DE102020103918A1

DE102020103918A1 - Additive fertigungsvorrichtung und additives fertigungsverfahren

Info

Publication number: DE102020103918A1
Application number: DE102020103918.2A
Authority: DE
Inventors: Kouji Kajita; Kazuya Kojima; Takaya Nakane
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2020-10-01
Also published as: US20200307084A1; CN111745957A; JP2020163738A; US11186036B2; JP7120121B2; FR3094262A1

Abstract

Eine additive Fertigungsvorrichtung weist einen sich drehenden Körper, der in seinem Inneren einen Raum aufweist, welcher durch eine innere Umfangsfläche definiert ist, eine Drehantriebseinheit, die bewirkt, dass sich der sich drehende Körper dreht, eine Liefereinheit, die eine Aufschlämmung, welche ein durch Ultraviolettlicht härtbares Harz enthält, zu der inneren Umfangsfläche liefert, eine erste Antriebseinheit, die bewirkt, dass sich die Liefereinheit in eine radiale Richtung des sich drehenden Körpers bewegt, eine Abflachungseinheit, die sich stromabwärts von der Liefereinheit befindet und die zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers gelieferte Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit an ihrem Endabschnitt zu der Dicke einer Schicht abflacht, eine zweite Antriebseinheit, die bewirkt, dass sich die Abflachungseinheit entlang der radialen Richtung des sich drehenden Körpers bewegt, und eine Bestrahlungseinheit, die sich stromabwärts von der Abflachungseinheit befindet, und an einer Bestrahlungsposition, die auf Basis einer Form des Formobjekts bestimmt ist, eine Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht vornimmt, auf.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beruht auf der am 29. März 2019 beim Japanischen Patentamt eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-067294 , deren gesamte Inhalte hiermit durch Nennung aufgenommen werden.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine additive Fertigungsvorrichtung und ein additives Fertigungsverfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2016-203425 beschreibt ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formobjekts durch Laminierung. Bei diesem Verfahren bildet eine Schichtbildungseinheit eine Schicht auf einer Bühne und wird die Schicht unter Verwendung eines Bindeflüssigkeitsaufbringungsmittels und eines Ultraviolettlichtbestrahlungsmittels gehärtet. Die Schichtbildungseinheit, das Bindeflüssigkeitsaufbringungsmittel und das Ultraviolettlichtbestrahlungsmittel bewegen sich über der Bühne in einer waagerechten Richtung.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Hier müssen sich die jeweiligen Komponenten wie die Schichtbildungseinheit, das Bindeflüssigkeitsaufbringungsmittel und das Ultraviolettlichtbestrahlungsmittel in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2016-203425 über der Bühne der Reihe nach bewegen. Nachdem die Bewegung und die Bearbeitung durch jede Komponente abgeschlossen ist, muss sich die Bühne zur Laminierung nach unten bewegen. Aus diesem Grund kann der Erhalt eines Formobjekts Zeit in Anspruch nehmen, da weder eine parallele Bewegung der einzelnen Komponenten über der Bühne möglich ist noch sich die Bühne parallel zu der Bewegung jeder Komponente nach unten bewegen kann.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine additive Fertigungsvorrichtung und ein additives Fertigungsverfahren bereit, die in der Lage sind, die Herstellungsgeschwindigkeit eines Formobjekts zu verbessern.
Eine additive Fertigungsvorrichtung nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist eine additive Fertigungsvorrichtung, die ein Formobjekt Schicht für Schicht bildet, und umfasst einen sich drehenden Körper, der in seinem Inneren einen Raum, welcher durch eine innere Umfangsfläche definiert ist, und eine Drehachse, die sich in einer Richtung entlang einer Mittellinie der inneren Umfangsfläche erstreckt, aufweist, eine Drehantriebseinheit, die bewirkt, dass sich der sich drehende Körper um die Drehachse dreht, eine Liefereinheit, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist und während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit eine Aufschlämmung, die ein durch Ultraviolettlicht härtbares Harz enthält, zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers liefert, eine erste Antriebseinheit, die bewirkt, dass sich die Liefereinheit in eine radiale Richtung des sich drehenden Körpers bewegt, eine Abflachungseinheit, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist, sich in einer Drehrichtung des sich drehenden Körpers stromabwärts von der Liefereinheit befindet, und die zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers gelieferte Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit an ihrem Endabschnitt zu der Dicke einer Schicht abflacht, eine zweite Antriebseinheit, die bewirkt, dass sich die Abflachungseinheit entlang der radialen Richtung des sich drehenden Körpers bewegt, und eine Bestrahlungseinheit, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist, sich in der Drehrichtung des sich drehenden Körpers stromabwärts von der Abflachungseinheit befindet, und während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit an einer Bestrahlungsposition, die auf Basis einer Form des Formobjekts bestimmt ist, eine Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht vornimmt.
Bei der additiven Fertigungsvorrichtung wird der sich drehende Körper durch die Drehantriebseinheit um die Drehachse gedreht. Während der Drehung des sich drehenden Körpers wird die Aufschlämmung durch die Liefereinheit zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers geliefert. Die Aufschlämmung wird durch die in der Drehrichtung des sich drehenden Körpers stromabwärts von der Liefereinheit befindliche Abflachungseinheit abgeflacht. Die Aufschlämmung wird durch die in der Drehrichtung des sich drehenden Körpers stromabwärts von der Abflachungseinheit befindliche Bestrahlungseinheit mit Ultraviolettlicht bestrahlt. Die Liefereinheit bewegt sich durch die erste Antriebseinheit in eine Richtung entlang der radialen Richtung des sich drehenden Körpers. Die Abflachungseinheit bewegt sich durch die zweite Antriebseinheit in eine Richtung entlang der radialen Richtung des sich drehenden Körpers. Wenn sich der sich drehende Körper auf diese Weise dreht, wird die Aufschlämmung durch eine Zentrifugalkraft gegen die innere Umfangsfläche des sich drehenden Körpers gepresst, was verhindert, dass sich die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers von der inneren Umfangsfläche trennt. Darüber hinaus brauchen sich die Liefereinheit, die Abflachungseinheit und die Bestrahlungseinheit nicht in der Umfangsrichtung des sich drehenden Körpers zu bewegen, da sich die innere Umfangsfläche des sich drehenden Körpers in Bezug auf die Liefereinheit, die Abflachungseinheit und die Bestrahlungseinheit bewegt. Daher können die Liefereinheit, die Abflachungseinheit und die Bestrahlungseinheit die Bearbeitung ausführen, ohne auf den Abschluss der Bewegung jeder Komponente zu warten, und können sie fortlaufend Schichten des Formobjekts bilden. Überdies können sich die Liefereinheit und die Abflachungseinheit zu einer Zeit, zu der die Bearbeitung durch jede Komponente abgeschlossen ist, durch die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit bewegen, ohne auf den Abschluss der Bearbeitung durch andere Komponenten zu warten. Dies gestattet, dass die additive Fertigungsvorrichtung die Wartezeit auf den Abschluss der Bewegung oder Bearbeitung jeder Komponente verkürzt. Daher kann nach dieser additiven Fertigungsvorrichtung die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts verbessert werden.
Bei der Ausführungsform kann die Bestrahlungseinheit die Bestrahlung, die einer Schicht des Formobjekts entspricht, nach dem Beginn der Bestrahlung mit Ultraviolettlicht auf Basis der Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit und der Bestrahlungsposition abschließen, bis der sich drehende Körper eine Umdrehung vornimmt. Daher kann die additive Fertigungsvorrichtung die jeweiligen Prozesse durch die Liefereinheit, die Abflachungseinheit und die Bestrahlungseinheit fortlaufend ausführen und dadurch die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts verbessern.
Bei der Ausführungsform kann die Bestrahlungseinheit die Position des Bestrahlungspunkts mit Ultraviolettlicht auf Basis der Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit und der Bestrahlungsposition mit jeder Umdrehung des sich drehenden Körpers entlang einer Mittellinie der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers verändern und die Bestrahlung, die einer Schicht des Formobjekts entspricht, abschließen. In diesem Fall darf die Bestrahlungseinheit die Position des Bestrahlungspunkts mit Ultraviolettlicht nach dem Beginn der Bestrahlung mit Ultraviolettlicht nicht gemäß der Bestrahlungsposition zu der Richtung entlang der Mittellinie der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers verändern, bis der sich drehende Körper eine Umdrehung vornimmt. Dies gestattet, dass die additive Fertigungsvorrichtung die Zeit, die benötigt wird, um die Position des Bestrahlungspunkts mit Ultraviolettlicht an der Bestrahlungseinheit zu verändern, verkürzt.
Bei der Ausführungsform kann die additive Fertigungsvorrichtung ferner eine Düse umfassen, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist und eine Flüssigkeit oder ein Gas zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers liefert. An der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers sind ungehärtete Aufschlämmung und das Formobjekt angeordnet. Die Flüssigkeit oder das Gas, die oder das von der Düse geliefert wird, wird zu der ungehärteten Aufschlämmung und dem Formobjekt geliefert. Da die ungehärtete Aufschlämmung eine höhere Fließfähigkeit als das Formobjekt aufweist, wird sie durch die gelieferte Flüssigkeit oder das gelieferte Gas von dem Formobjekt getrennt. Darüber hinaus wird bei der Drehung des sich drehenden Körpers eine Zentrifugalkraft auf die ungehärtete Aufschlämmung ausgeübt, wodurch die ungehärtete Aufschlämmung noch leichter von dem Formobjekt trennbar wird. Selbst wenn das Formobjekt eine komplizierte Form aufweist, erleichtert die Zentrifugalkraft bei einer Drehung des sich drehenden Körpers das Eindringen der gelieferten Flüssigkeit oder des gelieferten Gases in kleine Teile des Formobjekts, wodurch die Arbeitszeit bei einem Reinigungsschritt des Formobjekts verkürzt wird. Auf diese Weise kann die vorliegende additive Fertigungsvorrichtung leicht nur das Formobjekt von der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers entnehmen.
Ein additives Fertigungsverfahren nach einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist ein additives Fertigungsverfahren, das ein Formobjekt Schicht für Schicht bildet, und umfasst einen Schritt des Bewirkens, dass sich ein sich drehender Körper, der in seinem Inneren einen Raum, welcher durch eine innere Umfangsfläche definiert ist, und eine Drehachse, die sich in einer Richtung entlang einer Mittellinie der inneren Umfangsfläche erstreckt, aufweist, um die Drehachse dreht, einen Schritt des Lieferns einer Aufschlämmung, die ein durch Ultraviolettlicht härtbares Harz enthält, während der Drehung des sich drehenden Körpers zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers, einen Schritt des Abflachens der Aufschlämmung, die in dem Schritt des Lieferns zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers geliefert wurde, während der Drehung des sich drehenden Körpers zu einer Dicke einer Schicht, und einen Schritt des Spotbestrahlens der Aufschlämmung, die in dem Schritt des Abflachens an der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers abgeflacht wurde, während der Drehung des sich drehenden Körpers an einer Bestrahlungsposition, die auf Basis einer Form des Formobjekts bestimmt ist, mit Ultraviolettlicht.
Nach diesem additiven Fertigungsverfahren dreht sich der sich drehende Körper in dem Schritt des Drehens um die Drehachse. In dem Schritt des Lieferns wird die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers geliefert. In dem Schritt des Abflachens wird die gelieferte Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers zu einer Dicke, die einer Schicht entspricht, abgeflacht. In dem Schritt des Bestrahlens wird die abgeflachte Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers mit Ultraviolettlicht bestrahlt. Daher wird die Aufschlämmung bei der Drehung des sich drehenden Körpers durch eine Zentrifugalkraft gegen die innere Umfangsfläche des sich drehenden Körpers gepresst, was verhindert, dass die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers von der inneren Umfangsfläche getrennt wird. Und da sich die innere Umfangsfläche des sich drehenden Körpers in Bezug auf die Position, an der die Aufschlämmung in dem Schritt des Lieferns geliefert wird, die Position des Abflachens in dem Schritt des Abflachens, und die Position, an der in dem Schritt des Bestrahlens Ultraviolett ausgestrahlt wird, bewegt, brauchen die jeweiligen Positionen nicht in der Umfangsrichtung des sich drehenden Körpers bewegt zu werden. Aus diesem Grund ist es in jedem Schritt möglich, fortlaufend Schichten eines Formobjekts zu bilden, ohne die Position der Bearbeitung in jedem Schritt zu verändern. Auf diese Weise kann das vorliegende additive Fertigungsverfahren die Wartezeit auf den Abschluss der Bewegung oder Bearbeitung jeder Komponente verkürzen. Daher ist es nach dem vorliegenden additiven Fertigungsverfahren möglich, die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts zu verbessern.
Die additive Fertigungsvorrichtung und das additive Fertigungsverfahren nach der vorliegenden Offenbarung können die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts verbessern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine additive Fertigungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuereinheit der additiven Fertigungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein additives Fertigungsverfahren nach der ersten Ausführungsform darstellt;
4A bis 4C sind Ansichten in der Richtung der Pfeile IV-IV in 1;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Bestrahlungsprozess des additiven Fertigungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt;
6A bis 6B sind Ansichten in der Richtung der Pfeile VI-VI in 1;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Bestrahlungsprozess des additiven Fertigungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt;
8A bis 8D sind Ansichten in der Richtung der Pfeile VIII-VIII in 1; und
9 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für die additive Fertigungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung identische oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und keine wiederholte Beschreibung vorgenommen werden wird. Abmessungsverhältnisse unter den Zeichnungen stimmen nicht immer mit den beschriebenen überein. Die Ausdrücke „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ beruhen auf den dargestellten Zuständen und dienen der Bequemlichkeit.
Erste Ausführungsform
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine additive Fertigungsvorrichtung nach einer Ausführungsform darstellt. Die additive Fertigungsvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die ein Formobjekt Schicht für Schicht bildet. Die additive Fertigungsvorrichtung 1 ist mit einem sich drehenden Körper 10, einer Drehantriebseinheit 20, einer Liefereinheit 30, einer ersten Antriebseinheit 40, einer Abflachungseinheit 50, einer zweiten Antriebseinheit 60, einer Bestrahlungseinheit 70 und einer Steuereinheit 100 versehen. Die additive Fertigungsvorrichtung 1 bildet ein Formobjekt Schicht für Schicht auf einer inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10, der durch die Drehantriebseinheit 20 gedreht wird. Genauer liefert die Liefereinheit 30 eine Aufschlämmung zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 und bildet sie eine Schicht 200 der Aufschlämmung, flacht die Abflachungseinheit 50 die Schicht 200 der Aufschlämmung ab, und bestrahlt die Bestrahlungseinheit 70 die Schicht 200 der Aufschlämmung mit Ultraviolettlicht und härtet die Schicht 200 der Aufschlämmung, um eine Schicht des Formobjekts zu bilden. Die erste Antriebseinheit 40 reguliert einen relativen Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 und der Liefereinheit 30. Die zweite Antriebseinheit 60 reguliert relative Abstände der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 von der Abflachungseinheit 50. Die Aufschlämmung ist ein Basismaterial des Formobjekts. Die Aufschlämmung ist zum Beispiel ein fluides Material, in dem ein durch Ultraviolettlicht härtbares Harz und Keramikpulver oder Metallpulver vermischt sind. Die Aufschlämmung kann ein gelartiges, halbfestes, geleeartiges, mousseartiges oder pastenartiges Harz sein. Das durch Ultraviolettlicht härtbare Harz ist ein Harz, das durch eine Aufnahme von Ultraviolettlicht härtet, und ist zum Beispiel acryl- oder epoxidbasiert.
Der sich drehende Körper 10 weist einen Raum 15 auf, der durch die innere Umfangsfläche 11 definiert ist. Die innere Umfangsfläche 11 ist zylinderförmig. Auf der inneren Umfangsfläche 11 wird eine Aufschlämmungsschicht 200 gebildet. Die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 sind in dem Raum 15 in dem sich drehenden Körper 10 untergebracht. Der sich drehende Körper 10 ist zum Beispiel ein zylinderförmiges Element. Der sich drehende Körper 10 weist zum Beispiel eine ringförmige linke Endfläche 12 und eine zu der linken Endfläche 12 parallele ringförmige rechte Endfläche 13 auf. Die innere Umfangsfläche 11 ist mit der linken Endfläche 12 und der rechten Endfläche 13 verbunden. Der sich drehende Körper 10 weist eine Drehachse M auf, die sich in einer Richtung entlang einer Mittellinie der inneren Umfangsfläche 11 erstreckt. Die Mittellinie der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 ist eine gerade Linie, die die linke Endfläche 12 und die rechte Endfläche 13 verbindet. Nachstehend wird eine Richtung entlang der Mittellinie der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 als Mittellinienrichtung D angenommen. Die Drehachse M erstreckt sich zum Beispiel in der Mittellinienrichtung D und ist eine Achse, die die Mitten der Kreise der linken Endfläche 12 und der rechten Endfläche 13 des sich drehenden Körpers 10 verbindet.
Die Drehantriebseinheit 20 bewirkt, dass sich der sich drehende Körper 10 um die Drehachse M dreht. Die Drehantriebseinheit 20 ist mit der linken Endfläche 12 des sich drehenden Körpers 10 verbunden. Die Drehantriebseinheit 20 weist einen Stift 21, ein Balkenelement 22, das den Stift 21 und den sich drehenden Körper 10 verbindet, und eine Antriebsquelle 23, die den Stift 21 drehend antreibt, auf. Der Stift 21 ist auf eine solche Weise bereitgestellt, dass er entlang der Mittellinienrichtung D mit der Drehachse M ausgerichtet ist. Ein rechter Endabschnitt des Stifts 21 ist mit dem Balkenelement 22 verbunden. Ein linker Endabschnitt des Stifts 21 ist mit der Antriebsquelle 23 verbunden.
Das Balkenelement 22 ist mit der linken Endfläche 12 des sich drehenden Körpers 10 verbunden. Das Balkenelement 22 ist zum Beispiel viereckig prismenförmig und erstreckt sich entlang der radialen Richtung C. Die „radiale Richtung C“ bezieht sich auf eine Richtung, in der der Radius der linken Endfläche 12 verläuft. Beide Enden des Balkenelements 22 sind mit der linken Endfläche 12 verbunden. Während der Stift 21 gedreht wird, bewirkt die Antriebsquelle 23, dass sich der sich drehende Körper 10 über das mit dem Stift 21 verbundene Balkenelement 22 um die Drehachse M dreht. Die Antriebsquelle 23 ist zum Beispiel ein Motor. Die Drehrichtung R, bei der es sich um eine Richtung handelt, in die die Drehantriebseinheit 22 den sich drehenden Körper 10 drehend antreibt, ist eine Richtung, in der ein auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 angeordnetes Objekt der Reihe nach eine Position, die der Liefereinheit 30 entspricht, eine Position, die der Abflachungseinheit 50 entspricht, und eine Position, die der Bestrahlungseinheit 70 entspricht, passiert. Das heißt, die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 sind in der Drehrichtung R der Reihe nach von stromaufwärts des sich drehenden Körpers 10 her bereitgestellt. Die „entsprechenden Positionen“ beziehen sich auf Positionen, an denen die Aufschlämmung durch die entsprechenden Komponenten bearbeitet wird.
Die Liefereinheit 30 liefert die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10, um eine Aufschlämmungsschicht 200 zu bilden. Der Umstand, dass „die Liefereinheit 30 die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 liefert“, bedeutet, dass die Lieferung der Aufschlämmung durch die Liefereinheit 30 gleichzeitig oder abwechselnd mit einer Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 stattfindet. Die Liefereinheit 30 weist zum Beispiel einen Kopf 31, der die Aufschlämmung liefert, eine Versorgungsquelle 32, die die Aufschlämmung zu dem Kopf 31 liefert, und ein Lieferrohr 33, das für die Verbindung des Kopfs 31 mit der Versorgungsquelle 32 sorgt, auf.
Der Kopf 31 ist näher als die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an der Drehachse M bereitgestellt und erstreckt sich entlang der Mittellinienrichtung D. Der Kopf 31 liefert die Aufschlämmung zum Beispiel so, dass die innere Umfangsfläche der Aufschlämmungsschicht 200, die zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 geliefert wird, eine Schichtbildungs-Höhenposition einnimmt. Die „Schichtbildungs-Höhenposition“ ist eine Höhe, die als die Höhenposition des von der Bestrahlungseinheit 70 ausgestrahlten Lichts vorgeschrieben ist. Der Kopf 31 ist zum Beispiel auf eine solche Weise von der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 getrennt, dass er sich zum Beispiel an einer Schichtbildungs-Höhenposition befindet.
Der Kopf 31 liefert die Aufschlämmung an der entsprechenden Position zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10. Der Kopf 31 liefert die Aufschlämmung geradlinig entlang der Mittellinienrichtung D zum Beispiel von der linken Endfläche 12 zu der rechten Endfläche 13 des sich drehenden Körpers 10. Wenn die Position der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10, die dem Kopf 31 entspricht, als ein Bereich U1 angenommen wird, liefert der Kopf 31 über den Bereich U1 eine vorherbestimmte Menge der Aufschlämmung. Da die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 die Position, die dem Kopf 31 entspricht, passiert, während sich der sich drehende Körper 10 dreht, kann der Kopf 31 die Aufschlämmung an einer beliebigen Position der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 liefern. Die Aufschlämmung wird von der Versorgungsquelle 32 durch das Lieferrohr 33 zu dem Kopf 31 geliefert. Die Menge der Aufschlämmung, die von dem Kopf 31 geliefert wird, wird auf Basis der Länge des Bereichs U1, der Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 10 oder der Form des Formobjekts oder dergleichen bestimmt. Der Kopf 31 kann über eine Schwingungsfunktion verfügen, um die Fließfähigkeit der Aufschlämmung zu verbessern.
Die erste Drehantriebseinheit 40 treibt die Liefereinheit 30 so an, dass sie sich entlang der radialen Richtung C des sich drehenden Körpers 10 bewegt. Als ein Beispiel treibt die erste Antriebseinheit 40 den Kopf 31 der Liefereinheit 30 so an, dass er sich in der radialen Richtung C bewegt. Die erste Antriebseinheit 40 weist zum Beispiel eine Führungsschiene, die sich in der radialen Richtung C erstreckt, und eine Antriebsquelle auf. Die Führungsschiene ist an einer Seite der rechten Endfläche des sich drehenden Körpers 10 angeordnet und mit einem Endabschnitt des Kopfs 31 verbunden. Die erste Drehantriebseinheit 40 treibt den Kopf 31 der Liefereinheit 30 so an, dass er sich derart entlang der radialen Richtung C bewegt, dass er der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 näher kommt oder sich von ihr trennt. Die erste Antriebseinheit 40 bewirkt, dass sich der Kopf 31 in Einheiten einer Schichtdicke in der radialen Richtung C bewegt. Die erste Antriebseinheit 40 treibt den Kopf 31 so an, dass dieser die Aufschlämmung in einer vorherbestimmten Höhe zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 liefert, um eine Aufschlämmungsschicht 200 zu bilden.
Während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 flacht die Abflachungseinheit 50 die zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 gelieferte Aufschlämmung an ihrem Endabschnitt zu einer Dicke einer Schicht ab. Die Abflachungseinheit 50 ist zum Beispiel ein Schaber. Der Umstand, dass „die Abflachungseinheit 50 die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 abflacht“, bedeutet, dass die Aufschlämmung durch die Abflachungseinheit 50 zusammen mit der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 abgeflacht wird. Die Abflachungseinheit 50 befindet sich in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 stromabwärts von der Liefereinheit 30 näher als die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an der Drehachse M. Die Abflachungseinheit 50 erstreckt sich in der Mittellinienrichtung D entlang der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10.
Ein Endabschnitt der Abflachungseinheit 50 flacht die Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an einer Position, die der Abflachungseinheit 50 entspricht, ab. Die Abflachungseinheit 50 flacht die Aufschlämmung geradlinig entlang der Mittellinienrichtung D von der linken Endfläche 12 zu der rechten Endfläche 13 des sich drehenden Körpers 10 ab. Wenn die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an der Position, die der Abflachungseinheit 50 entspricht, als ein „Bereich U2“ angenommen wird, flacht die Abflachungseinheit 50 die Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 in dem Bereich U2 ab. Während sich der sich drehende Körper 10 dreht, passiert die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 die Position, die der Abflachungseinheit 50 entspricht, und kann die Abflachungseinheit 50 dadurch die Aufschlämmung an einer beliebigen Position der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 abflachen. Der Endabschnitt der Abflachungseinheit 50 flacht die Aufschlämmung, die von der Liefereinheit 30 zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 geliefert wurde, ab, wodurch auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 gebildet wird.
Die zweite Antriebseinheit 60 treibt die Abflachungseinheit 50 so an, dass sie sich entlang der radialen Richtung C des sich drehenden Körpers 10 bewegt. Die zweite Antriebseinheit 60 ist in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 stromabwärts von der ersten Antriebseinheit 40 bereitgestellt. Die zweite Antriebseinheit 60 weist zum Beispiel eine Führungsschiene, die sich in der radialen Richtung C erstreckt, und eine Antriebsquelle auf. Die Führungsschiene ist an einer Seite der rechten Endfläche 13 des sich drehenden Körpers 10 angeordnet und mit einem Endabschnitt der Abflachungseinheit 50 verbunden. Die zweite Antriebseinheit 60 treibt die Abflachungseinheit 50 so an, dass sich diese auf eine solche Weise entlang der radialen Richtung C bewegt, dass sie der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 näher kommt oder sich von ihr trennt. Die zweite Antriebseinheit 60 treibt die Abflachungseinheit 50 so an, dass sie sich in Einheiten einer Schichtdicke in der radialen Richtung C bewegt. Die zweite Antriebseinheit 60 ist zum Beispiel aus einer Führungsschiene und einer Antriebsquelle aufgebaut. Die zweite Antriebseinheit 60 bewirkt, dass die Abflachungseinheit 50 die Aufschlämmungsschicht 200 an einer vorherbestimmten Position in Bezug auf die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 abflacht. Die erste Antriebseinheit 40 und die zweite Antriebseinheit 60 können die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 auch als eine gemeinsame Antriebseinheit antreiben oder können die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 jeweils als zwei unabhängige Antriebseinheiten antreiben.
Die Bestrahlungseinheit 70 nimmt während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 an der Bestrahlungsposition eine Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht vor. Die „Bestrahlungsposition“ bezieht sich auf eine Position, die in der Aufschlämmungsschicht 200 festgelegt ist und eine Zielposition für die Bestrahlung mit Ultraviolettlicht ist. Die „Bestrahlungsposition“ bezieht sich auf eine Position, die auf Basis der Form des Formobjekts definiert ist, und an der die Aufschlämmungsschicht 200 gehärtet wird, um wenigstens einen Teil des Formobjekts zu bilden. Die Bestrahlungsposition wird zum Beispiel auf Basis von CAD-Daten des Formobjekts auf eine solche Weise bestimmt, dass eine Querschnittform wiedergegeben wird. Die hier genannte „Spotbestrahlung“ ist ein Bestrahlungsschema, gemäß dem Ultraviolettlicht kondensiert wird und auf der Aufschlämmung ein Bestrahlungspunkt (Spot) gebildet wird, um eine Bestrahlungsstärke zu erhalten, die nötig ist, damit das in der Aufschlämmung enthaltene durch Ultraviolettlicht härtbare Harz härtet. Die Größenordnung des Bestrahlungspunkts durch die Spotbestrahlung ist zum Beispiel ein Kreis mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder mehr und 1 mm oder weniger. Der Umstand, dass „die Bestrahlungseinheit 70 während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 eine Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht vornimmt“, bedeutet, dass die Bestrahlung mit Ultraviolettlicht durch die Bestrahlungseinheit 70 gleichzeitig oder abwechselnd mit der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 vorgenommen wird.
Die Bestrahlungseinheit 70 ist zum Beispiel mit einer optischen Einheit 71 und Lichtreflexionselementen 72 und 74 versehen. Die optische Einheit 71 ist zum Beispiel mit einer Lichtquelle 71a und einem optischen Element 71b versehen und strahlt Ultraviolettlicht aus. Die Lichtreflexionselemente 72 und 74 sind zum Beispiel Galvano-Spiegel und ändern einen optischen Pfad des von der optischen Einheit 71 ausgestrahlten Ultraviolettlichts. Die Lichtreflexionselemente 72 und 74 werden durch Drehfeinantriebseinheiten 73 und 75 zur Ausführung eines Drehbetriebs um eine vorherbestimmte Drehachse gebracht. Durch Steuern der Drehungen der Lichtreflexionselemente 72 und 74 kann die Bestrahlungseinheit 70 die Aufschlämmung an der Bestrahlungsposition und an einer Schichtbildungs-Höhenposition mit Ultraviolettlicht bestrahlen.
Die Bestrahlungseinheit 70 bestrahlt die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an einer Position, die der Bestrahlungseinheit 70 entspricht, mit Ultraviolettlicht. Zum Beispiel nimmt die Bestrahlungseinheit 70 die Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht auf eine solche Weise vor, dass sie ein Liniensegment entlang der Mittellinienrichtung D von der linken Endfläche 12 zu der rechten Endfläche 13 des sich drehenden Körpers 10 überstreicht. Wenn die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an der Position, die der Bestrahlungseinheit 70 entspricht, als ein „Bereich U3““ angenommen wird, steuert die Bestrahlungseinheit 70 die Lichtreflexionselemente 72 und 74 und die Drehfeinantriebseinheiten 73 und 75 so, dass sie in der Lage ist, die Aufschlämmung an der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 in dem Bereich U3 mit Ultraviolettlicht zu bestrahlen.
Wenigstens das Lichtreflexionselement 74 und die Drehfeinantriebseinheit 75 der Bestrahlungseinheit 70 sind näher an der Drehachse M als die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 bereitgestellt und befinden sich in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 stromabwärts von der Abflachungseinheit 50. Das in der Aufschlämmung enthaltene durch Ultraviolettlicht härtbare Harz wird durch die Bestrahlungseinheit 70, die die durch die Abflachungseinheit 50 abgeflachte Aufschlämmungsschicht 200 an der Bestrahlungsposition mit Ultraviolettlicht bestrahlt, gehärtet. Die Bestrahlungseinheit 70 bildet durch das Bestrahlen der Aufschlämmung an der Bestrahlungsposition der Schicht 200 der Aufschlämmung mit Ultraviolettlicht während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 einen Querschnitt, der einer Schicht des Formobjekts entspricht.
Die Steuereinheit 100 ist Hardware, die die additive Fertigungsvorrichtung 1 steuert. Die Steuereinheit 100 ist zum Beispiel aus einem Allzweckcomputer, der zum Beispiel eine Betriebsvorrichtung wie etwa eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), eine Speichervorrichtung wie etwa einen ROM (Nurlesespeicher), einen RAM (Direktzugriffsspeicher), ein HDD (Festplattenlaufwerk) und eine Kommunikationsvorrichtung aufweist, aufgebaut. Die Steuereinheit 100 ist kommunikationsfähig mit der Drehantriebseinheit 20, der Liefereinheit 30, der ersten Antriebseinheit 40, der zweiten Antriebseinheit 60 und der Bestrahlungseinheit 70 verbunden.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuereinheit der additiven Fertigungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform darstellt. Wie in 2 gezeigt weist die Steuereinheit 100 eine Liefersteuereinheit 102, eine Drehantriebssteuereinheit 104, eine Bestrahlungssteuereinheit 106, eine erste Antriebssteuereinheit 108 und eine zweite Antriebssteuereinheit 110 auf. Die Liefersteuereinheit 102 steuert die Menge und die Liefergeschwindigkeit der Aufschlämmung, die durch die Liefereinheit 30 zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 geliefert wird, oder dergleichen.
Die Drehantriebssteuereinheit 104 steuert die Drehrichtung R, die Umdrehungsgeschwindigkeit, die Anzahl der Umdrehungen, den Drehwinkel, den Drehstart und den Drehstopp des sich drehenden Körpers 10 in der Drehantriebseinheit 20. Der Drehwinkel ist ein Winkel, der die Position des sich drehenden Körpers 10 auf der inneren Umfangsfläche 11, an der eine Lieferung der Aufschlämmung, die einer Schicht entspricht, beginnt, angibt, und wird unter Verwendung einer Bezugsposition der Drehung ausgedrückt. Die „Bezugsposition der Drehung“ ist eine vorherbestimmte feste Position, die zu einem Ursprung des Drehwinkels wird, und kann zum Beispiel eine Position, die der Bestrahlungseinheit 70 entspricht, das heißt, die Position des Bereichs U3, sein. Die Drehantriebseinheit 20 überwacht die Position des sich drehenden Körpers 10 auf der inneren Umfangsfläche 11, an der eine Lieferung der Aufschlämmung, die einer Schicht entspricht, beginnt, als Messposition, wobei sie die Position des Bereichs U3 als Bezug verwendet. Das heißt, die Drehantriebseinheit 20 drückt die Position des sich drehenden Körpers 10 auf der inneren Umfangsfläche 11, an der eine Lieferung der Aufschlämmung, die einer Schicht entspricht, beginnt, durch einen Drehwinkel unter Verwendung der Position des Bereichs U3 als Ursprungsposition aus. Wenn die Bezugsposition mit der Messposition übereinstimmt, betrachtet die Drehantriebssteuerreinheit 104 den Drehwinkel als 0 Grad (Ursprung), und vergrößert sie den Drehwinkel jedes Mal, wenn sich die Messposition in die Drehrichtung R bewegt. Wenn die Bezugsposition erneut mit der Messposition übereinstimmt, betrachtet die Drehantriebssteuereinheit 104 den Drehwinkel als 0 Grad. Die Drehantriebssteuereinheit 104 bestimmt auf Basis des Drehwinkels der Messposition, ob der sich drehende Körper 10 eine Umdrehung ausgeführt hat oder nicht, und zählt die Anzahl der Umdrehungen.
Die Bestrahlungssteuereinheit 106 steuert die Stärke des Ultraviolettlichts oder die Position des Bestrahlungspunkts des Ultraviolettlichts, das von der Bestrahlungseinheit 70 ausgestrahlt wird. Die „Position des Bestrahlungspunkts“ bezieht sich auf eine Position, auf die die Bestrahlungseinheit 70 das Ultraviolettlicht strahlt. Genauer ist die Position des Bestrahlungspunkts eine Position, an der das von der Bestrahlungseinheit 70 ausgestrahlte Ultraviolettlicht die Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 erreicht.
Die erste Antriebssteuereinheit 108 steuert die erste Antriebseinheit 40. Die erste Antriebssteuereinheit 108 steuert einen relativen Abstand zwischen der Liefereinheit 30 und dem sich drehenden Körper 10 und ihre Geschwindigkeit und einen Zeitpunkt, zu dem bewirkt wird, dass sich der sich drehende Körper 10 und die Liefereinheit 30 einander annähern oder voneinander trennen.
Die zweite Antriebssteuereinheit 110 steuert die zweite Antriebseinheit 60. Die zweite Antriebssteuereinheit 110 steuert einen relativen Abstand zwischen der Abflachungseinheit 50 und dem sich drehenden Körper und ihre Geschwindigkeit und einen Zeitpunkt, zu dem bewirkt wird, dass sich der sich drehenden Körper 10 und die Abflachungseinheit 50 einander annähern oder voneinander trennen.
Die Steuereinheit 100 bewirkt, dass die Drehantriebseinheit 20, die Liefereinheit 30, die erste Antriebseinheit 40, die zweite Antriebseinheit 60 und die Bestrahlungseinheit 70 auf der Basis von dreidimensionalen CAD-Daten des Formobjekts, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, arbeiten. Die Steuereinheit 100 kann die Abflachungseinheit 50 steuern. Die Steuereinheit 100 kann außerhalb der additiven Fertigungsvorrichtung 1 bereitgestellt sein.
Als nächstes werden die Schritte der Herstellung eines Formobjekts durch die additive Fertigungsvorrichtung 1 beschrieben werden. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für das additive Fertigungsverfahren nach der ersten Ausführungsform darstellt. Das in 3 gezeigte additive Fertigungsverfahren MT wird durch die Steuereinheit 100 ausgeführt, während der sich drehende Körper 10 durch die Drehantriebseinheit 20 gedreht wird.
Zunächst bewirken die erste Antriebssteuereinheit 108 und die zweite Antriebssteuereinheit 110 der Steuereinheit 100 in einem Relativbewegungsprozess (S10), dass die erste Antriebseinheit 40 und die zweite Antriebseinheit 60 die Abstände des Kopfs 31 und der Abflachungseinheit 50 von der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 auf eine solche Weise regulieren, dass die innere Umfangsfläche 11 der von dem Kopf 31 der Liefereinheit 30 gelieferten Aufschlämmung die Schichtbildungs-Höhenposition einnimmt. Die erste Antriebseinheit 40 bewirkt auf Basis der Steuerung der ersten Antriebssteuereinheit 108, dass sich der Kopf 31 in der radialen Richtung bewegt, um den Abstand von der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 in der radialen Richtung C einzustellen. Der Kopf 31 wird auf eine solche Weise eingestellt, dass er sich an der Schichtbildungs-Höhenposition befindet.
Auf Basis der Steuerung der zweiten Antriebssteuereinheit 110 bewirkt die zweite Antriebseinheit 60, dass sich die Abflachungseinheit 50 in der radialen Richtung C bewegt, um den Abstand von der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 in der radialen Richtung C einzustellen. Die Abflachungseinheit 50 wird so eingestellt, dass sich ihr Endabschnitt an der Schichtbildungs-Höhenposition befindet. In dem Relativbewegungsprozess (S10) kann die Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 angehalten werden.
Als nächstes bewirkt die Liefersteuereinheit 102 der Steuereinheit 100 in einem Lieferprozess (S20), dass die Liefereinheit 30 die Aufschlämmung zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 liefert. Die Liefersteuereinheit 102 bewirkt, dass die Versorgungsquelle 32 die Aufschlämmung über das Lieferrohr 33 zu dem Kopf 31 liefert. Der Kopf 31 liefert die Aufschlämmung an der Position, die dem Kopf 31 entspricht, auf die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 (Bereich U1) . Dadurch ist die Aufschlämmung auf die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10, die die Position, welche dem Kopf 31 entspricht, passiert hat, aufgebracht.
Als nächstes bewirkt die Steuereinheit 100 in einem Abflachungsprozess (S30), dass die Abflachungseinheit 50 die auf die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 gelieferte Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 zu einer Dicke, die einer Schicht entspricht, abflacht. Die durch die Liefereinheit 30 gelieferte Aufschlämmung bewegt sich an eine Position, die der in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 stromabwärts befindlichen Abflachungseinheit 50 entspricht. Die Abflachungseinheit 50 flacht die Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 10 des sich drehenden Körpers 10 (Bereich U2) an der Position, die der Abflachungseinheit 50 entspricht, ab. Dadurch ist auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers, die die Position, welche der Abflachungseinheit 50 entspricht, passiert hat, eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 gebildet.
Als nächstes bewirkt die Bestrahlungssteuereinheit 106 der Steuereinheit 100 in einem Bestrahlungsprozess (S40), dass die Bestrahlungseinheit 70 während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 an der Bestrahlungsposition auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 eine Spotbestrahlung der abgeflachten Aufschlämmungsschicht 200 mit Ultraviolettlicht vornimmt. Die durch die Abflachungseinheit 50 abgeflachte Aufschlämmungsschicht 200 bewegt sich an eine Position, die der in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 stromabwärts befindlichen Bestrahlungseinheit 70 entspricht. Die Bestrahlungseinheit 70 nimmt an der Bestrahlungsposition auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 (Bereich U3) an der Position, die dem Lichtreflexionselement 74 entspricht, eine Spotbestrahlung der Aufschlämmungsschicht 200 mit Ultraviolettlicht vor. Während sich der sich drehende Körper 10 dreht, nimmt die Bestrahlungseinheit 70 an allen Bestrahlungspositionen eine Spotbestrahlung der Aufschlämmungsschicht 200 mit Ultraviolettlicht vor und bildet sie auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 einen Querschnitt, der einer Schicht des Formobjekts entspricht, als eine Schicht des Formobjekts.
Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 100 in einem Formungsbestimmungsprozess (S50), ob die Bildung des Formobjekts auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 abgeschlossen ist oder nicht. Die Steuereinheit 100 bestimmt den Abschluss der Bildung des Formobjekts beispielsweise auf Basis der dreidimensionalen CAD-Daten des Formobjekts, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, der Anzahl der Umdrehungen des sich drehenden Körpers 10, der Höhenposition des Kopfs 31 der Liefereinheit 30 und der Position des Bestrahlungspunkts der Bestrahlungseinheit 70 oder dergleichen, wenn die Bestrahlung mit Ultraviolettlicht an allen Bestrahlungspositionen abgeschlossen wurde. Wenn die Steuereinheit 100 bestimmt, dass die Bildung des Formobjekts abgeschlossen wurde, beendet die Steuereinheit 100 die Bildung des Formobjekts durch die additive Fertigungsvorrichtung 1. Wenn die Steuereinheit 100 bestimmt, dass die Bildung des Formobjekts nicht abgeschlossen wurde, geht die Steuereinheit 100 zu dem Relativbewegungsprozess (S10) über. Die Steuereinheit 100 wiederholt den Relativbewegungsprozess (S10) und die nachfolgenden Prozesse, bis die Bildung des Formobjekts abgeschlossen ist.
4A bis 4C sind Ansichten in der Richtung der Pfeile IV-IV in 1. 4A stellt einen Zustand dar, in dem eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 gemäß dem additiven Fertigungsverfahren MT gebildet wird. Wie in 4A gezeigt treibt die Drehantriebseinheit 20 die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 so an, dass sich diese in die Drehrichtung R bewegt und zu dem Bereich Ul, der die dem Kopf 31 der Liefereinheit 30 entsprechende Position ist, bewegt. Dadurch wird durch den Kopf 31 der Liefereinheit 30 eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 gebildet. Da die Drehantriebseinheit 20 die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 so antreibt, dass sie sich zu dem Bereich U2, der die der Abflachungseinheit 50 entsprechende Position ist, bewegt, wird eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 2000 durch die Abflachungseinheit 50 abgeflacht. Wenn die Drehantriebseinheit 20 den sich drehenden Körper 10 drehend antreibt, wird darüber hinaus die Aufschlämmungsschicht 200 auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 durch eine Zentrifugalkraft in der radialen Richtung C nach außen gepresst. Dies verhindert, dass sich die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 von der inneren Umfangsfläche 11 trennt.
Eine Messposition 200a befindet sich in der Drehrichtung R stromabwärts von dem Bereich U3. Wenn die Bestrahlungsposition 210 nicht in dem Teil, der im Begriff ist, die Bestrahlungseinheit 70 zu passieren, eingerichtet ist, passiert die Aufschlämmungsschicht 200 den Bereich U3, ohne durch die Bestrahlungseinheit 70 mit Ultraviolettlicht bestrahlt zu werden. Die Bestrahlungseinheit 70 bestrahlt die Aufschlämmungsschicht 200 in dem Bereich U3 an der Bestrahlungsposition 210 mit Ultraviolettlicht. Dadurch wird auf der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 eine Schicht des Formobjekts gebildet.
4B stellt einen Zustand dar, in dem die gesamte eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 gemäß dem additiven Fertigungsverfahren MT gebildet ist. Wie in 4B gezeigt bewirkt die erste Antriebseinheit 40 dann, wenn die Messposition 200a den Bereich U1 erreicht, dass sich der Kopf 31 der Liefereinheit 30 um die Dicke einer Schicht von der Aufschlämmungsschicht 200 trennt. Die zweite Antriebseinheit 60 bewirkt, dass sich die Abflachungseinheit 50 um die Dicke einer Schicht von der Aufschlämmungsschicht 200 trennt. Wenn die erste Antriebseinheit 40 bewirkt, dass sich die Liefereinheit 30 bewegt, oder die zweite Antriebseinheit 60 bewirkt, dass sich die Abflachungseinheit 50 bewegt, kann die Drehantriebseinheit 20 die Drehung des sich drehenden Körpers 10 angehalten haben.
4C stellt einen Zustand dar, in dem eine obere Schicht 201, die einer Schicht der Aufschlämmung entspricht, gemäß dem additiven Fertigungsverfahren MT auf der inneren Umfangsfläche einer Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 gebildet wird. Wie in 4C gezeigt wird die von dem Kopf 31 der Liefereinheit 30 gelieferte und durch die Abflachungseinheit 50 abgeflachte obere Schicht 201 der Aufschlämmung auf die innere Umfangsfläche der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 geschichtet.
Als nächstes wird ein spezifisches Beispiel für einen Bestrahlungsprozess (S40) durch die additive Fertigungsvorrichtung 1 beschrieben werden. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Bestrahlungsprozess des additiven Fertigungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt. Ein in 5 gezeigtes additives Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 wird durch die Steuereinheit 100 ausgeführt, wenn sich die Bestrahlungsposition 210 in der Aufschlämmungsschicht 200, die während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 in dem in 3 gezeigten Abflachungsprozess (S30) abgeflacht wurde, dreht und zu dem Bereich U3 bewegt. Bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 nimmt die Bestrahlungseinheit 70 während einer Umdrehung des sich drehenden Körpers 10 an allen Bestrahlungspositionen 210 eine Spotbestrahlung der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 mit Ultraviolettlicht vor. Es ist zu beachten, dass der Lieferprozess (S20) durch die Liefereinheit 30 und der Abflachungsprozess (S30) durch die Abflachungseinheit 50, die in 3 gezeigt sind, bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 gleichzeitig ausgeführt werden können.
Zuerst bewirkt die Bestrahlungssteuereinheit 106 der Steuereinheit 100 in einem Ultraviolettbestrahlungsprozess (S41), dass die Bestrahlungseinheit 70 an der Bestrahlungsposition 210 eine Spotbestrahlung der abgeflachten Aufschlämmungsschicht 200 auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 mit Ultraviolettlicht vornimmt. Durch Regulierungen durch die Lichtreflexionselemente 72 und 74 und die Drehfeinantriebseinheiten 73 und 74 nimmt die Bestrahlungseinheit 70 an der Position, die dem Lichtreflexionselement 74 entspricht, an allen Bestrahlungspositionen 210 eine Spotbestrahlung der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 (Bereich U3) vor.
Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 100 in einem Schichtbestimmungsprozess (S42), ob die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat oder nicht. Genauer bestimmt die Steuereinheit 100 auf Basis der Bestrahlungsposition und des Drehwinkels auf der Aufschlämmungsschicht 200, ob die Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt wurde oder nicht. Alternativ kann die Steuereinheit 100 bestimmen, ob der durch die Drehantriebssteuereinheit 104 gemessene Drehwinkel 0 Grad erreicht hat oder nicht. Wenn die Steuereinheit 100 bestimmt, dass die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat, wird der Bestrahlungsprozess (S40) durch die additive Fertigungsvorrichtung 1 beendet, da die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 während einer Umdrehung des sich drehenden Körpers 10 an allen Bestrahlungspositionen 210 spotbestrahlt wurde.
Wenn die Steuereinheit 100 bestimmt, dass die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 nicht an allen Bestrahlungspositionen 210 bestrahlt hat, bewirkt die Steuereinheit 100, dass die Drehantriebssteuereinheit 104 den sich drehenden Körper dreht, bis sich die in der Drehrichtung R stromaufwärts befindliche Bestrahlungsposition 210 in den Bereich U3 bewegt, und geht die Steuereinheit 100 dann zu dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S41) über. Die Steuereinheit 100 wiederholt den Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S41) und die nachfolgenden Prozesse, bis bestimmt wird, dass die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat.
Wenn die Messposition 200a durch den Bereich U1 verläuft, während das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 ausgeführt wird, bewirkt die Liefersteuereinheit 102 der Steuereinheit 100, dass die Liefereinheit 30 die Aufschlämmung in dem Lieferprozess in 3 (S20) auf die Aufschlämmungsschicht 200 liefert. Wenn die Messposition 200a durch den Bereich U2 verläuft, während das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 ausgeführt wird, bewirkt die Steuerreinheit 100, dass die Abflachungseinheit 50 die auf die Aufschlämmungsschicht 200 gelieferte Aufschlämmung in dem Abflachungsprozess (S30) abflacht.
6A bis 6B sind Ansichten in der Richtung der Pfeile VI-VI in 1 und Draufsichten auf den sich drehenden Körper 10, wenn der Bestrahlungsprozess in 5 ausgeführt wird. 6A stellt einen Zustand dar, in dem die Bestrahlungseinheit 70 den Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S41) an der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 mehrere Male abgeschlossen hat. Wie in 6A gezeigt befindet sich eine Messposition 200a in der Aufschlämmungsschicht 200, die durch den Kopf 31 der Liefereinheit 30 geliefert und durch die Abflachungseinheit 50 abgeflacht wurde, in der Drehrichtung R stromabwärts von dem Bereich U3. Wenn die Bestrahlungsposition 210 nicht in dem Teil eingerichtet ist, der im Begriff ist, die Bestrahlungseinheit 70 zu passieren, passiert die Aufschlämmungsschicht 200 den Bereich U3, ohne durch die Bestrahlungseinheit 70 mit Ultraviolettlicht bestrahlt zu werden. Die Bestrahlungseinheit 70 bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 bestrahlt die Aufschlämmungsschicht 200 in dem Bereich U3 während einer Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht. Das von der Bestrahlungseinheit 70 ausgestrahlte Ultraviolettlicht ist durch einen Fleck wie etwa einen Bestrahlungspunkt 70a auf der Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 dargestellt. Durch das Bewegen der Position des Bestrahlungspunkts 70a in dem Bereich U3 in der Mittellinienrichtung D kann die Bestrahlungseinheit 70 Ultraviolettlicht auf alle Bestrahlungspositionen 210 in dem Bereich U3 strahlen. Auf diese Weise wird in der Mittellinienrichtung D der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 eine Schicht des Formobjekts gebildet.
6B stellt einen Zustand dar, in dem die Bestrahlungseinheit 70 alle Ultraviolettbestrahlungsprozesse (S41) an der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 abgeschlossen hat. Wie in 6B gezeigt dreht sich bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 die Bestrahlungsposition 210, an der an der Position des Bestrahlungspunkts 70a Ultraviolettlicht ausgestrahlt wird, auch nach dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S41), und befindet sie sich daher in der Drehrichtung R stromabwärts von dem Bereich U3.
Bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 wird während einer Umdrehung eine Schicht des Formobjekts, die einer Schicht entspricht, gebildet, und kann die Liefereinheit 30 daher durch den Relativbewegungsprozess (S10) und den Lieferprozess (S20) eine obere Schicht 201 der Aufschlämmung auf die Schicht des Formobjekts liefern. Aus diesem Grund wird die Aufschlämmung von dem Kopf 31 zu der inneren Umfangsfläche 11 der Aufschlämmungsschicht 200 geliefert, nachdem die Messposition 200a den Bereich Ul, der die dem Kopf 31 entsprechende Position ist, passiert hat. Auf diese Weise wird die obere Schicht 201 der Aufschlämmung von dem Bereich U1 bis zu der in der Drehrichtung R stromabwärts befindlichen Messposition 200a auf die innere Umfangsfläche der Aufschlämmungsschicht 200 geliefert. Auf diese Weise kann das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 die Aufschlämmungsschicht 200 fortlaufend bilden und die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts verbessern. Zu der Zeit, zu der die Messposition 200a erneut den Bereich U3 (die Bezugsposition) erreicht, ist alles der einen Schicht des Formobjekts gebildet. Zusammen mit dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S41), wenn die Messposition 200a den Bereich U3 (die Bezugsposition) erreicht, und den nachfolgenden Prozessen wird an der Bestrahlungsposition 210 der oberen Schicht 201 der Aufschlämmung auch eine Schicht des Formobjekts gebildet.
Als nächstes wird ein anderes spezifisches Beispiel für den Bestrahlungsprozess (S40) durch die additive Fertigungsvorrichtung 1 beschrieben werden. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Bestrahlungsprozess des additiven Fertigungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt. Ein in 7 gezeigtes additives Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 wird durch die Steuereinheit 100 ausgeführt, wenn sich die Bestrahlungsposition 210 der Aufschlämmungsschicht 200, die in dem in 3 gezeigten Abflachungsprozess (S30) abgeflacht wurde, dreht und zu dem Bereich U3 bewegt. Nachdem sich die Bestrahlungsposition 210 gedreht und zu dem Bereich U3 bewegt hat, hält die Steuereinheit 100 die Drehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 an und sie geht dann zu den einzelnen Prozessen bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 über.
Bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 verändert die Bestrahlungseinheit 70 die Position des Ultraviolettlichtbestrahlungspunkts 70a mit jeder Umdrehung des sich drehenden Körpers 10 entlang der Mittellinienrichtung D der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10. Die Bestrahlungseinheit 70 nimmt die Steuerung auf eine solche Weise vor, dass verhindert wird, dass sich die Position des Bestrahlungspunkts 70a während einer Drehung des sich drehenden Körpers 10 in der Mittellinienrichtung D bewegt. Dies gestattet, dass die Bestrahlungseinheit 70 den Bestrahlungspunkt auf eine solche Weise überstreicht, dass sie an der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 70 einen Kreis um die Mittelachse des sich drehenden Körpers 10 beschreibt, während sich der sich drehende Körper 10 dreht. Daher kann die Bestrahlungseinheit 70 unter Verwendung der Spotbestrahlung und der Drehung des sich drehenden Körpers eine Linienbestrahlung in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers ausführen. Wenn mehrere Bestrahlungspositionen 210 entlang der Mittellinienrichtung D an Positionen des Bereichs U3 der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 festgelegt sind, bewegt die Bestrahlungseinheit 70 die Position des Bestrahlungspunkts 70a jedes Mal, wenn die Drehantriebseinheit 20 den sich drehenden Körper 10 zur Ausführung einer Umdrehung bringt, in der Mittellinienrichtung D und nimmt sie an der Bestrahlungsposition 210 eine Spotbestrahlung der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 mit Ultraviolettlicht vor. Es ist zu beachten, dass sich das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 darin von dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 unterscheidet, dass der in 3 gezeigte Lieferprozess (S20) durch die Liefereinheit und der Abflachungsprozess (S30) durch die Abflachungseinheit 50 nicht gleichzeitig ausgeführt werden.
Zuerst bewirkt die Bestrahlungssteuereinheit 106 der Steuereinheit 100 in einem Bestrahlungsregulierungsprozess (S44), dass die Bestrahlungseinheit 70 die Bestrahlungsposition 210 in der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 auf Basis von dreidimensionalen CAD-Daten des Formobjekts, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, erkennt. Die Bestrahlungseinheit 70 fixiert die Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D auf Basis der Bestrahlungsposition 210 auf der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200.
Als nächstes bewirkt die Bestrahlungssteuereinheit 106 der Steuereinheit 100 in einem Ultraviolettbestrahlungsprozess (S45), dass die Bestrahlungseinheit 70 die abgeflachte Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 an der Bestrahlungsposition 210 mit Ultraviolettlicht spotbestrahlt. Die Bestrahlungseinheit 70 nimmt die Spotbestrahlung an der mit der festen Position des Bestrahlungspunkts 70a übereinstimmenden Bestrahlungsposition 210 in dem Bereich U3 vor. Das heißt, bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 nimmt die Bestrahlungseinheit 70 auch bei Vorhandensein anderer Bestrahlungspositionen 210 an anderen Positionen als dem Bestrahlungspunkt 70a in der Mittellinienrichtung D des Bereichs U3 keine Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht an der Bestrahlungsposition 210 vor.
Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 100 in einem Umfangsrichtungsbestimmungsprozess (S46), ob die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 in der Drehrichtung R an der festen Position des Bestrahlungspunkts 70a der Bestrahlungsposition 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat. In dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S45) bestimmt die Steuereinheit 100, ob irgendeine Bestrahlungsposition 210, an der die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 210 in der stromaufwärts gerichteten Richtung der Drehrichtung R von der Bestrahlungsposition 210, an der das Ultraviolettlicht von der Bestrahlungseinheit 70 ausgestrahlt wird, nicht durch die Bestrahlungseinheit 70 mit Ultraviolettlicht bestrahlt wurde, vorhanden ist oder nicht.
Wenn in dem Umfangsrichtungsbestimmungsprozess (S46) bestimmt wird, dass die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an der festen Position des Bestrahlungspunkts 70a der Bestrahlungsposition 210 nicht an allen Bestrahlungspositionen 10 in der Drehrichtung R mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat, geht die Steuereinheit zu einem ersten Drehprozess (S47) über. Die Steuereinheit 100 bewirkt in dem ersten Drehprozess (S47), dass die Drehantriebseinheit 20 den sich drehenden Körper 10 dreht. Die Drehantriebssteuereinheit 104 bewirkt, dass sich der sich drehende Körper 10 dreht, bis sich die in der Drehrichtung R stromabwärts befindliche Bestrahlungsposition 210 zu dem Bestrahlungspunkt 70a in dem Bereich U3 bewegt. Wenn der erste Drehprozess (S47) endet, geht die Steuereinheit 100 zu dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S45) über. Die Steuereinheit 100 wiederholt den Ultraviolettbestrahlungsprozess (S45) und die nachfolgenden Prozesse, bis die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 in der Drehrichtung R an der festen Position des Bestrahlungspunkts 70a der Bestrahlungsposition 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat.
Wenn in dem Umfangsrichtungsbestimmungsprozess (S46) bestimmt wird, dass die Bestrahlungseinheit 70 Ultraviolettlicht auf alle Bestrahlungspositionen 210 in der Drehrichtung R gestrahlt hat, geht die Steuereinheit 100 zu einem Mittellinienrichtungsbestimmungsprozess (S48) über. In dem Mittellinienrichtungsbestimmungsprozess (S48) bestimmt die Steuereinheit 100, ob die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 in der Mittellinienrichtung D an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat oder nicht. Die Steuereinheit 100 bestimmt in dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S45) zum Beispiel auf Basis von dreidimensionalen CAD-Daten des Formobjekts, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, ob die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat.
Wenn in dem Mittellinienrichtungsbestimmungsprozess (S48) bestimmt wird, dass die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 nicht an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat, geht die Steuereinheit 100 zu einem zweiten Drehprozess (S49) über. In dem zweiten Drehprozess (S49) bewirkt die Steuereinheit 100, dass die Drehantriebseinheit 20 den sich drehenden Körper 10 dreht. Die Drehantriebssteuereinheit 104 dreht den sich drehenden Körper 10, bis sich die in der Drehrichtung R stromaufwärts gelegene Bestrahlungsposition 210 in den Bereich U3 bewegt. Wenn der zweite Drehprozess (S49) endet, geht die Steuereinheit 100 zu dem Bestrahlungsregulierungsprozess (S44) über. Die Steuereinheit 100 bewegt die Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D und fixiert die Position. Die Steuereinheit 100 wiederholt den Bestrahlungsregulierungsprozess (S44) und die nachfolgenden Prozesse, bis die Bestrahlungseinheit 70 die Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat.
Wenn in dem Mittellinienrichtungsbestimmungsprozess (S48) bestimmt wird, dass die Bestrahlungseinheit 70 die eine Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt hat, beendet die Steuereinheit 100 den Bestrahlungsprozess (S40) .
8A bis 8D sind Ansichten in der Richtung der Pfeile VIII-VIII in 1 und Draufsichten auf den sich drehenden Körper, wenn der Bestrahlungsprozess in 7 ausgeführt wird. 8A stellt einen Zustand dar, in dem die Bestrahlungseinheit 70 den Umfangsrichtungsbestimmungsprozess (S46) an der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 mehrere Male ausgeführt hat und den Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S45) mehrere Male über den ersten Drehprozess (S47) ausgeführt hat. Wie in 8A gezeigt ist das von der Bestrahlungseinheit 70 ausgestrahlte Ultraviolettlicht durch einen Fleck wie etwa einen Bestrahlungspunkt 70a auf der Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 dargestellt. Durch den Bestrahlungsregulierungsprozess (S44), der durch die Steuereinheit 100 ausgeführt wird, bewegt sich die Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D. Die Aufschlämmungsschicht, die durch den Kopf 31 der Liefereinheit 30 geliefert wurde, durch die Abflachungseinheit 50 abgeflacht wurde, und den Bereich U3 erreicht, wird an jener Bestrahlungsposition 210 unter den Bestrahlungspositionen 210 der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 210, die mit der festen Position des Bestrahlungspunkts 70a ausgerichtet ist, mit Ultraviolettlicht spotbestrahlt. Die Bestrahlungseinheit 70 bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 bestrahlt die Aufschlämmungsschicht 200 in dem Bereich U3 an der Bestrahlungsposition 210, die in der Mittellinienrichtung D mit der festen Position des Bestrahlungspunkts 70a ausgerichtet ist, mit Ultraviolettlicht.
8B stellt einen Zustand dar, in dem die Bestrahlungseinheit 70 nach 8A erneut mehrere Male einen Umfangsrichtungsbestimmungsprozess (S46) an der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 ausführt, und ein Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S45) mehrere Male über einen ersten Drehprozess (S47) ausgeführt wird. Da sich die Bestrahlungsposition 210, an der an der Position des Bestrahlungspunkts 70A Ultraviolettlicht ausgestrahlt wird, bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 wie in 8B gezeigt durch den ersten Drehprozess (S47), der nach dem Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S41) ausgeführt wird, dreht, befindet sie sich in der Drehrichtung R stromabwärts von dem Bereich U3. Bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 fixiert die Bestrahlungssteuereinheit 106 die Position des Bestrahlungspunkts 70a während einer Umdrehung des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20 in der Mittellinienrichtung D. Aus diesem Grund befindet sich die Bestrahlungseinheit 70 durch Wiederholen dieser Prozesse in einem Zustand, in dem sie Ultraviolettlicht an der Position in der Mittellinienrichtung D auf alle Bestrahlungspositionen 210 in der Drehrichtung R ausgestrahlt hat. Da die Bestrahlungseinheit 70 daher die Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D nicht gemäß dem Winkel, in dem die Drehantriebseinheit 20 den sich drehenden Körper 10 dreht, ändern muss, kann das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts verbessern.
Zu der Zeit, zu der die Bestrahlungseinheit 70 Ultraviolettlicht auf alle Bestrahlungspositionen 210 gestrahlt hat, bewirkt die erste Antriebssteuereinheit 108, dass die erste Antriebseinheit 40 einen relativen Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 und der Liefereinheit 30 reguliert. Zu der Zeit, zu der die Bestrahlungseinheit 70 Ultraviolettlicht auf alle Bestrahlungspositionen 210 gestrahlt hat, bewirkt die zweite Antriebssteuereinheit 110, dass die zweite Antriebseinheit 60 einen relativen Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 und der Abflachungseinheit 50 reguliert. Auf diese Weise können nach der Bildung von Schichten von Formobjekten auf der Aufschlämmungsschicht 200 auch fortlaufend Schichten von Formobjekten auf oberen Schichten der Aufschlämmungsschicht 200 gebildet werden, wodurch das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 die Herstellungsgeschwindigkeit des Formobjekts verbessern kann.
8C stellt einen Zustand dar, in dem die Bestrahlungseinheit 70 nach 8B erneut mehrere Male den Mittellinienrichtungsbestimmungsprozess (S48), mehrere Male den Umfangsrichtungsbestimmungsprozess (S46) und mehrere Male den Ultraviolettlichtbestrahlungsprozess (S45) an einer Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 vornimmt. Bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 wird wie in 8C gezeigt die Position des Bestrahlungspunkts 70a entlang der Mittellinienrichtung D bewegt und nach dem Mittellinienrichtungsbestimmungsprozess (S48) in dem Bestrahlungsregulierungsprozess (S44) fixiert. Dadurch ist es möglich, die feste Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D mit der Bestrahlungsposition auszurichten.
8D stellt einen Zustand dar, in dem die Bestrahlungseinheit 70 alle Ultraviolettlichtbestrahlungsprozesse (S45) an der einen Schicht der Aufschlämmungsschicht 200 abgeschlossen hat. Wie in 8D gezeigt liefert die Liefereinheit 30 die obere Schicht der Aufschlämmung nicht auf die innere Umfangsfläche der Aufschlämmungsschicht 200, bis die Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt ist. Wenn die Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt ist, kann die Liefereinheit 30 mit dem Bilden der oberen Schicht der Aufschlämmung beginnen, auch wenn die Messposition 200a der Aufschlämmungsschicht 200 den Bereich U1 in der radialen Richtung C des Kopfs 31 auswärts nicht erreicht hat.
Wie bis hier beschrieben ist es nach der additiven Fertigungsvorrichtung 1 und dem additiven Fertigungsverfahren MT der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Geschwindigkeit der Herstellung des Formobjekts zu verbessern. Darüber hinaus wird die Aufschlämmung dann, wenn sich der sich drehende Körper 10 dreht, auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 durch eine Zentrifugalkraft in der radialen Richtung C auswärts gepresst. Aus diesem Grund können die additive Fertigungsvorrichtung 1 und das additive Fertigungsverfahren MT verhindern, dass die Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers 10 von der inneren Umfangsfläche 11 getrennt wird.
Darüber hinaus brauchen sich die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 nicht in der Drehrichtung R zu bewegen, da die Drehantriebseinheit 20 bewirkt, dass sich die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 in Bezug auf die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 in der Drehrichtung R dreht. Aus diesem Grund können die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 Prozesse ausführen, ohne auf den Abschluss der Bewegung jeder Komponente zu warten, und können sie dadurch fortlaufend Schichten des Formobjekts bilden.
Die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 können durch die erste Antriebseinheit 40 und die zweite Antriebseinheit 60 in Bezug auf den sich drehenden Körper 10 bewegt werden, ohne auf den Abschluss eines Prozesses jeder Komponente zu warten. Dies gestattet der additiven Fertigungsvorrichtung 1 und dem additiven Fertigungsverfahren MT1, die Wartezeit auf den Abschluss der Bewegung oder Bearbeitung jeder Komponente zu verkürzen.
Nach dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 wird die Bildung einer Schicht des Formobjekts abgeschlossen, während die Drehantriebseinheit 20 bewirkt, dass der sich drehende Körper 10 eine Umdrehung von der Bestrahlungsposition 210 für die Bestrahlung mit Ultraviolettlicht durch die Bestrahlungseinheit 70 vornimmt. Daher kann das additive Fertigungsverfahrensbeispiel ST1 die jeweiligen Prozesse durch die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 fortlaufend ausführen.
Nach dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 braucht die Bestrahlungseinheit 70 die Position des Bestrahlungspunkts 70a des sich drehenden Körpers 10 in der Mittellinienrichtung D der inneren Umfangsfläche 11 nicht zu verändern, während der sich drehende Körper 10 nach dem Beginn der Bestrahlung mit Ultraviolettlicht eine Umdrehung vornimmt. Daher ist es bei dem additiven Fertigungsverfahrensbeispiel ST2 möglich, die Zeit, die benötigt wird, um die Position des Bestrahlungspunkts 70a durch die Bestrahlungseinheit 70 zu verändern, zu verringern. Während die Bestrahlungseinheit 70 die Ausstrahlung von Ultraviolettlicht unter Veränderung der Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D mit jeder Umdrehung des sich drehenden Körpers 10 vornimmt, kann die erste Antriebseinheit 40 den relativen Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 und der Liefereinheit 30 regulieren. Während die Bestrahlungseinheit 70 die Ausstrahlung von Ultraviolettlicht unter Veränderung der Position des Bestrahlungspunkts 70a in der Mittellinienrichtung D mit jeder Umdrehung des sich drehenden Körpers 10 vornimmt, kann die zweite Antriebseinheit 60 den relativen Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 und der Abflachungseinheit 50 regulieren. Wenn die Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht bestrahlt wurde, kann die Liefereinheit auch dann mit der Bildung der oberen Schicht der Aufschlämmung beginnen, wenn die Messposition 200a der Aufschlämmungsschicht 200 den Bereich Ul, der die dem Kopf 31 entsprechende Position ist, nicht erreicht hat.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine additive Fertigungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben werden und wird auf eine doppelte Beschreibung verzichtet werden. Die additive Fertigungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der additiven Fertigungsvorrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform darin, dass sie mit einer Düse versehen ist, während der Rest des Aufbaus gleich ist.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die additive Fertigungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform darstellt. In 9 wurde auf Beschreibungen der Liefereinheit 30, der Abflachungseinheit 50 und der Bestrahlungseinheit 70 verzichtet. Wie in 9 gezeigt ist die additive Fertigungsvorrichtung 1A mit dem sich drehenden Körper 10, der Drehantriebseinheit 20, einer Düse 81 und der Steuervorrichtung 100A versehen. Die Düse 81 liefert eine Flüssigkeit oder ein Gas zu der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10. Die Flüssigkeit oder das Gas, die oder das von der Düse 81 geliefert wird, ist zum Beispiel eine Reinigungsflüssigkeit. Bestimmte Beispiele für die Reinigungsflüssigkeit beinhalten ein organisches Lösemittel wie etwa Ethanol, Methanol, Aceton, Isobutylalkohol, Toluol oder Xylol, oder ein Acrylmomomer oder Epoxidmonomer, das einen Polymerisationshemmer enthält. Die Düse 8 liefert die Reinigungsflüssigkeit zu der Aufschlämmungsschicht 200 oder einem Formobjekt, die oder das auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 gebildet wurde, damit durch die additive Fertigungsvorrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform eine Reinigung erfolgt.
Die Düse 81 ist zum Beispiel an ein Reinigungsrohr 82 und eine Reinigungspumpe 83 angeschlossen. Die Reinigungsflüssigkeit wird durch die Reinigungspumpe 83 über das Reinigungsrohr 82 zu der Reinigungsdüse 81 geliefert. Die Reinigungsdüse 81 ist zum Beispiel näher an der Drehachse M als die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 11 angeordnet und erstreckt sich entlang der Drehachse M. Da die innere Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 die Position, die der Düse 81 entspricht, passiert, während sich der sich drehende Körper 10 dreht, kann die Düse 81 die Reinigungsflüssigkeit 81 dadurch an einer beliebigen Position der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 liefern. Die Menge der Reinigungsflüssigkeit, die von der Düse 81 geliefert wird, wird auf Basis einer Länge von der linken Endfläche 12 zu der rechten Endfläche 13 in der Mittellinienrichtung D, einer Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 10 oder einer Form des Formobjekts oder dergleichen bestimmt. Es können zwei oder mehr Düsen 81, Reinigungsrohre 82 oder Reinigungspumpen 83 bereitgestellt sein. Überdies können die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 nach dem Bilden des Formobjekts aus dem Inneren des sich drehenden Körpers 10 gezogen werden und kann dann die Düse 81 in dem sich drehenden Körper 10 angeordnet werden.
Die Steuereinheit 100A ist kommunikationsfähig mit der Drehantriebseinheit 20A und der Düse 81 verbunden. Die Steuereinheit 100A kann den gleichen Hardwareaufbau wie jenen der Steuereinheit 100 aufweisen. Die Steuereinheit 100A weist eine Drehantriebssteuereinheit 104A und eine Reinigungssteuereinheit 112 auf. Die Drehantriebssteuereinheit 104A steuert die Drehrichtung R, die Umdrehungsgeschwindigkeit, die Anzahl der Umdrehungen, den Drehstart, die Drehzeit und den Drehstopp des sich drehenden Körpers 10 durch die Drehantriebseinheit 20. Die Reinigungssteuereinheit 112 steuert die Liefermenge, die Liefergeschwindigkeit, die Lieferzeit, und den Sprühbereich oder dergleichen der Reinigungsflüssigkeit durch die Düse 81.
Nachstehend wird ein Schritt der Reinigung eines Formobjekts durch die additive Fertigungsvorrichtung 1A beschrieben werden. Die Drehantriebssteuereinheit 104A bewirkt, dass die Drehantriebseinheit 20 den sich drehenden Körper 10 in die Drehrichtung R drehend antreibt. Als nächstes bewirkt die Reinigungssteuereinheit 112 der Steuereinheit 100, dass die Düse 81 die Reinigungsflüssigkeit zu der Aufschlämmungsschicht 200 und dem Formobjekt auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 liefert. Da die ungehärtete Aufschlämmung eine höhere Fließfähigkeit als das Formobjekt aufweist, wird die ungehärtete Aufschlämmung durch die gelieferte Reinigungsflüssigkeit von dem Formobjekt getrennt. Darüber hinaus wird bei der Drehung des sich drehenden Körpers eine Zentrifugalkraft auf die ungehärtete Aufschlämmung ausgeübt, nimmt deren Fließfähigkeit weiter zu, und wird die ungehärtete Aufschlämmung noch leichter von dem Formobjekt getrennt. Darüber hinaus erleichtert die Zentrifugalkraft bei einer Drehung des sich drehenden Körpers 10 auch bei einer komplizierten Form des Formobjekts, dass die gelieferte Reinigungsflüssigkeit leichter in kleine Teile eindringt, wodurch die Arbeitszeit in einem Schritt der Reinigung des Formobjekts verringert wird. Auf diese Weise kann die additive Fertigungsvorrichtung 1A die ungehärtete Aufschlämmung leicht von der Oberfläche des Formobjekts trennen und das Formobjekt entnehmen.
Abwandlungen
Bis hier wurden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, doch können ohne Beschränkung auf die oben genannten beispielhaften Ausführungsformen verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die Aufschlämmung nach der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein lichthärtendes Harz enthalten. In diesem Fall strahlt die Bestrahlungseinheit 70 Licht aus.
Die Liefereinheiten 30, die Abflachungseinheiten 50, die erste Antriebseinheit 40, die zweite Antriebseinheit 60 und die Bestrahlungseinheit 70 nach der ersten Ausführungsform können mehrfach bereitgestellt sein. In diesem Fall ist ein aus der Liefereinheit 30, der Abflachungseinheit 50, der ersten Antriebseinheit 40, der zweiten Antriebseinheit 60 und der Bestrahlungseinheit 70 bestehender Bestrahlungssatz als ein Satz entlang der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 bereitgestellt. Bei der ersten Ausführungsform können die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 auf eine solche Weise angeordnet sein, dass der Abstand von der Liefereinheit 30 zu der Bestrahlungseinheit 70 umso kürzer wird, je höher die Fließfähigkeit der Aufschlämmung ist. Bei der ersten Ausführungsform können die Liefereinheit 30, die Abflachungseinheit 50 und die Bestrahlungseinheit 70 unter der Drehachse M bereitgestellt sein. In diesem Fall kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 verhindern, dass wenigstens jener Teil der gelieferten Aufschlämmung, der zu dem Formobjekt wird, aufgrund der Schwerkraft von der inneren Umfangsfläche 11 getrennt wird.
Der sich drehende Körper 10 nach der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform braucht nicht zylinderförmig zu sein. In diesem Fall kann der sich drehende Körper 10 ein viereckiges Prisma oder dergleichen sein. Unabhängig von der Außenform braucht der sich drehende Körper 10 lediglich einen Raum 15 aufzuweisen, der durch die innere Umfangsfläche 11 im Inneren des sich drehenden Körpers 10 definiert wird. An der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 nach der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform kann eine Bühne mit einer oberen Fläche, auf die die Aufschlämmung geliefert wird, bereitgestellt sein. Die additive Fertigungsvorrichtung 1 kann mit mehreren Bühnen versehen sein. In diesem Fall kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 auf jeder Bühne ein Formobjekt bilden. Die obere Fläche der Bühne kann flach sein. In diesem Fall sind die Abstände in der radialen Richtung C zwischen der oberen Fläche der Bühne und der Liefereinheit 30, der Abflachungseinheit 50 und der Bestrahlungseinheit 70 unterschiedliche Abstände. Aus diesem Grund kann die Liefereinheit 30 die Liefergeschwindigkeit und die Liefermenge der Aufschlämmung je nach den Abständen verändern. Die Abflachungseinheit 50 kann die Länge in der radialen Richtung C des Endabschnitts in Kontakt mit der flachen Fläche der Bühne je nach der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Drehwinkel des sich drehenden Körpers 10 verändern. Die Bestrahlungseinheit 70 kann die Schichtbildungs-Höhenposition je nach der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Drehwinkel des sich drehenden Körpers 10 verändern.
Der Kopf 31 der Liefereinheit 30 der ersten Ausführungsform kann auf eine solche Weise von der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 getrennt sein, dass er eine Höhe aufweist, die durch Addieren der Dicke der Aufschlämmungsschicht 200 zu der Schichtbildungs-Höhenposition erhalten wird.
Darüber hinaus müssen die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 bei der additiven Fertigungsvorrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform dann, wenn das Liefern und Abflachen einer ersten Schicht der Aufschlämmung und das Liefern und Abflachen einer zweiten Schicht der Aufschlämmung zeitlich nacheinander durchgeführt werden, zu dem Zeitpunkt des Beginns des Lieferns und Abflachens der zweiten Aufschlämmungsschicht um eine Schicht in die Richtung von dem sich drehenden Körper 10 weg bewegt werden. Doch für die Bewegung der Liefereinheit 30 und der Abflachungseinheit 50 ist Zeit nötig, egal wie kurz sie auch sein mag, und daher besteht die Möglichkeit, dass das Liefern und das Abflachen der zweiten Schicht der Aufschlämmung abhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 10 nicht zu dem beabsichtigten Zeitpunkt begonnen werden kann. Aus diesem Grund kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 die Steuerung auf eine solche Weise vornehmen, dass die Drehung des sich drehenden Körpers 10 zu dem Zeitpunkt des Beginnens des Lieferns und des Abflachens der zweiten Schicht der Aufschlämmung angehalten wird, die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 um eine Schicht in die Richtung von dem sich drehenden Körper 10 oder 10A weg bewegt werden, und dann die Drehung des sich drehenden Körpers 10 wieder aufgenommen wird.
Alternativ kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 zwei parallel angeordnete Sätze aus einer Liefereinheit 30 und einer Abflachungseinheit 50 aufweisen. Zum Beispiel kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 eine Liefereinheit 30 und eine Abflachungseinheit 50 an einer stromaufwärts gelegenen Seite und eine Liefereinheit 30 und eine Abflachungseinheit 50 an einer stromabwärts gelegenen Seite aufweisen. Durch das Bewegen der beiden Sätze aus einer Liefereinheit 30 und einer Abflachungseinheit 50 zu unterschiedlichen Zeitpunkten beginnt die additive Fertigungsvorrichtung 1 das Liefern und das Abflachen der zweiten Schicht der Aufschlämmung zu dem beabsichtigten Zeitpunkt. Genauer sind die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit an der stromaufwärts gelegenen Seite so angeordnet, dass ihre Endabschnitte die Höhenposition der oberen Schicht 201 (der zweiten Schicht) der Aufschlämmung einnehmen, und sind die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 an der stromabwärts gelegenen Seite so angeordnet, dass ihre Endabschnitte die Höhenposition der Schicht 200 (der unteren Schicht) der Aufschlämmung einnehmen. In diesem Fall wird die Aufschlämmung, die durch die Liefereinheit 30 an der stromaufwärts gelegenen Seite auf die erste Schicht geliefert wird, durch die Abflachungseinheit 50 an der stromaufwärts gelegenen Seite abgeflacht, um die zweite Schicht zu werden. Unter Ausnutzen der Zeit, bis die Aufschlämmung, die die zweite Schicht wird, die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 an der stromabwärts gelegenen Seite erreicht, können sich die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 an der stromabwärts gelegenen Seite in eine Richtung von dem sich drehenden Körper 10 weg bewegen. Auf diese Weise kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 das Liefern und das Abflachen der zweiten Schicht der Aufschlämmung zu dem beabsichtigen Zeitpunkt durchführen.
Alternativ können die Liefereinheit 30 und die Abflachungseinheit 50 so ausgebildet sein, dass sie in der Drehrichtung R des sich drehenden Körpers 10 beweglich sind. In diesem Fall kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 eine relative Geschwindigkeit in der Drehrichtung R zwischen der Liefereinheit 30 und der Abflachungseinheit 30 und dem sich drehenden Körper 10 regulieren. Dadurch kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 die Drehung des sich drehenden Körpers 10 zum Zeitpunkt des Beginns des Lieferns und Abflachens der zweiten Schicht der Aufschlämmung von der Liefereinheit 30 und der Abflachungseinheit 50 her gesehen relativ anhalten. Auf diese Weise kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 eine zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt des Abschlusses der Bewegung für das Abflachen durch die Abflachungseinheit 50 und dem Zeitpunkt des Beginns des Lieferns und Abflachens der zweiten Schicht der Aufschlämmung beseitigen.
Die Bestrahlungseinheit 70 nach der ersten Ausführungsform braucht nicht mit den Lichtreflexionselementen 72 und 74 versehen zu sein. Das heißt, die Bestrahlungseinheit 70 verfügt möglicherweise nicht über die Funktion des Änderns der Position des Bestrahlungspunkts 70a und kann die Aufschlämmungsschicht 200 möglicherweise direkt mit Ultraviolettlicht, das von der optischen Einheit 71 ausgestrahlt wird, bestrahlen. In diesem Fall kann die additive Fertigungsvorrichtung 1 einen Bewegungsmechanismus aufweisen, um die optische Einheit 71 der Bestrahlungseinheit 70 zu bewegen. Zum Beispiel weist die additive Fertigungsvorrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform einen Bewegungsmechanismus auf, um die Bestrahlungseinheit 70 in der Mittellinienrichtung D zu bewegen. Dieser Bewegungsmechanismus gestattet der Bestrahlungseinheit 70, die Aufschlämmungsschicht 200 an allen Bestrahlungspositionen 210 mit Ultraviolettlicht zu bestrahlen.
Der sich drehende Körper 10 nach der zweiten Ausführungsform kann mit einem Speicherbehälter versehen sein, der die ungehärtete Aufschlämmung, die Flüssigkeit oder das Gas, die oder das von der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 abgegeben wird, speichert. Der Speicherbehälter kann so ausgebildet sein, dass er sich zusammen mit dem sich drehenden Körper 10 dreht, oder kann so ausgebildet sein, dass er auf eine solche Weise fixiert ist, dass er der linken Endfläche 12 und der rechten Endfläche 13 näher kommt. Die in dem Speicherbehälter gespeicherte ungehärtete Aufschlämmung wird wiederverwendet. Die Flüssigkeit oder das Gas, die oder das in dem Speicherbehälter gesammelt ist, wird entsorgt. Die ungehärtete Aufschlämmung und die Flüssigkeit oder das Gas können in getrennten Lagerbehältern gesammelt werden. Der sich drehende Körper 10 nach der zweiten Ausführungsform kann sich in eine zu der Drehrichtung R entgegengesetzte Richtung drehen. Die Düse 81 nach der zweiten Ausführungsform kann sich in Bezug auf den sich drehenden Körper 10 relativ in die Drehrichtung R oder in eine zu der Drehrichtung R entgegengesetzte Richtung drehen. Die Düse 81 nach der zweiten Ausführungsform kann die Aufschlämmung durch Ansaugen der Aufschlämmung auf der inneren Umfangsfläche 11 des sich drehenden Körpers 10 von dem Formobjekt trennen.
Bezugszeichenliste

1, 1A: additive Fertigungsvorrichtung,
10: sich drehender Körper,
11: innere Umfangsfläche,
20: Drehantriebseinheit,
30: Liefereinheit,
40: erste Antriebseinheit,
50: Abflachungseinheit,
60: zweite Antriebseinheit,
70: Bestrahlungseinheit,
70a: Bestrahlungspunkt,
81: Düse,
100, 100A: Steuereinheit,
210: Bestrahlungsposition,
C: radiale Richtung,
M: Drehachse,
MT: additives Fertigungsverfahren, R...Drehrichtung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019067294 [0001]

Claims

Additive Fertigungsvorrichtung, die ein Formobjekt Schicht für Schicht bildet, umfassend einen sich drehenden Körper, der in seinem Inneren einen Raum, welcher durch eine innere Umfangsfläche definiert ist, und eine Drehachse, die sich in einer Richtung entlang einer Mittellinie der inneren Umfangsfläche erstreckt, aufweist; eine Drehantriebseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie bewirkt, dass sich der sich drehende Körper um die Drehachse dreht; eine Liefereinheit, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist und so ausgebildet ist, dass sie während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit eine Aufschlämmung, die ein durch Ultraviolettlicht härtbares Harz enthält, zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers liefert; eine erste Antriebseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie bewirkt, dass sich die Liefereinheit in eine radiale Richtung des sich drehenden Körpers bewegt; eine Abflachungseinheit, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist, sich in einer Drehrichtung des sich drehenden Körpers stromabwärts von der Liefereinheit befindet, und so ausgebildet ist, dass sie die zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers gelieferte Aufschlämmung während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit an ihrem Endabschnitt zu der Dicke einer Schicht abflacht; eine zweite Antriebseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie bewirkt, dass sich die Abflachungseinheit entlang der radialen Richtung des sich drehenden Körpers bewegt; und eine Bestrahlungseinheit, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist, sich in der Drehrichtung des sich drehenden Körpers stromabwärts von der Abflachungseinheit befindet, und so ausgebildet ist, dass sie während der Drehung des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit an einer Bestrahlungsposition, die auf Basis einer Form des Formobjekts bestimmt ist, eine Spotbestrahlung mit Ultraviolettlicht vornimmt.
Additive Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestrahlungseinheit die Bestrahlung, die einer Schicht des Formobjekts entspricht, nach dem Beginn der Bestrahlung mit Ultraviolettlicht auf Basis einer Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit und der Bestrahlungsposition abschließt, bis der sich drehende Körper eine Umdrehung vornimmt.
Additive Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestrahlungseinheit eine Ultraviolettlichtbestrahlungsposition auf Basis einer Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers durch die Drehantriebseinheit und der Bestrahlungsposition mit jeder Umdrehung des sich drehenden Körpers entlang der Mittellinie der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers verändert und die Bestrahlung, die einer Schicht des Formobjekts entspricht, abschließt.
Additive Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Düse, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist und so ausgebildet ist, dass sie eine Flüssigkeit oder ein Gas zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers liefert.
Additive Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Düse, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist und so ausgebildet ist, dass sie eine Flüssigkeit oder ein Gas zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers liefert.
Additive Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Düse, die im Inneren des sich drehenden Körpers bereitgestellt ist und so ausgebildet ist, dass sie eine Flüssigkeit oder ein Gas zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers liefert.
Additives Fertigungsverfahren, das ein Formobjekt Schicht für Schicht bildet, umfassend das Bewirken, dass sich ein sich drehender Körper, der in seinem Inneren einen Raum, welcher durch eine innere Umfangsfläche definiert ist, und eine Drehachse, die sich in einer Richtung entlang einer Mittellinie der inneren Umfangsfläche erstreckt, aufweist, um die Drehachse dreht; das Liefern einer Aufschlämmung, die ein durch Ultraviolettlicht härtbares Harz enthält, während der Drehung des sich drehenden Körpers zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers; das Abflachen der Aufschlämmung, die bei dem Liefern zu der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers geliefert wurde, während der Drehung des sich drehenden Körpers zu einer Dicke einer Schicht; und das Spotbestrahlen der Aufschlämmung, die bei dem Abflachen an der inneren Umfangsfläche des sich drehenden Körpers abgeflacht wurde, während der Drehung des sich drehenden Körpers an einer Bestrahlungsposition, die auf Basis einer Form des Formobjekts bestimmt ist, mit Ultraviolettlicht.