebeführungskammer 443 enthalten ist, kann in die Sammelhebeführungskammer 442 gepresst und darin aufgenommen werden.
Somit können die Funktionen der Applikationseinheit 326 und der Hebebühnen 315 (der Verteilhebebühne 451, der Sammelhebebühne 452 und der Aufbauhebebühne 453) unter der Steuerungsfunktion der Steuerung 336 zusammen so ausgeführt werden, dass eine geeignete Menge an Pulvermaterial 301 in die Aufbauhebebühne 453 zugeführt wird, um Schichten zu bilden. Die Strecken, mit denen die Verteilhebebühne 451 angehoben, die Aufbauhebebühne 453 abgesenkt und die Sammelhebebühne 452 abgesenkt wird, können vorzugsweise so festgelegt werden, dass eine geringfügig größere Menge des Pulvermaterials 301 als zur Zuführung über der Aufbauhebebühne 453 erforderlich ist, aus der Verteilhebeführungskammer 441 über die Aufbauhebebühne 453 zugeführt wird, und der überschüssige Teil des Pulvermaterials 301, der nicht in der Aufbauhebeführungskammer 443 aufgenommen wird, wird in der Sammelhebeführungskammer 442 aufgenommen. Ferner kann die Strecke, um die die Aufbauhebebühne 453 abgesenkt wird, entsprechend der Dicke der Schicht des Pulvermaterials 301 eingestellt werden, die Anwendung eines Laserstrahls zu verfestigen ist. Beispielsweise ist es möglich, die Sammelhebebühne 452 und die Aufbauhebebühne 453 um 0,1 mm abzusenken und die Verteilhebebühne 451 um 0,2 mm für einen Einfallsschritt zu anheben.
Die Prozesskammer 312 kann ferner eine Gasversorgungseinheit 320, eine Gasauslasseinheit 322, eine Emissionseinheit 330 und einen Sauerstoffsensor 334 zusätzlich zu der Applikationseinheit 326 enthalten.
Die Gasversorgungseinheit 320 in dieser Betriebsart kann die erste Gasversorgungseinheit 501, 502 zum Zuführen eines Inertgases, etwa Argon oder Stickstoff (insbesondere in dieser Betriebsart Argon) zu der Prozesskammer 312 aufweisen. In dem in 33 gezeigten Beispiel kann die erste Gasversorgungseinheit 501, 502 eine erste Gebläseeinheit 501, die über der Aufbaueinheit (der Aufbauhebeführungskammer 443 und der Aufbauhebebühne 453) vorgesehen ist, und eine zweite Gebläseeinheit 502 aufweisen, die zwischen der Aufbaueinheit und der ersten Gebläseeinheit 501 (d. h., unter der ersten Gebläseeinheit 501) vorgesehen ist. Die erste Gebläseeinheit 501 und die zweite Gebläseeinheit 502 können ein Inertgas in den Raum über der Aufbaueinheit so einblasen, dass das Pulvermaterial 301, das auf der Aufbauhebebühne 453 angeordnet ist, und das dreidimensionale Objekt 305 nicht wesentlich beeinflusst wird. Der spezielle Aufbau und die Position der Gasversorgungseinheit 320 sind in keiner besonderen Weise beschränkt, aber werden so festgelegt werden, dass ein Inertgas zu der Prozesskammer 312 und/oder den Hebeführungskammern 314 zugeführt werden kann.
Die Gasauslasseinheit 322 kann mit der Prozesskammer 312 in Verbindung stehen und ausgebildet sein, Gase aus der Prozesskammer 312 aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 abzuleiten.
Die Emissionseinheit 330 gemäß dieser Betriebsart kann einen Laserstrahl auf das Pulvermaterial 301 auf der Hebebühne 315 (der Aufbauhebebühne 153 in diesem Beispiel) aussenden, um das Pulvermaterial 301 zu verfestigen (das Pulvermaterial 301 in diesem Beispiel zu sintern). In dem in 33 gezeigten Beispiel kann die Emissionseinheit 330 in der Prozesskammer 312 über der Aufbaueinheit (der Aufbauhebeführungskammer 443 und der Aufbauhebebühne 453) montiert sein. Jedoch ist die Lage zur Montage der Emissionseinheit 330 in keiner besonderen Weise beschränkt. Die Emissionseinheit 330 kann an anderen Positionen innerhalb der Prozesskammer 312 montiert werden oder kann außerhalb der Prozesskammer 312 montiert werden, solange sie in geeigneter Weise einen Laserstrahl auf das Pulvermaterial 301 auf der Aufbauhebebühne 453 richten kann.
Der Sauerstoffsensor 334 kann in der Prozesskammer 312 montiert und ausgebildet sein, die Sauerstoffdichte zu erfassen. Die Position zur Montage des Sauerstoffsensors 334, die in keiner besonderen Weise beschränkt ist, kann vorzugsweise auf der Grundlage der Beziehung zwischen den spezifischen Gewichten des Inertgases, das aus der Gasversorgungseinheit 320 zugeführt wird, und des Sauerstoffes festgelegt werden. Wenn beispielsweise das spezifische Gewicht von Sauerstoff kleiner als dasjenige des Inertgases ist, wird der Sauerstoffsensor 334 vorzugsweise in einer relativen hohen Position innerhalb der Prozesskammer 312 montiert, und wenn das spezifische Gewicht des Sauerstoffs größer als dasjenige des Inertgases ist, kann der Sauerstoffsensor 334 vorzugsweise in einer relativ tiefen Position innerhalb der Prozesskammer 312 montiert werden.
In dem Wandbereich, der die Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel die Aufbauhebeführungskammer 443) bildet, können eine Inertgasversorgungsöffnung 354 und eine Gasauslassöffnung 355 vorgesehen sein.
Die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 können geöffnet sein zu (in Verbindung sein mit) einem Raumbereich unterhalb des Bewegungsbereichs R der Hebebühne 315 (der Aufbauhebebühne 453) in der Hebeführungskammer 314 (der Aufbauhebeführungskammer 443). Die Inertgasversorgungsöffnung 354 kann mit einem Raum unterhalb der zugeordneten Hebebühne 315 (in diesem Beispiel die Aufbauhebebühne 453) in der Hebeführungskammer 314 (der Aufbauhebeführungskammer 443) in Verbindung sein und kann sich mit einer Inertgasversorgungsleitung 344 verbinden, die sich von einer Inertgasversorgungseinheit 346, die zum Zuführen des Inertgases ausgebildet ist, erstreckt. Folglich kann die Inertgasversorgungsleitung 344 als die Gasversorgungseinheit 320 zusammen mit der ersten Gebläseeinheit 501 und der zweiten Gebläseeinheit 502 fungieren und kann als die zweite Gasversorgungseinheit dienen. Die Gasauslassöffnung 355 kann mit einem Raum unterhalb der Hebebühne 315 (der Aufbauhebebühne 453) in der Hebeführungskammer 314 (der Aufbauhebeführungskammer 443) in Verbindung sein und kann sich mit einer Gasauslassleitung 345 verbinden, die sich von einer Gassammeleinheit 347 erstreckt, die ausgebildet ist, die Gase zu sammeln.
In dieser Betriebsart kann die Gassammeleinheit 347 als eine Recyclingeinheit für das Recycling bzw. die Wiederaufbereitung des Inertgases dienen. Das Auslassgas kann der Gassammeleinheit 347 aus der Gasauslasseinheit 322 sowie aus der Hebeführungskammer 314 (der Aufbauhebeführungskammer 443) zugeführt werden. Die Wiederaufbereitung ist in keiner besonderen Weise eingeschränkt. Beispielsweise kann die Gassammeleinheit 347 ein gewünschtes Inertgas aus dem gesammelten Gas extrahieren oder das gesammelte Gas von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Verunreinigungen, die nicht das in dem gesammelten Gas enthaltene Inertgas sind, befreien.
Die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 können auf unterschiedlichen Höhen in der vertikalen Richtung angeordnet sein. In diesem Beispiel kann die Gasauslassöffnung 355 über der Inertgasversorgungsöffnung 354 angeordnet sein.
Die Antriebskammer 332 kann zumindest einen Teil der Hebeantriebseinheiten 318 aufnehmen. Wenn beispielsweise eine Hebeantriebseinheit 318 einen vorstehenden Bereich, dessen Ende an einer zugehörigen Hebebühne 315 befestigt ist (die Verteilhebebühne 451, die Sammelhebebühne 452 oder die Aufbauhebebühne 453), und der in der Lage ist, mit variabler Strecke überzustehen, und einen Motor (beispielsweise einen Schrittmotor) zum Antreiben des vorstehenden Bereichs aufweist, dann kann die Antriebskammer 332 den Motor und einen Teil des anderen Endes des vorstehenden Bereichs aufnehmen.
Die Steuerung 336 kann über der Prozesskammer 312 montiert sein. Die Steuerung 336 kann die Einheiten in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 steuern. Beispielsweise kann die Steuerung 336 die Hebeantriebseinheiten 318 steuern, sodass die Hebebühnen 315 angehoben oder abgesenkt werden, sie kann die horizontale Bewegung der Applikationseinheit 326 steuern, sie kann die Laserstrahlaussendung der Emissionseinheit 330 steuern und sie kann die Zufuhr des Inertgases aus der Gasversorgungseinheit 320 steuern. Insbesondere kann die Steuerung 336 in dieser Betriebsart die Erfassungswerte aus dem Sauerstoffsensor 334 empfangen, und wenn der Sauerstoffsensor 334 eine Sauerstoffdichte erfasst, die höher als ein Schwellenwert ist, kann die Steuerung 336 den Hebevorgang der Hebebühnen 315, die horizontale Bewegung der Applikationseinheit 326 und die Laserstrahlaussendung aus der Emissionseinheit 330 beenden, wodurch die Modellierung des dreidimensionalen Objekts 305 unterbrochen wird, und sie kann eine Fehlermeldung visuell oder hörbar an einen Bediener ausgeben.
Wie zuvor beschrieben ist, kann in dieser Betriebsart die Inertgasversorgungseinheit 346 das Inertgas in den Raum unter der Aufbauhebebühne 453 in der Aufbauhebeführungskammer 443 über die Inertgasversorgungsleitung 344 und die Inertgasversorgungsöffnung 354 einführen. Das Gas, das Sauerstoff enthält, der sich in diesem Raumbereich ansammelt, kann aus dem Raum in die Gassammeleinheit 347 über die Gasauslassöffnung 355 und die Gasauslassleitung 345 geführt werden. Somit ist es möglich, das Sauerstoffgas, das sich in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 ansammelt (insbesondere in der Aufbauhebeführungskammer 443), aus der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 abzuführen und effektiv eine Oxidation des Materials des dreidimensionalen Objekts 305 während der Modellierung verhindern. Insbesondere das Inertgas kann direkt den Raum unterhalb der Aufbauhebebühne 453 in der Aufbauhebeführungskammer 443 zugeführt werden, und daher kann das Inertgas dem Raum bei hohem Druck zugeführt werden, um das Inertgas wirksam zu verteilen. Daher kann das Sauerstoffgas, das sich in dem Raum unter der Aufbauhebebühne 453 in der Aufbauhebeführungskammer 443 ansammelt, rasch in die Gassammeleinheit 347 über die Gasauslassöffnung 355 und die Inertgaszuführöffnung 354 abgeleitet werden. Ferner kann auch das Stickstoffgas aus der Argongasumgebung abgeführt werden.
Das Sauerstoffgas, das sich in dem Raum über der Aufbauhebebühne 453 in der Aufbauhebeführungskammer 443 und der Prozesskammer 312 ansammelt, kann aus der Gasauslasseinheit 322 aufgrund der Wirkung des Inertgases, das von der ersten Gebläseeinheit 501 und der zweiten Gebläseeinheit 502 zugeführt wird, abgeführt werden.
Die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 können unter dem Bewegungsbereich R der Aufbauhebebühne 453 positioniert werden. Daher kann das Sauerstoffgas, das sich in der Aufbauhebeführungskammer 443 (insbesondere in dem Raum unter der Aufbauhebebühne 453) ansammelt, wirksam ohne Verkleinerung des Bewegungsbereichs R der Aufbauhebebühne 453 und unabhängig von der Höhe der Aufbauhebebühne 453 abgeführt werden. Zusätzlich zu Sauerstoff kann Stickstoff, der in der verbleibenden Luft enthalten ist, ebenfalls in der gleichen Weise abgeführt werden. Dies kann auch für andere Betriebsarten, die nachfolgend beschrieben sind, gelten.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 dieser Betriebsart erfasst gegebenenfalls der Sauerstoffsensor 334 keine Sauerstoffdichte oder erfasst diese nur selten, die höher als ein Schwellenwert ist, und daher wird selbst im Falle, dass die Modellierung unterbrochen werden sollte, wenn der Sauerstoffsensor 334 eine Sauerstoffdichte erfasst, die höher als ein Schwellenwert ist, die Modellierung nicht mehr oder nur selten unerwartet unterbrochen.
Die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 können auf unterschiedlichen Höhen in vertikaler Richtung positioniert werden, und daher kann die Gasströmung in der Aufbauhebeführungskammer 443 reibungsarm erfolgen, und die Zufuhr des Inertgases und die Abfuhr des Sauerstoffgases können effizient gestaltet werden. Insbesondere kann die Gasauslassöffnung 355 über der Inertgasversorgungsöffnung 354 so positioniert werden, dass, wenn Argon, das ein höheres spezifisches Gewicht als Sauerstoff hat, als ein Inertgas verwendet wird, das Sauerstoffgas tendenziell über dem Inertgas vorhanden ist und effizient über die Gasauslassöffnung 355 und die Gasauslassleitung 345 der Gassammeleinheit 347 zugeführt werden kann.
Die Gassammeleinheit 347 kann das Inertgas für eine wirksame Wiederbenutzung des Inertgas wiederaufbereiten. Das Inertgas, das in der Gassammeleinheit 347 recycelt bzw. wiederaufbereitet wird, kann in die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 (die Prozesskammer 312 und/oder die Hebeführungskammer 314) zurückgeführt werden oder kann für andere Anwendungen verwendet werden.
<Zweite Betriebsart>
35 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß einer zweiten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart werden gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart (siehe 33 und 34) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern 314 (die Verteilhebeführungskammer 441, die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Sammelhebeführungskammer 442) (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 441 und die Sammelhebeführungskammer 442) geöffnet werden. Genauer gesagt, die Inertgasversorgungsöffnung 354 kann zu der Verteilhebeführungskammer 441, die an einem Ende der mehreren Hebeführungskammern 314 vorgesehen ist, die benachbart zueinander liegen, geöffnet werden. Die Gasauslassöffnung 355 kann zu der Sammelhebeführungskammer 442 geöffnet werden, die an dem anderen Ende der mehreren Hebeführungskammern 314 vorgesehen ist, die benachbart zueinander angeordnet sind. Die Inertgasversorgungsöffnung 354 kann zu dem Raum unter dem Bewegungsbereich R der Verteilhebebühne 451 in der Verteilhebeführungskammer 441 geöffnet werden, und die Gasauslassöffnung 355 kann zu dem Raum unter dem Bewegungsbereich R der Sammelhebebühne 452 in der Sammelhebeführungskammer 442 geöffnet werden.
Der Wandbereich, der die Verteilhebeführungskammer 441 bildet und die Inertgasversorgungsöffnung 354 aufweist, und der Wandbereich, der die Sammelhebeführungskammer 442 bildet und die Gasauslasseinheit 355 aufweist, können einander gegenüberliegend angeordnet sein. Das heißt, diese Wandbereiche sind gegebenenfalls nicht parallel zueinander. Genauer gesagt, in dem in 35 gezeigten Beispiel kann die Inertgasversorgungsöffnung 354 in dem Wandbereich, der in Richtung der Tiefe der Zeichnung zeigt, vorgesehen sein, während die Gasauslassöffnung 355 in dem Wandbereich vorgesehen sein kann, der in die Links-Rechts-Richtung der Zeichnung weist.
Beliebige zwei Hebeführungskammern 314, die benachbart zueinander angeordnet sind (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 441 und die Aufbauhebeführungskammer 443, oder die Sammelhebeführungskammer 442 und die Aufbauhebeführungskammer 443) können über die Verbindungsöffnung 342 miteinander in Verbindung stehen. Die Querschnittsflächen der Öffnungen (im Weiteren als ”Öffnungsquerschnittsflächen” bezeichnet) der Verbindungsöffnungen 342 sind in keiner besonderen Weise beschränkt. Alle Verbindungsöffnungen 342 können gleiche Öffnungsquerschnittsflächen haben, oder alternativ können die Verbindungsöffnung 342, die eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellt, und die Verbindungsöffnung 342, die eine Verbindung zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellt, unterschiedliche Öffnungsquerschnittsflächen haben. Die Anzahl an Verbindungsöffnungen 342, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 eine Verbindung herstellen, und die Anzahl an Verbindungsöffnungen 342, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 eine Verbindung herstellen, sind ebenfalls in keiner besonderen Weise eingeschränkt. Jede der Trennwände 328 kann eine oder mehrere Verbindungsöffnungen 342 aufweisen.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Inertgas, das aus der Inertgasversorgungseinheit 346 der Verteilhebeführungskammer 441 über die Inertgasversorgungsleitung 344 und die Inertgasversorgungsöffnung 354 zugeführt wird, in die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Sammelhebeführungskammer 442 über die Verbindungsöffnungen 342 verteilt werden. Beim Einströmen des Gases kann das Sauerstoffgas, das sich in der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 ansammelt, in Bewegung versetzt und in die Sammelhebeführungskammer 442 geleitet werden, und kann dort über die Gasauslassöffnung 355 und die Gasauslassöffnung 345 in der Gassammeleinheit 347 gesammelt werden. Daher ist es möglich, dass Sauerstoffgas aus allen Hebeführungskammern 314 (der Verteilhebeführungskammer 441, der Aufbauhebeführungskammer 443 und der Sammelhebeführungskammer 442) abzuführen und alle Hebeführungskammern 314 mit dem Inertgas zu füllen.
Insbesondere können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 zu der Verteilhebeführungskammer 441 und der Sammelhebeführungskammer 442 entsprechend geöffnet werden, die an den gegenüberliegenden Enden in dem Array der Hebeführungskammern 314 liegen können. Daher kann das Inertgas aus der Verteilhebeführungskammer 441 zu der Sammelhebeführungskammer 442 derart strömen, dass das Inertgas der Aufbauhebeführungskammer 443 zugeführt werden, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Sammelhebeführungskammer 442 angeordnet ist. Folglich kann das Sauerstoffgas aus den Hebeführungskammern 314 (der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443) sowie aus der Sammelhebeführungskammer 442, zu der die Gasauslassöffnung 355 geöffnet ist, abgeführt werden.
Die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 können in den Wandbereichen vorgesehen sein, die nicht einander gegenüberliegend oder parallel zueinander sind, und daher kann das aus der Inertgasversorgungsöffnung 354 zugeführte Inertgas effizient in den Hebeführungskammern 314 (der Verteilhebeführungskammer 441, der Aufbauhebeführungskammer 443 und der Sammelhebeführungskammer 442) verteilt werden. Daher kann verhindert werden, dass das Sauerstoffgas sich in den Hebeführungskammern 314 ansammelt und es kann aus den Hebeführungskammern 314 effizient abgeführt werden.
<Dritte Betriebsart>
36 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß einer dritten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart sind gleiche oder ähnliche Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß der ersten zuvor beschriebenen Betriebsart (siehe 33 und 34) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart kann die Inertgasversorgungsöffnung 354 zu der Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel der Sammelhebeführungskammer 442) geöffnet werden, und die Gasauslassöffnung 355 kann im Zuge der Antriebskammer 332 geöffnet werden.
Der Wandbereich der Hebeführungskammer 314 (die Sammelhebeführungskammer 442), in welchem die Inertgasversorgungsöffnung 354 ausgebildet ist, und der Wandbereich der Antriebskammer 332, in welchem die Gasauslassöffnung 355 ausgebildet ist, können in die gleiche Richtung weisen. Das heißt, diese Wandbereiche können parallel zueinander sein. In dem in 36 gezeigten Beispiel können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 in den Wandbereichen vorgesehen sein, die in die Links-Rechts-Richtung der Zeichnung weisen.
Beliebige zwei Hebeführungskammern 314, die benachbart zueinander angeordnet sind (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 441 und die Aufbauhebeführungskammer 443, oder die Sammelhebeführungskammer 442 und die Aufbauhebeführungskammer 443) können über die Verbindungsöffnung 342 miteinander in Verbindung stehen. Die Öffnungsquerschnittsflächen der Verbindungsöffnungen 342 unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Alle Verbindungsöffnungen 342 können gleiche Öffnungsquerschnittsflächen haben, oder alternativ können die Verbindungsöffnung 342, die eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellt, und die Verbindungsöffnung 342, die eine Verbindung zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellt, unterschiedliche Öffnungsquerschnittsflächen haben. Die Anzahl an Verbindungsöffnungen 342, die eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellen, und die Anzahl an Verbindungsöffnungen 342, die eine Verbindung zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellen, unterliegen ebenfalls keiner besonderen Einschränkung. Jede der Trennwände 328 kann eine oder mehrere Verbindungsöffnungen 342 aufweisen.
Die Antriebskammer 332 kann mit mindestens einer der mehreren Hebeführungskammern 314 (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 441) über die Verbindungsöffnungen 338 in Verbindung stehen. Das heißt, es können eine oder mehrere Verbindungsöffnungen 338, die eine Gasströmung ermöglichen, in dem Wandbereich vorgesehen sein, der die Verteilhebeführungskammer 441 von der Antriebskammer 332 trennt. Die Öffnungsquerschnittsflächen der Verbindungsöffnungen 338 unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Wenn mehrere Verbindungsöffnungen 338 vorgesehen sind, können diese Verbindungsöffnungen 338 gleiche oder unterschiedliche Öffnungsquerschnittsflächen haben. Daher kann in dieser dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 die Verbindungsöffnungen 338 zu der Verteilhebeführungskammer 441 an einem Ende des Arrays der Hebeführungskammern 314 geöffnet werden, und die Inertgasversorgungsöffnung 354 kann zu der Sammelhebeführungskammer 442 an dem anderen Ende geöffnet sein.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann das Inertgas direkt der Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel der Sammelhebeführungskammer 442) zugeführt werden. Daher ist es möglich, die Hebeführungskammer 314 mit dem Inertgas aufzufüllen und das Sauerstoffgas aus der Hebeführungskammer 314 rasch abzuführen. In dieser Betriebsart kann das Inertgas, das der Sammelhebeführungskammer 442 über die Inertgasversorgungsöffnung 354 zugeführt wird, aus der Gasauslassöffnung 355 über die Aufbauhebeführungskammer 443, die Verteilhebeführungskammer 441 und die Antriebskammer 332 abgeführt werden. Daher ist es möglich, das Sauerstoffgas, das sich in allen Hebeführungskammern 314 und der Antriebskammer 332 ansammelt, abzuführen und sicherzustellen, dass das Sauerstoffgas daran gehindert wird, sich in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 anzusammeln.
Die Inertgasversorgungsöffnung 354 kann zu mindest einer der mehreren Hebeführungskammern 314 geöffnet sein. Die Inertgasversorgungsöffnung 354 kann zu einer Hebeführungskammer 314, die nicht die Sammelhebeführungskammer 442 ist, geöffnet sein oder kann für zwei oder drei Hebeführungskammern 314 geöffnet werden.
Die Verbindungsöffnungen 338 können eine Verbindung zwischen einer der mehreren Hebeführungskammern 314 und der Antriebskammer 332 herstellen und stellen nicht notwendigerweise eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Antriebskammer 332 her. Die mehreren Verbindungsöffnungen 338 können so vorgesehen sein, dass sie eine Verbindung zwischen mehreren Hebeführungskammern 314 und der Antriebskammer 332 herstellen. Folglich können die Verbindungsöffnungen 338 in einem oder mehreren Wandbereichen aus dem Wandbereich, der die Verteilhebeführungskammer 441 von der Antriebskammer 332 abtrennt, aus dem Wandbereich, der die Aufbauhebeführungskammer 443 von der Antriebskammer 332 abtrennt, und aus dem Wandbereich, der die Sammelhebeführungskammer 442 von der Antriebskammer 332 abtrennt, vorgesehen werden.
<Vierte Betriebsart>
37 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß einer vierten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart werden die gleichen oder ähnlichen Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß der zuvor beschriebenen dritten Betriebsart (siehe 36) durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können die erste Verbindungsöffnung 342A, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen ist, und die zweite Verbindungsöffnung 342B, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen ist, unterschiedliche Öffnungsquerschnittsflächen (Kanalflächen) haben. Die Querschnittsfläche der ersten Verbindungsöffnung 342A, die eine Verbindung zwischen den Hebeführungskammern 314 (in diesem Beispiel die Verteilhebeführungskammer 441 und die Aufbauhebeführungskammer 443) ohne Inertgasversorgungsöffnung 354 herstellt, kann größer sein als die Querschnittsfläche der zweiten Verbindungsöffnung 342B, die eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel die Sammelhebeführungskammer 442) mit der Inertgasversorgungsöffnung 354 und der Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel die Aufbauhebeführungskammer 443) ohne Inertgasversorgungsöffnung 354 herstellt.
In anderer Hinsicht ist die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart gleich zu jener der zuvor beschriebenen dritten Betriebsart.
Da die Verteilhebeführungskammer 441 von der Inertgasversorgungsöffnung 354 entfernt angeordnet ist, kann das Inertgas der Verteilhebeführungskammer 441 mit einem relativ geringen Druck zugeführt werden. Jedoch kann in dieser Betriebsart das Inertgas der Verteilhebeführungskammer 441 über die erste Verbindungsöffnung 342A mit einer großen Querschnittsfläche zugeführt werden. Daher ist es möglich, eine Gasströmung durch die Sammelhebeführungskammer 442, die Aufbauhebeführungskammer 443, die Verteilhebeführungskammer 441 und die Antriebskammer 332 herzustellen und das Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 314 und der Antriebskammer 332 ansammelt, abzuführen.
Es ist auch möglich, mehrere erste Verbindungsöffnungen 342A und/oder mehrere zweite Verbindungsöffnungen 342B vorzusehen. Das heißt, mehrere erste Verbindungsöffnungen 342A können in der Trennwand 328 zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen sein, und es können mehrere zweite Verbindungsöffnungen 342B in der Trennwand 328 zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen sein. In diesem Aufbau ist es möglich, dass die Öffnungsquerschnittsfläche einer der ersten Verbindungsöffnungen 342A nicht größer ist als die Öffnungsquerschnittsfläche einer der zweiten Verbindungsöffnungen 342B. Es kann dieselbe Wirkung wie in dieser Betriebsart erwartet werden, wenn die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren ersten Verbindungsöffnungen 342A, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen sind, größer ist als die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren zweiten Verbindungsöffnungen 342B, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen sind. Selbst wenn die Öffnungsquerschnittsfläche einer der ersten Verbindungsöffnungen 342A nicht größer als die Öffnungsquerschnittsfläche einer der zweiten Verbindungsöffnungen 342B ist, kann die Anzahl der ersten Verbindungsöffnungen 342A größer sein als die Anzahl der zweiten Verbindungsöffnungen 342B derart, dass die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der ersten Verbindungsöffnungen 342A größer ist als die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der zweiten Verbindungsöffnungen 342B.
Ferner ist die Abhängigkeit zwischen den Öffnungsquerschnittsflächen der ersten Verbindungsleitung 324A und der zweiten Verbindungsleitung 324B nicht auf die vorhergehenden Beispiele begrenzt. Beispielsweise kann die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren ersten Verbindungsleitungen 324A kleiner sein als die Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der einen oder mehreren zweiten Verbindungsleitungen 324B.
<Fünfte Betriebsart>
38 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 10 gemäß einer fünften Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart sind die gleichen oder ähnlichen Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Betriebsart (siehe 36) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart kann die Inertgasversorgungsöffnung 354 zu der Antriebskammer 332 geöffnet werden, die Gasauslassöffnung 355 kann zu der Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel die Sammelhebeführungskammer 442) geöffnet werden und die Antriebskammer 332 und die Hebeführungskammer 314 (in diesem Beispiel die Sammelhebeführungskammer 442) können über die Verteilhebeführungskammer 441, die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Verbindungsöffnung 342 miteinander in Verbindung stehen.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen dritten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann sich das Inertgas, das über die Inertgasversorgungsöffnung 354 zugeführt wird, durch die Antriebskammer 332, die Verteilhebeführungskammer 441, die Aufbauhebeführungskammer 443 und die Sammelhebeführungskammer 442 bewegen und aus der Gasauslasseinheit 355 herausströmen. Daher ist in dieser Betriebsart ebenfalls möglich, die Hebeführungskammern 314 und die Antriebskammer 332 mit dem Inertgas zu füllen und das Sauerstoffgas, das sich in den Hebeführungskammern 314 und der Antriebskammer 332 ansammelt, wirksam abzuführen.
<Sechste Betriebsart>
39 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß einer sechsten Betriebsart. 40 zeigt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 der 39 bei Betrachtung von der Seite (siehe den Pfeil S in 39). In 40 ist die Inertgasversorgungsöffnung 354 gezeigt, jedoch sind die Inertgasversorgungsleitung 344 und die Inertgasversorgungseinheit 346, die mit der Inertgasversorgungsöffnung 354 verbunden sind, weggelassen, um das Verständnis zu erleichtern.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart sind die gleichen oder ähnlichen Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß der zuvor beschriebenen zweiten Betriebsart (siehe 35) mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart sind der Wandbereich der Verteilhebeführungskammer 441, in der die Inertgasversorgungsöffnung 354 ausgebildet ist, und der Wandbereich der Sammelhebeführungskammer 442, in der die Gasauslassöffnung 355 ausgebildet ist, gegenüberliegend zueinander angeordnet. Das heißt, die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 können entsprechend in den Wandbereichen vorgesehen sein, die einander gegenüberliegen.
In dieser Betriebsart können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 voneinander beabstandet sein. Genauer gesagt, die Inertgasversorgungsöffnung 354 liegt nicht auf der Linie, die sich von der Gasauslassöffnung 355 in Richtung des Öffnens der Gasauslassöffnung 355 erstreckt, sondern sie kann von dieser Linie in der Hebeführungskammer 314 (der Verteilhebeführungskammer 441) beabstandet sein. Daher kann die Projektion der Inertgasversorgungsöffnung 354 in Bezug auf die Richtung der Inertgasversorgungsöffnung 354 (die Richtung des Öffnens der Inertgasversorgungsöffnung 354 (in 39 die Links-Rechts-Richtung und in 40 die Richtung der Tiefe)) von der Projektion der Gasauslassöffnung 355 in Bezug auf die gleiche Richtung beabstandet und getrennt sein. Die Richtung, in der die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 voneinander beabstandet sind, unterliegt keiner besonderen Beschränkung. In dem in 39 und 40 gezeigten Beispiel können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 in einer horizontalen Richtung, die senkrecht zur vertikalen Richtung ist, beabstandet sein.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen dritten Betriebsart.
In dieser Betriebsart liegt gegebenenfalls die Gasauslassöffnung 355 nicht auf der Linie, die sich von der Inertgasversorgungsöffnung 354 in die Richtung des Ausströmens des Inertgases aus der Inertgasversorgungsöffnung 354 erstreckt. Daher kann das über die Inertgasversorgungsöffnung 354 zugeführte Inertgas effizient daran gehindert werden, dass es über die Gasauslassöffnung 355 abgeführt wird, bevor sich das Inertgas durch die mehreren Hebeführungskammern 314 ausbreitet. Daher ist es möglich, die mehreren Hebeführungskammern 314 mit dem Inertgas effizient zu füllen und das Sauerstoffgas effizient abzuführen, das sich in mehreren Hebeführungskammern 314 sammelt.
<Siebte Betriebsart>
41 zeigt eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß einer siebten Betriebsart.
In der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart sind die gleichen oder ähnlichen Elemente wie in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 gemäß der zuvor beschriebenen sechsten Betriebsart (siehe 39 und 40) durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon ist weggelassen.
In dieser Betriebsart können die erste Verbindungsöffnung 342A, die zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen ist, und die zweite Verbindungsöffnung 342B, die zwischen der Sammelhebeführungskammer 442 und der Aufbauhebeführungskammer 443 vorgesehen ist, voneinander beabstandet sein. Genauer gesagt, die Linie, die sich von der ersten Verbindungsöffnung 342A in der Richtung erstreckt, in die die erste Verbindungsbohrung 342A zeigt (die Richtung des Öffnens) kann fehljustiert sein zu der Linie, die sich in der zweiten Verbindungsöffnung 342B in der Richtung erstreckt, in die die zweite Verbindungsöffnung 342B zeigt (die Richtung des Öffnens). Daher kann die Projektion der ersten Verbindungsöffnung 342A in Bezug auf die Richtung des Öffnens der ersten Verbindungsöffnung 342A (in 41 die Links-Rechts-Richtung) von der Projektion der zweiten Verbindungsöffnung 342B in Bezug auf die gleiche Richtung beabstandet sein. Die Richtung, in der die erste Verbindungsöffnung 342A und die zweite Verbindungsöffnung 342B voneinander beabstandet sind, unterliegt keiner besonderen Einschränkung. In dem in 41 gezeigten Beispiel können die erste Verbindungsöffnung 342A und die zweite Verbindungsöffnung 342B in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet sein.
In dieser Betriebsart können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 entsprechend in den Wandbereichen vorgesehen sein, die einander gegenüberliegen, und die Gasauslassöffnung 355 kann auf der Linie vorgesehen sein, die sich von der Inertgasversorgungsöffnung 354 in der Richtung erstreckt, in die die Inertgasversorgungsöffnung 354 zeigt (die Richtung des Öffnens). In dieser Betriebsart können die mehreren Verbindungsöffnungen (die erste Verbindungsöffnung 342A und die Verbindungsöffnung 342B) eine Verbindungsöffnung aufweisen (in dem in 41 gezeigten Beispiel die erste Verbindungsöffnung 342A), die von der Linie getrennt und beabstandet ist, die die Inertgasversorgungsöffnung 354 mit der Gasauslassöffnung 355 verbindet.
In anderer Hinsicht kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 gemäß dieser Betriebsart gleich sein zu jener der zuvor beschriebenen sechsten Betriebsart.
In dieser Betriebsart kann die erste Verbindungsöffnung 342A, die eine Verbindung zwischen der Verteilhebeführungskammer 441 und der Aufbauhebeführungskammer 443 herstellt, von der Linie beabstandet sein, die sich von der Inertgasversorgungsöffnung 354 in der Richtung der Strömung des Inertgases aus der Inertgasversorgungsöffnung 354 erstreckt (die erste Verbindungsöffnung 342A kann von der Inertgasversorgungsöffnung 354 beabstandet sein). Daher kann wirksam verhindert werden, dass Inertgas, das über die Inertgasversorgungsöffnung 354 zugeführt wird, in die Prozesskammer 312 über die Hebekammeröffnung 324b der Verbindungsleitung 324 zugeführt wird, bevor sich das Inertgas über die mehreren Hebeführungskammern 314 verteilt.
<Variationen>
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Betriebsarten und Variationen beschränkt, die zuvor beschrieben sind, und sie unterliegt diversen Modifizierungen. Ferner können Teile oder die Gesamtheit der vorhergehenden Betriebsarten und Variationen untereinander kombiniert werden.
Beispielsweise können in den vorhergehenden Betriebsarten drei Hebeeinheiten 316 (die Verteileinheit, die Aufbaueinheit und die Sammeleinheit) vorgesehen sein. Alternativ kann die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 nur eine oder zwei Hebeeinheiten 316 oder vier oder mehr Hebeeinheiten 316 aufweisen. Folglich enthält in der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 310 beispielsweise die Sammelhebeführungskammer 442 gegebenenfalls die Sammelhebebühne 452 der Sammeleinheit nicht.
Die Positionen der Inertgasversorgungsöffnung 354 und der Gasauslassöffnung 355 können nach Bedarf verändert werden. Beispielsweise können die Inertgasversorgungsöffnung 354 und die Gasauslassöffnung 355 zu einer oder mehreren der mehreren Hebeführungskammern 314 (der Verteilhebeführungskammer 441, der Aufbauhebeführungskammer 443 und der Sammelhebeführungskammer 442) geöffnet werden.
In den vorhergehenden Betriebsarten kann das Pulvermaterial 301 mit einem Laserstrahl verfestigt (gesintert) werden, aber die Mittel zur Verfestigung des Pulvermaterials 301 sind nicht in besonderer Weise beschränkt. Beispielsweise kann die Emissionseinheit 330 einen Elektronenstrahl aussenden, und das Pulvermaterial 301 kann sich verfestigen, wenn es mit dem Elektronenstrahl, der von der Emissionseinheit 330 ausgesendet wird, bestrahlt wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen und Variationen beschränkt, sondern sie kann diverse Aspekte, die auf diverse Arten modifiziert sind, wie sie sich für den Fachmann ergeben, mit einschließen, und die Wirkungen, die durch die vorliegende Erfindung hervorgerufen werden, sind nicht auf die zuvor beschriebenen Wirkungen beschränkt. Daher können Hinzufügungen, Modifizierungen oder teilweises Weglassen der in der Beschreibung beschriebenen oder in den Ansprüchen angegebenen Elemente innerhalb der technischen Idee und des Bereichs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-244580 [0001]
JP 2015-244584 [0001]

Claims

Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung zum Modellieren eines dreidimensionalen Objekts durch Beschichtungsmodellierung in einer luftdichten Prozesskammer, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung umfasst: eine Hebeführungskammer, die benachbart zu der Prozesskammer vorgesehen ist; eine Hebebühne, die so vorgesehen ist, dass sie in der Hebeführungskammer angehoben und abgesenkt werden kann; und mindestens eine Verbindungsleitung, die eine Verbindung zwischen einem Raum unter der Hebebühne in der Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung eine Verbindung zwischen einem Raum unter einem Bewegungsbereich der Hebebühne in der Hebeführungskammer und der Prozesskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hebebühne dazu dient, dass darauf eine Modellierung ausgeführt wird.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung mehrere Verbindungsleitungen umfasst.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung einen gekrümmten Kanal aufweist.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung mit der Prozesskammer an einer Position in Verbindung steht, die näher an einem Sauerstoffsensor als an einer Gasversorgungseinheit liegt, wobei der Sauerstoffsensor ausgebildet ist, eine Sauerstoffdichte in der Prozesskammer zu erfassen und wobei die Gasversorgungseinheit ausgebildet ist, der Prozesskammer ein Inertgas zuzuführen.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Antriebskammer, die mindestens einen Teil einer Hebeantriebseinheit aufnimmt, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, wobei die Antriebskammer mit der Hebeführungskammer über eine Verbindungsöffnung in Verbindung steht, und die mindestens eine Verbindungsleitung eine Verbindung zwischen der Antriebskammer und der Prozesskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, die ferner umfasst: eine Antriebskammer, die mindestens einen Teil einer Hebeantriebseinheit aufnimmt, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung ferner eine Verbindung zwischen der Prozesskammer und der Antriebskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, die ferner umfasst: eine Antriebskammer, die eine Hebeantriebseinheit aufnimmt, die ausgebildet ist, die Hebebühne anzuheben und abzusenken, und mindestens eine Verbindungsöffnung in einer Wand zwischen der Hebeführungskammer und der Antriebskammer, wobei die mindestens eine Verbindungsöffnung eine Verbindung zwischen der Hebeführungskammer und der Antriebskammer herstellt.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung mehrere Hebeeinheiten aufweist, die jeweils die Hebeführungskammer und die Hebebühne enthalten, die mindestens eine Verbindungsleitung mehrere Verbindungsleitungen umfasst, die mehreren Verbindungsleitungen eine erste Verbindungsleitung und eine zweite Verbindungsleitung umfassen, die erste Verbindungsleitung mit der Hebeführungskammer an einer Position über der Position in Verbindung steht, an der die zweite Verbindungsleitung mit der Hebeführungskammer in Verbindung steht, die mehreren Verbindungsleitungen eine Verbindung zwischen mindestens einer der Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten und der Prozesskammer herstellen, und die mehreren Hebeführungskammern benachbart zueinander angeordnet sind und beliebige zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, über eine Verbindungsöffnung miteinander in Verbindung stehen.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung mehrere Verzweigungsleitungen aufweist, wobei die mehreren Verzweigungsleitungen entsprechend mit mehreren Verbindungsöffnungen verbunden sind, die in einem Wandbereich der Hebeführungskammer an mehreren unterschiedlichen Positionen in vertikaler Richtung vorgesehen sind, jede der mehreren Verzweigungsleitungen mit einem Ventil versehen ist, das zum Öffnen und Schließen eines Kanals ausgebildet ist, die dreidimensionale Modelliervorrichtung ferner umfasst: eine Öffnungs/Schließsteuereinheit, die ausgebildet ist, die Ventile entsprechend einer Höhe der Hebebühne zu öffnen und zu schließen, und die Öffnungs/Schließsteuereinheit die Ventile derart steuert, dass die Kanäle der Verzweigungsleitungen, die mit den Verbindungsöffnungen verbunden sind, die in einem Raum über der Hebebühne in der Hebeführungskammer vorgesehen sind, geschlossen werden.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner umfasst: eine Gasversorgungseinheit, die ausgebildet ist, der Prozesskammer ein Inertgas zuzuführen, und eine zweite Gasversorgungseinheit, die ausgebildet ist, das Inertgas der Hebeführungskammer zuzuführen.
Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung zum Modellieren eines dreidimensionalen Objekts durch Beschichtungsmodellierung in einer luftdichten Prozesskammer, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung umfasst: eine Hebeführungskammer, die benachbart zu der Prozesskammer vorgesehen ist; eine Hebebühne, die so vorgesehen ist, dass sie in der Lage ist, in der Hebeführungskammer angehoben und abgesenkt zu werden; eine Inertgasversorgungsöffnung zur Zuführung eines Inertgases zu einem Raum unter der Hebebühne in der Hebeführungskammer, und eine Gasauslassöffnung zum Abführen von Gasen in dem Raum unter der Hebebühne in der Hebeführungskammer.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Inertgasversorgungsöffnung und die Gasauslassöffnung zu einem Raum unter einem Bewegungsbereich der Hebebühne in der Hebeführungskammer geöffnet sind.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Hebebühne dazu dient, eine Modellierung auf ihr auszuführen.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Inertgasversorgungsöffnung und die Gasauslassöffnung an unterschiedlichen Positionen in vertikaler Richtung vorgesehen sind.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung mehrere Hebeeinheiten aufweist, wovon jede die Hebeführungskammer und die Hebebühne aufweist, die Inertgasversorgungsöffnung und die Gasauslassöffnung zu mindestens einer der Hebeführungskammern der mehreren Hebeeinheiten geöffnet sind, und die mehreren Hebeführungskammern benachbart zueinander angeordnet sind und beliebige zwei Hebeführungskammern, die benachbart zueinander angeordnet sind, über eine Verbindungsöffnung miteinander in Verbindung stehen.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 13, die ferner umfasst: eine Antriebskammer, die eine Hebeantriebseinheit enthält, die zum Anheben und Absenken der Hebebühne ausgebildet ist, wobei die Antriebskammer mit der Hebeführungskammer über eine Verbindungsöffnung in Verbindung steht, die Inertgasversorgungsöffnung zu der Hebeführungskammer geöffnet ist, und die Gasauslassöffnung zu der Antriebskammer geöffnet ist.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach Anspruch 13, die ferner umfasst: eine Antriebskammer, die eine Hebeantriebseinheit enthält, die zum Anheben und Absenken der Hebebühne ausgebildet ist, wobei die Inertgasversorgungsöffnung zu der Antriebskammer geöffnet ist, die Gasauslassöffnung zu der Hebeführungskammer geöffnet ist, und die Antriebskammer und die Hebeführungskammer miteinander in Verbindung stehen.
Die dreidimensionale Modelliervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Gasauslassöffnung mit einer Gassammeleinheit verbunden ist, die ausgebildet ist, die Gase zu sammeln, wobei die Gassammeleinheit als eine Wiederaufbereitungseinheit dient, die zum Wiederaufbereiten des Inertgases ausgebildet ist.