DE112019003725T5

DE112019003725T5 - Additive Herstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003725T5
Application number: DE112019003725.0T
Authority: DE
Inventors: Kei Higashi; Kazuhiro Yoshida; Chikara Kurimura; Takanao KOMAKI
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-04-08
Also published as: CN112351848B; US20210268588A1; KR20210011421A; JP7199173B2; WO2020022172A1; US11969793B2; KR102442745B1; JP2020015931A; CN112351848A

Abstract

Eine additive Herstellungsvorrichtung umfasst eine untere Düse (21), die Inertgas in einer horizontalen Richtung durch einen unteren Öffnungsabschnitt (33A), der in einem unteren Teil einer ersten Seitenwand (33) gebildet ist, die die Kammer (11) bildet, in eine Kammer (11) ausbläst, und eine obere Düse (24), die das Inertgas durch einen oberen Öffnungsabschnitt (33B), der in einem oberen Teil der ersten Seitenwand (33) gebildet ist, in die Kammer ausbläst, wobei die obere Düse (24) eine Fensterdüse (48), die das Inertgas entlang einer Innenfläche (32Aa) eines Fensterabschnitts (32A) einer Deckplatte (32) ausbläst, die die Kammer (11) bildet, und eine schräge Düse (51), die das Inertgas schräg abwärts von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand (33) ausbläst, enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine additive Herstellungsvorrichtung.
Es wird Priorität der am 23. Juli 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-137916 beansprucht, deren Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wird.
Stand der Technik
Eine additive Herstellungsvorrichtung wird verwendet, um ein Metallmaterialpulver durch Laserlicht zu schmelzen und zu sintern (siehe beispielsweise PTL 1).
Eine solche additive Herstellungsvorrichtung enthält eine Kammer, eine Inertgas-Zufuhreinheit, eine Inertgas-Ansaugeinheit, eine Plattform, einen Wiederbeschichter, eine Hebeeinheit und eine Laserlicht-Bestrahlungseinheit.
Die Inertgas-Zufuhreinheit führt ein Inertgas in die Kammer. Die Inertgas-Ansaugeinheit saugt das Inertgas an und entfernt Rauch.
Ein Pulverbett, auf dem eine Metallpulverschicht laminiert ist, wird auf einer oberen Fläche der Plattform gebildet. Der Wiederbeschichter führt einer oberen Flächenseite der Plattform ein Metallpulver zu, um die Metallpulverschicht zu bilden. Zum Zeitpunkt des Herstellens eines hergestellten Produkts bewegt die Hebeeinheit die Plattform nach unten. Die Laserlicht-Bestrahlungseinheit bestrahlt die Metallpulverschicht mit dem Laserlicht, um ein gefertigtes Teil zu fertigen.
Zitatliste
Patentliteratur
[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2018-3148
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Unter dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Produktivität des hergestellten Produkts ist es hier erforderlich, einen Laserbestrahlungsbereich zu vergrößern, eine Laserbetriebsgeschwindigkeit zu erhöhen oder die Schmelz- und Sintermengen zu erhöhen, um ein Herstellungsvolumen pro Zeiteinheit zu erhöhen. Mit zunehmendem Herstellungsvolumen pro Zeiteinheit steigt jedoch auch die Menge des erzeugten Rauchs. Daher kann der Rauch nicht ausreichend entfernt werden und Gase, die den Rauch beinhalten, verbleiben in der Kammer, so dass eine Möglichkeit besteht, dass die Restgase, die den Rauch beinhalten, das von der Laserlicht-Bestrahlungseinheit bestrahlte Laserlicht stören können.
Infolgedessen kann das durch den Störabschnitt hindurchtretende Laserlicht geschwächt werden, was zu einer Verschlechterung der Qualität des gefertigten Produkts führt.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine additive Herstellungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Qualität eines hergestellten Produkts zu verbessern, indem verhindert wird, dass Rauch in einer Kammer das Laserlicht stört.
Lösung für das Problem
Um die obigen Probleme zu lösen, enthält eine additive Herstellungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine Kammer, die eine erste Seitenwand, die eine obere Öffnung, die in einem oberen Abschnitt gebildet ist, und eine untere Öffnung, die in einem unteren Abschnitt gebildet ist, der sich unter dem oberen Abschnitt befindet, enthält, eine zweite Seitenwand, die so angeordnet ist, dass sie der ersten Seitenwand zugewandt ist, und einen Abgabeanschluss enthält, der so gebildet ist, dass er der unteren Öffnung zugewandt ist, und eine Deckplatte, die von einem oberen Ende der ersten Seitenwand zu einem oberen Ende der zweiten Seitenwand vorgesehen ist und einen Fensterabschnitt enthält, der Laserlicht durchlassen kann, aufweist und einen Raum darin definiert; eine Plattform, die in der Kammer vorgesehen ist und von der eine obere Flächenseite ein Herstellungsbereich ist; einen Wiederbeschichter, der in der Kammer vorgesehen ist und ein Metallpulver einer obere Fläche der Plattform zuführt; eine Laserbestrahlungseinheit, die das auf der oberen Fläche der Plattform abgelagerte Metallpulver mit dem Laserlicht durch den Fensterabschnitt bestrahlt, um ein hergestelltes Produkt herzustellen; eine untere Düse, die ein Inertgas in einer horizontalen Richtung durch die untere Öffnung in die Kammer ausstößt; und eine obere Düse, die das Inertgas durch die obere Öffnung in die Kammer ausstößt, wobei die obere Düse eine Fensterabschnittsdüse, die das Inertgas entlang des Fensterabschnitts ausstößt, und eine schräge Düse, die das Inertgas in einer Schrägabwärtsrichtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand ausstößt, aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Vorsehen der schrägen Düse, die das Inertgas in der Schrägabwärtsrichtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand ausstößt, zusätzlich zu der Fensterabschnittsdüse (einer Düse zum Unterdrücken der Anhaftung von Rauch an einer Innenfläche des Fensterabschnitts), die das Inertgas entlang des Fensterabschnitts ausstößt, beispielsweise durch Ausstoßen des Inertgases von der schrägen Düse in der Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand zu dem unteren Abschnitt der zweiten Seitenwand, ein Restgas, das den Rauch beinhaltet und nicht aus dem Abgabeanschluss abgegeben wurde und dazu neigt, von der zweiten Seitenwandseite in Richtung des Laserlichts zurückzukehren, zu der Außenseite des Laserlichts geleitet werden.
Dementsprechend ist es möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
Zusätzlich ist es beispielsweise möglich, durch Ausstoßen des Inertgases in der Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand zu der oberen Fläche der Plattform unter Verwendung der schrägen Düse zu unterdrücken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, auf der oberen Flächenseite des Herstellungsbereichs verbleibt, und es ist möglich, die Aufwärtsbewegung des den Rauch beinhaltenden Gases zu unterdrücken.
Dementsprechend ist es möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
In der additiven Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die schräge Düse eine erste Düse, die einen Strömungsweg aufweist, der sich in einer ersten Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand zu einem unteren Abschnitt der zweiten Seitenwand erstreckt, durch die das Inertgas strömt, und das Inertgas in der ersten Richtung ausstößt, und eine zweite Düse, die einen Strömungsweg aufweist, der sich in einer zweiten Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand zu einer oberen Fläche der Plattform erstreckt, durch die das Inertgas strömt, und das Inertgas in der zweiten Richtung ausstößt, aufweisen.
Durch Vorsehen der ersten Düse mit einer solchen Konfiguration ist es durch das aus der ersten Düse ausgestoßene Inertgas möglich, das Gas, das den Rauch beinhaltet und dazu neigt, von der zweiten Seitenwandseite in Richtung des Laserlichts zurückzukehren, zu einer Region zu führen, die das Laserlicht nicht stört.
Durch das Vorsehen der zweiten Düse mit der obigen Konfiguration ist es außerdem möglich, zu unterdrücken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, auf der oberen Flächenseite des Herstellungsbereichs verbleibt, und es ist möglich, die Aufwärtsbewegung des Restgases, das den Rauch beinhaltet, durch Ausstoßen des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases zu unterdrücken.
Daher ist es durch Vorsehen der ersten und zweiten Düse mit der obigen Konfiguration möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
In der additiven Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases größer als eine Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases und eine Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases sein.
Wie oben beschrieben, kann durch das Bewirken, dass die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases ist, ein Effekt des Führens des Restgases, das den Rauch beinhaltet und dazu neigt, von der zweiten Seitenwandseite in Richtung des Laserlichts in die Richtung zu der Region, die das Laserlicht nicht stört, und Bewirkens, dass das Restgas in der Region verbleibt, verstärkt werden.
In der additiven Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases größer als eine Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases und eine Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases sein.
Wie oben beschrieben, kann durch das Bewirken, dass die Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases ist, der Effekt des Führens des Restgases, das den Rauch beinhaltet und dazu neigt, von der zweiten Seitenwandseite in Richtung des Laserlichts in die Richtung zu der Region zurückzukehren, die das Laserlicht nicht stört, und Bewirkens, dass das Restgas in der Region verbleibt, verstärkt werden.
In der additiven Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases größer als eine Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases und eine Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases sein.
Wie oben beschrieben, kann durch das Bewirken, dass die Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases ist, der Effekt des Unterdrückens, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, auf der oberen Flächenseite des Herstellungsbereichs verbleibt, durch das aus der zweiten Düse ausgestoßene Inertgas verstärkt werden.
Die additive Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Strömungsraten-Änderungsmittel zum Bewirken, dass die Strömungsrate der aus der ersten Düse, der zweiten Düse und der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgase voneinander verschieden sind, enthalten, wobei das Strömungsraten-Änderungsmittel eine Konfiguration, bei der eine Höhe des Strömungsweges der ersten Düse, eine Höhe des Strömungsweges der zweiten Düse und eine Höhe des Strömungsweges der Fensterabschnittsdüse voneinander verschieden sind, enthalten kann.
Wie oben beschrieben, können durch Vorsehen des Strömungsraten-Änderungsmittels, das die Konfiguration enthält, bei der die Höhe des Strömungsweges der ersten Düse, des Strömungsweges der zweiten Düse und des Strömungsweges der Fensterabschnittsdüse voneinander verschieden sind, die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases, die Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases voneinander verschieden sein.
Die additive Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Strömungsraten-Änderungsmittel zum Bewirken, dass die Stromraten der aus der ersten Düse, der zweiten Düse und der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgase voneinander verschieden sind, enthalten, wobei das Strömungsraten-Änderungsmittel einen Widerstandsverleihungsabschnitt enthalten kann, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg der ersten Düse, dem Strömungsweg der zweiten Düse und dem Strömungsweg der Fensterabschnittsdüse strömt, Widerstand verleiht.
Wie oben beschrieben, können durch Vorsehen des Strömungsraten-Änderungsmittels, das den Widerstandsverleihungsabschnitt enthält, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg der ersten Düse, dem Strömungsweg der zweiten Düse und dem Strömungsweg der Fensterabschnittsdüse strömt, Widerstand verleiht, die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases, die Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases voneinander verschieden sein.
Die additive Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Strömungsraten-Änderungsmittel zum Bewirken, dass die Strömungsraten der aus der ersten Düse, der zweiten Düse und der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgase voneinander verschieden sind, wobei das Strömungsraten-Änderungsmittel eine Konfiguration enthalten kann, bei der sich eine Höhe des Strömungsweges der ersten Düse, eine Höhe des Strömungsweges der zweiten Düse und eine Höhe des Strömungsweges der Fensterabschnittsdüse voneinander unterscheiden, und einen Widerstandsverleihungsabschnitt, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg der ersten Düse, dem Strömungsweg der zweiten Düse und dem Strömungsweg der Fensterabschnittsdüse strömt, Widerstand verleiht, enthalten.
Wie oben beschrieben, kann durch Vorsehen des Strömungsraten-Änderungsmittels, das die Konfiguration enthält, bei der die Höhe des Strömungsweges der ersten Düse, die Höhe des Strömungsweges der zweiten Düse und die Höhe des Strömungsweges der Fensterabschnittsdüse voneinander verschieden sind, der Widerstandsverleihungsabschnitt, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg der ersten Düse, dem Strömungsweg der zweiten Düse und dem Strömungsweg der Fensterabschnittsdüse strömt, Widerstand verleiht, die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases, die Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases voneinander verschieden sein.
Die additive Herstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Führungselement enthalten, das in einem Eckabschnitt vorgesehen ist, der durch eine Innenfläche eines Abschnitts in einer Innenfläche der Deckplatte, die sich auf der Seite der zweiten Seitenwand befindet, und einen oberen Abschnitt einer Innenfläche der zweiten Seitenwand definiert und so angeordnet ist, dass er eine Innenfläche des Fensterabschnitts nicht stört, wobei das Führungselement eine Führungsfläche aufweisen kann, die dem durch die Kammer definierten Raum ausgesetzt ist, in einer Richtung zu einer Ecke, die durch die Innenfläche der Deckplatte und die Innenfläche der zweiten Seitenwand gebildet ist, gekrümmt ist und bewirkt, dass das aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßene Inertgas entlang der Führungsfläche strömt.
Durch das Anordnen des Führungselements mit der obigen Konfiguration an dem Eckabschnitt in der Kammer ist es möglich, zu unterdrücken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, in der Region verbleibt, in der das Führungselement in dem Raum S innerhalb der Kammer angeordnet ist.
Durch Vorsehen der Führungsfläche, die das aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßene Inertgas führt, ist es außerdem möglich, zu bewirken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, an der Außenseite des Laserlichts und in der Nähe des unteren Abschnitts der zweiten Seitenwand verbleibt, und zwar unter Verwendung des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases.
Dementsprechend ist es möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden, indem die Störung zwischen dem den Rauch beinhaltenden Restgas und dem Laserlicht unterdrückt wird.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine schematische Konfiguration einer additiven Herstellungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Draufsicht auf eine Fensterabschnittsdüse von einer oberen Flächenseite in einem Zustand, in dem eine in 1 dargestellte Deckplatte entfernt ist.
3 ist eine Querschnittsansicht einer in 1 dargestellten oberen Düse, wenn sie in eine XZ-Ebene geschnitten ist.
4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine schematische Konfiguration einer additiven Herstellungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine additive Herstellungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
In 1 gibt A eine Richtung an, in die eine untere Düse 21 ein Inertgas ausstößt (nachstehend als „A-Richtung“ bezeichnet), und gibt A₁ eine Richtung an, in die das aus der unteren Düse 21 ausgestoßene Inertgas strömt (nachstehend als „A₁-Richtung“ bezeichnet).
In 1 gibt B eine Richtung an, in die eine Fensterabschnittsdüse 48 das Inertgas ausstößt (nachstehend als „B-Richtung“ bezeichnet), und gibt B₁ eine Richtung an, in die das aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßene Inertgas strömt (nachstehend als „B₁-Richtung“ bezeichnet).
In 1 gibt C eine Richtung, in die eine erste Düse 68 das Inertgas ausstößt, und auch eine Richtung, in die sich ein Strömungsweg 68A der ersten Düse 68 erstreckt, an (nachstehend als „erste Richtung C“ bezeichnet), gibt C₁ eine Richtung an, in die das aus der ersten Düse 68 ausgestoßene Inertgas strömt (nachstehend als „C₁-Richtung“ bezeichnet), gibt D eine Richtung, in die eine zweite Düse 69 das Inertgas ausstößt, und auch eine Richtung, in die sich ein Strömungsweg 69A der zweiten Düse 69 erstreckt, an (nachstehend als „zweite Richtung D“ bezeichnet), und gibt D₁ eine Richtung an, in die das aus der zweiten Düse 69 ausgestoßene Inertgas strömt (nachstehend als „D₁-Richtung“ bezeichnet).
In 1 gibt E schematisch eine Richtung an, in der ein Restgas des Inertgases, das Rauch beinhaltet und nicht aus einem Abgabeanschluss 34A abgegeben wurde, strömt (nachstehend als „E-Richtung“ bezeichnet), gibt F schematisch eine Richtung an, in der das Restgas, das Rauch beinhaltet, strömt, nachdem es in einer Strömungsrichtung durch das aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßene Inertgas geändert wurde (nachstehend als „F-Richtung“ bezeichnet), gibt G schematisch eine Strömungsrichtung des Restgases an, das Rauch beinhaltet, nachdem die Strömungsrichtung des in der F-Richtung strömenden Restgases durch das aus der ersten Düse 68 ausgestoßene Inertgas geändert wurde (nachstehend als „G-Richtung“ bezeichnet), und gibt L schematisch Laserlicht an, das von einer Laserbestrahlungseinheit 19 emittiert wird.
In 1 gibt eine X Richtung eine Richtung an, in der eine erste Seitenwand 33 und eine zweite Seitenwand 34, die eine Kammer 11 bilden, einander zugewandt sind (eine Tiefenrichtung der Kammer 11), und gibt eine Z-Richtung eine vertikale Richtung senkrecht zu der X-Richtung an.
In 2 gibt eine Y-Richtung eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung und zu der Z-Richtung sowie eine Richtung, in der eine dritte Seitenwand 35 und eine vierte Seitenwand 36, die die Kammer 11 bilden, einander zugewandt sind (eine Breitenrichtung der Kammer 11), an.
In 1 bis 3 werden gleiche Bestandteile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
Die additive Herstellungsvorrichtung 10 enthält die Kammer 11, eine Plattform 13, ein Stützelement 15, eine Hubantriebseinheit (nicht dargestellt), einen Wiederbeschichter 17, die Laserbestrahlungseinheit 19, die untere Düse 21, die Inertgas-Zufuhrleitungen 22 und 25 und eine obere Düse 24.
Die Kammer 11 weist einen Kammerkörper 27 und einen Hebemechanismus-Unterbringungsabschnitt 28 auf. Der Kammerkörper 27 weist eine Bodenplatte 31, eine Deckplatte 32 und die erste bis vierte Seitenwand 33 bis 36 auf.
Die Bodenplatte 31 ist mit einer Öffnung 31A in dem Mittelabschnitt zu der Unterbringung der Plattform 13 gebildet.
Die Deckplatte 32 ist so angeordnet, dass sie der Bodenplatte 31 in der Z-Richtung in einem Zustand zugewandt ist, in dem sie über der Bodenplatte 31 getrennt ist. Die Deckplatte 32 weist einen Fensterabschnitt 32A auf, der das Laserlicht L in dem Mittelabschnitt durchlassen kann.
Eine Innenfläche 32Aa des Fensterabschnitts 32A ist einem Raum S ausgesetzt.
Die erste bis vierte Seitenwand 33 bis 36 sind zwischen der Bodenplatte 31 und der Deckplatte 32 angeordnet. Die erste und die zweite Seitenwand 33 und 34 sind so angeordnet, dass sie sich in der X-Richtung in einem Zustand gegenüberliegen, in dem sie voneinander getrennt sind.
Die unteren Enden der ersten und zweiten Seitenwand 33 und 34 sind jeweils mit der äußeren Umfangskante der Bodenplatte 31 verbunden. Die oberen Enden der ersten und zweiten Seitenwand 33 und 34 sind jeweils mit der äußeren Umfangskante der Deckplatte 32 verbunden.
In der ersten Seitenwand 33 sind eine untere Öffnung 33A und eine obere Öffnung 33B gebildet. Die untere Öffnung 33A ist in einem Abschnitt des unteren Abschnitts der ersten Seitenwand 33 nahe der Bodenplatte 31 gebildet. Die untere Öffnung 33A ist eine rechteckige Öffnung, die sich in der Y-Richtung erstreckt.
Die obere Öffnung 33B ist in einem Abschnitt des oberen Abschnitts der ersten Seitenwand 33 nahe der Deckplatte 32 gebildet. Die obere Öffnung 33B ist eine rechteckige Öffnung, die sich in der Y-Richtung erstreckt.
Der Abgabeanschluss 34A ist in der zweiten Seitenwand 34 gebildet. Der Abgabeanschluss 34A ist eine rechteckige Öffnung, die sich in der Y-Richtung erstreckt. Der Abgabeanschluss 34A ist so gebildet, dass er der unteren Öffnung 33A in der X-Richtung zugewandt ist.
Die dritte und vierte Seitenwand 35 und 36 sind so angeordnet, dass sie sich in der Y-Richtung in einem Zustand gegenüberliegen, in dem sie voneinander getrennt sind. Die unteren Enden der dritten und vierten Seitenwand 35 und 36 sind jeweils mit der äußeren Umfangskante der Bodenplatte 31 verbunden. Die oberen Enden der dritten und vierten Seitenwand 35 und 36 sind jeweils mit der äußeren Umfangskante der Deckplatte 32 verbunden. Ein Seitenende der dritten und vierten Seitenwand 35 und 36 in der X-Richtung ist jeweils mit der zweiten Seitenwand 34 verbunden. Die anderen Seitenenden der dritten und vierten Seitenwand 35 und 36 in der X-Richtung sind jeweils mit der ersten Seitenwand 33 verbunden.
Die oberen Enden der ersten bis vierten Seitenwand 33 bis 36 mit der obigen Konfiguration sind mit der Deckplatte 32 verbunden. Dementsprechend ist die Deckplatte 32 von dem oberen Ende der ersten Seitenwand 33 bis zu dem oberen Ende der zweiten Seitenwand 34 vorgesehen.
Der Hebemechanismus-Unterbringungsabschnitt 28 ist unter dem Kammerkörper 27 angeordnet. Das obere Ende des Hebemechanismus-Unterbringungsabschnitts 28 ist mit der Innenkante der Bodenplatte 31 verbunden. Der Hebemechanismus-Unterbringungsabschnitt 28 definiert einen säulenförmigen Raum 28A darin. Der säulenförmige Raum 28A ist so bemessen, dass er die Plattform 13 unterbringt.
Die Plattform 13 ist ein plattenförmiges Element und weist eine obere Fläche 13a und eine untere Fläche 13b auf. Die obere Fläche 13a ist eine flache Fläche. Auf der oberen Fläche 13a ist ein pulverlaminierter Abschnitt 14 angeordnet, der durch Ablagerung eines Metallpulvers gebildet wird. Der pulverlaminierte Abschnitt 14 dient als ein Material zum Bilden eines gefertigten Produkts.
Wenn der pulverlaminierte Abschnitt 14 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, um das Metallpulver zu schmelzen und zu sintern, bewegt sich die Plattform 13 um die Dicke der Schicht, auf der das Metallpulver abgelagert ist, nach unten. Wenn dann nach dem Bilden einer neuen Metallpulverschicht die Metallpulverschicht mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, um das Metallpulver zu schmelzen und das Metallpulver zu sintern, bewegt sich die Plattform 13 um die Dicke der Metallpulverschicht nach unten.
Das heißt, die Plattform 13 bewegt sich allmählich nach unten, während die Verarbeitung durch das Laserlicht L fortschreitet.
Ein Herstellungsbereich R, in dem ein hergestelltes Produkt hergestellt wird, ist auf der oberen Fläche 13a der Plattform 13 und einer Region über der oberen Fläche 13a angeordnet.
Das Stützelement 15 erstreckt sich von der Plattform 13 in einem Zustand, in dem ein Ende davon mit der Seite der unteren Fläche 13b der Plattform 13 verbunden ist, nach unten (zu einer Seite in der Z-Richtung).
Die Hubantriebseinheit (nicht dargestellt) ist eine Antriebseinheit zum Bewegen des Stützelements 15 in der Z-Richtung.
Der Wiederbeschichter 17 ist in dem Kammerkörper 27 untergebracht. Der Wiederbeschichter 17 ist über der Bodenplatte 31 angeordnet. Der Wiederbeschichter 17 ist so konfiguriert, dass er in der Y-Richtung beweglich ist.
Der Wiederbeschichter 17 lässt das Metallpulver auf den Herstellungsbereich R auf der Plattform 13 fallen, während er sich in der Y-Richtung bewegt, um eine Metallpulverschicht zu bilden. Während der Bestrahlung des Laserlichts L steht der Wiederbeschichter 17 außerhalb des Herstellungsbereichs R bereit.
Die Laserbestrahlungseinheit 19 ist über dem Fensterabschnitt 32A der Deckplatte 32 angeordnet. Die Laserbestrahlungseinheit 19 weist eine Bestrahlungseinheit 19A auf, die das Laserlicht L bestrahlt. Die Bestrahlungseinheit 19A ist so angeordnet, dass sie dem Fensterabschnitt 32A in der Z-Richtung zugewandt ist.
Die Laserbestrahlungseinheit 19 mit der obigen Konfiguration schmilzt das Metallpulver durch Bestrahlen der auf der oberen Fläche 13a der Plattform 13 gebildeten Metallpulverschicht mit dem Laserlicht L.
Das gefertigte Produkt wird gefertigt, indem das Metallpulver verfestigt wird, das durch das von der Laserbestrahlungseinheit 19 emittierte Laserlicht L geschmolzen ist.
Um das Herstellungsvolumen pro Zeiteinheit zu erhöhen, wird ein Laserbestrahlungsbereich erweitert, wird eine Laserbetriebsgeschwindigkeit erhöht oder werden die Schmelz- und Sintermengen erhöht.
Die untere Düse 21 weist einen Kopfteil 41 und einen Düsenkörper 43 auf.
Der Kopfteil 41 ist außerhalb der ersten Seitenwand 33 angeordnet, die die Kammer 11 bildet. Der Kopfteil 41 erstreckt sich in der Y-Richtung.
Ein Abschnitt des Kopfteils 41, der auf einer Seite in der X-Richtung angeordnet ist, ist mit dem Düsenkörper 43 verbunden, und die andere Seite davon in der X-Richtung ist mit der Inertgas-Zufuhrleitung 22 verbunden.
Der Kopfteil 41 mit der obigen Konfiguration richtet das von der Inertgas-Zufuhrleitung 22 zugeführte Inertgas (zum Beispiel Ar-Gas) in einer Richtung zu dem Düsenkörper 43 gerade und führt danach das Inertgas dem Düsenkörper 43 zu.
Der Düsenkörper 43 ist in einem Zustand, in dem er in die untere Öffnung 33A eingeführt wird, an dem Kammerkörper 27 befestigt. Ein Spitzenabschnitt 43A des Düsenkörpers 43 ist in dem Kammerkörper 27 angeordnet und weist einen Ausstoßanschluss 43AB auf, durch den das Inertgas ausgestoßen wird. Der Ausstoßanschluss 43AB ist so angeordnet, dass er dem Abgabeanschluss 34A zugewandt ist.
Das aus dem Ausstoßanschluss 43AB ausgestoßene Inertgas strömt in der A₁ -Richtung in Richtung des Abgabeanschlusses 34A entlang der oberen Fläche 14a des pulverlaminierten Abschnitts 14. Zu diesem Zeitpunkt strömt das Inertgas zusammen mit dem Rauch in der A₁ -Richtung.
Ein Teil des Inertgases, der den in der A₁ -Richtung strömenden Rauch beinhaltet, wird von dem Abgabeanschluss 34A zu der Außenseite des Kammerkörpers 27 abgegeben, und das Inertgas strömt in der E-Richtung als Restgas, das nicht zu der Außenseite des Kammerkörpers 27 von dem Abgabeanschluss 34A abgegeben wurde.
Die Inertgas-Zufuhrleitung 22 ist außerhalb der Kammer 11 vorgesehen. Die Inertgas-Zufuhrleitung 22 ist eine Leitung zum Zuführen des Inertgases in den Kopfteil 41.
Die obere Düse 24 weist einen Kopfteil 46, einen Gasverteilungsabschnitt 47, die Fensterabschnittsdüse 48, eine schräge Düse 51, ein Richtelement 55, ein erstes Richtelement 56 und ein zweites Richtelement 57 auf.
Der Kopfteil 46 enthält ein Gehäuse 61, ein Inertgas-Führungselement 62 und Richtelemente 63 und 64.
Das Gehäuse 61 ist außerhalb der oberen Öffnung 33B angeordnet und erstreckt sich in der Y-Richtung. Ein Endabschnitt des Gehäuses 61, der sich auf der anderen Seite in der X-Richtung befindet, ist mit der Inertgas-Zufuhrleitung 25 verbunden.
Das Inertgas-Führungselement 62 ist in dem Gehäuse 61 untergebracht. Das Inertgas-Führungselement 62 erstreckt sich in der Y-Richtung. Das Inertgas-Führungselement 62 weist darin einen Strömungsweg 62A auf, durch den das Inertgas strömt.
Ein Endabschnitt des Inertgas-Führungselements 62, der sich auf einer Seite in der X-Richtung befindet, ist mit dem Gehäuse 61 in einem Zustand verbunden, in dem das Inertgas in einen Einführungsanschluss 47A des Gasverteilungsabschnitts 47 eingeführt werden kann.
Der andere Endabschnitt des Inertgas-Führungselements 62, der sich auf der anderen Seite in der X-Richtung befindet, ist mit dem Gehäuse 61 in einem Zustand verbunden, in dem das von dem Auslass der Inertgas-Zufuhrleitung 25 zugeführte Inertgas in den Strömungsweg 62A strömen kann.
Das Richtelement 63 ist in dem Inertgas-Führungselement 62 vorgesehen, um dem Strömungsweg 62A in der X-Richtung zugewandt zu sein. Als das Richtelement 63 kann beispielsweise ein Metallgitter, eine poröse Platte oder eine Wabenstruktur verwendet werden.
Das Richtelement 64 ist in dem Inertgas-Führungselement 62 vorgesehen, um dem Strömungsweg 62A in der X-Richtung zugewandt zu sein. Das Richtelement 64 ist zwischen dem Richtelement 63 und dem Gasverteilungsabschnitt 47 angeordnet. Das Richtelement 64 ist stromabwärts des Richtelements 63 angeordnet. Das Richtelement 64 weist die gleiche Konfiguration wie das oben beschriebene Richtelement 63 auf.
Durch Vorsehen der Richtelemente 63 und 64 mit der obigen Konfiguration ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des in den Kopfteil 46 zugeführten Inertgases zu vereinheitlichen und die Strömungsrichtung in der X-Richtung geradezurichten.
Der Gasverteilungsabschnitt 47 ist zwischen der Fensterabschnittsdüse 48, der schrägen Düse 51 und dem Kopfteil 46 vorgesehen. Der Gasverteilungsabschnitt 47 erstreckt sich in der Y-Richtung.
Der Gasverteilungsabschnitt 47 weist einen Einführungsanschluss 47A, einen oberen Strömungsweg 47B, einen mittleren Strömungsweg 47C und einen unteren Strömungsweg 47D auf.
Der Einführungsanschluss 47A kommuniziert mit einem Ausführanschluss 62AB des Strömungsweges 62A auf der anderen Seite in der X-Richtung und kommuniziert mit jedem Einlass des oberen Strömungsweges 47B, des mittleren Strömungsweges 47C und des unteren Strömungsweges 47D auf einer Seite in der X-Richtung.
Der mittlere Strömungsweg 47C ist ein Strömungsweg, der zwischen dem oberen Strömungsweg 47B und dem unteren Strömungsweg 47D in der Z-Richtung angeordnet ist. Der obere Strömungsweg 47B ist ein Strömungsweg, der über dem mittleren Strömungsweg 47C angeordnet ist. Der untere Strömungsweg 47D ist ein Strömungsweg, der unter dem mittleren Strömungsweg 47C angeordnet ist.
Die Fensterabschnittsdüse 48 ist in dem Kammerkörper 27 angeordnet und erstreckt sich in der B-Richtung (X-Richtung). Die Fensterabschnittsdüse 48 weist einen Strömungsweg 48A auf, der sich in der B-Richtung erstreckt.
Die Fensterabschnittsdüse 48 ist in dem Gasverteilungsabschnitt 47 vorgesehen, so dass das hintere Ende des Strömungsweges 48A mit dem Ausführanschluss des oberen Strömungsweges 47B kommuniziert.
Die Fensterabschnittsdüse 48 mit der obigen Konfiguration stößt das Inertgas in der B-Richtung aus dem Ausstoßanschluss (Spitze) des Strömungswegs 48A aus.
Das aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßene Inertgas strömt entlang der Innenfläche 32Aa des Fensterabschnitts 32A und danach schräg nach unten in Richtung der zweiten Seitenwand 34. Das heißt, das aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßene Inertgas strömt in einer Richtung entlang der Deckplatte 32 (der in 1 gezeigten B₁ -Richtung).
Zu diesem Zeitpunkt ändert das in der B₁ -Richtung strömende Inertgas die Gasströmungsrichtung, so dass das Restgas, das den in der E-Richtung strömenden Rauch beinhaltet, von einem optischen Pfad des Laserlichts L weg in Richtung F gerichtet ist.
Dementsprechend ist es möglich, die Störung des den Rauch beinhaltenden Restgases mit einem oberen Abschnitt des Laserlichts L zu unterdrücken (es ist möglich, die Schwächung des Laserlichts L durch den Rauch zu unterdrücken), so dass die Qualität des gefertigten Produkt verbessert werden kann.
Die schräge Düse 51 weist die erste Düse 68 und die zweite Düse 69 auf.
Die erste Düse 68 ist in dem Kammerkörper 27 angeordnet und erstreckt sich in der ersten Richtung C (der Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 zu dem unteren Abschnitt der zweiten Seitenwand 34), die in Bezug auf die X-Richtung und die Z-Richtung geneigt ist. Ein Winkel, der durch eine Achse O₁ der ersten Düse 68 und eine virtuelle gerade Linie M₁ gebildet wird, die sich in der Z-Richtung erstreckt, ist ein Winkel θ₁ .
Die erste Düse 68 weist den Strömungsweg 68A auf, der sich in der ersten Richtung C erstreckt.Die Breite der ersten Düse 68 in der Y-Richtung ist so gebildet, dass sie gleich der Breite des Gasverteilungsabschnitts 47 in der Y-Richtung ist.
Die erste Düse 68 ist in dem Gasverteilungsabschnitt 47 vorgesehen, so dass das hintere Ende des Strömungsweges 68A mit dem Ausführanschluss des mittleren Strömungsweges 47C kommuniziert.
Die erste Düse 68 mit der obigen Konfiguration stößt das Inertgas in der ersten Richtung C aus dem Ausstoßanschluss (Spitze) des Strömungsweges 68A aus.
Das aus der ersten Düse 68 ausgestoßene Inertgas strömt in der C₁ -Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 zu dem unteren Abschnitt der zweiten Seitenwand 34.
Zu diesem Zeitpunkt ändert das in der C₁ -Richtung strömende Inertgas die Gasströmungsrichtung, so dass das Restgas, das den in der F-Richtung strömenden Rauch beinhaltet, von dem optischen Pfad des Laserlichts L weg in Richtung G gerichtet ist.
Dementsprechend ist es möglich, die Störung des den Rauch beinhaltenden Restgases mit dem optischen Pfad des Laserlichts L zu unterdrücken (es ist möglich, die Schwächung des Laserlichts L durch den Rauch zu unterdrücken), so dass die Qualität des gefertigten Produkt verbessert werden kann.
Durch Vorsehen der Fensterabschnittsdüse 48, die das Inertgas in der B-Richtung ausstößt, und der ersten Düse 68, die das Inertgas in der ersten Richtung C ausstößt, ist es möglich, zu bewirken, dass das Inertgas, das den Rauch beinhaltet, in dem Raum S verbleibt, der sich zwischen der zweiten Seitenwand 34 und dem Laserlicht L befindet.
Dementsprechend ist es möglich, die Störung zwischen dem Restgas, das den Rauch beinhaltet, und dem Laserlicht L zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
Die zweite Düse 69 ist in dem Kammerkörper 27 angeordnet und erstreckt sich in der zweiten Richtung D (der Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 zu der oberen Fläche 13a der Plattform 13), die in Bezug auf die X-Richtung und die Z-Richtung geneigt ist. Ein Winkel, der durch eine Achse O₂ der zweiten Düse 69 und eine virtuelle gerade Linie M₂ gebildet wird, die sich in der Z-Richtung erstreckt, ist ein Winkel θ₂ , der kleiner als der Winkel θ₁ ist.
Die zweite Düse 69 weist den Strömungsweg 69A auf, der sich in der zweiten Richtung D erstreckt.Die Breite der zweiten Düse 69 in der Y-Richtung ist so gebildet, dass sie gleich der Breite des Gasverteilungsabschnitts 47 in der Y-Richtung ist.
Die zweite Düse 69 ist in dem Gasverteilungsabschnitt 47 vorgesehen, so dass das hintere Ende des Strömungsweges 69A mit dem Ausführanschluss des mittleren Strömungsweges 47C kommuniziert.
Die zweite Düse 69 mit der obigen Konfiguration stößt das Inertgas in der zweiten Richtung D aus dem Ausstoßanschluss (Spitze) des Strömungsweges 69A aus.
Das aus der zweiten Düse 69 ausgestoßene Inertgas strömt in der D₁ -Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 zu der oberen Fläche 13a der Plattform 13.
Zu diesem Zeitpunkt ist es mit dem in der D₁ -Richtung strömenden Inertgas möglich, die Aufwärtsbewegung des Inertgases zu unterdrücken, das den in der A₁ -Richtung strömenden Rauch beinhaltet, und es ist möglich, zu unterdrücken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, in der Region über der stromaufwärtigen Seite des Herstellungsbereichs R verbleibt.
Dementsprechend ist es möglich, die Störung zwischen dem Restgas, das den Rauch beinhaltet, und dem Laserlicht L zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
Die Höhen der Strömungswege der Fensterabschnittsdüse 48, der ersten Düse 68 und der zweiten Düse 69, wie vorstehend beschrieben, können beispielsweise die gleiche Höhe aufweisen.
Das Richtelement 55 ist in der Fensterabschnittsdüse 48 vorgesehen, um dem Strömungsweg 48A in der B-Richtung zugewandt zu sein. Das Richtelement 55 ist an einer mittleren Position der Fensterabschnittsdüse 48 vorgesehen.
Das Richtelement 55 ist aus einem Metallgitter, einer porösen Platte, einer Wabenstruktur oder dergleichen gebildet.
Durch Vorsehen des Richtelements 55 kann die Richtung, in der das Inertgas nach dem Hindurchtreten durch das Richtelement 55 strömt, an der B-Richtung ausgerichtet werden.
Das Richtelement 55 kann stromaufwärts des Ausstoßanschlusses der Fensterabschnittsdüse 48 vorgesehen sein und ist nicht auf die mittlere Position der Fensterabschnittsdüse 48 beschränkt.
Das erste Richtelement 56 ist in der ersten Düse 68 vorgesehen, um dem Strömungsweg 68A in der ersten Richtung C zugewandt zu sein.Das erste Richtelement 56 ist an einer mittleren Position der ersten Düse 68 vorgesehen. Das erste Richtelement 56 weist die gleiche Konfiguration wie das oben beschriebene Richtelement 55 auf.
Durch Vorsehen des ersten Richtelements 56 mit einer solchen Konfiguration kann die Richtung, in der das Inertgas nach dem Hindurchtreten durch das erste Richtelement 56 strömt, an der ersten Richtung C ausgerichtet sein.
Das erste Richtelement 56 kann stromaufwärts des Ausstoßanschlusses der ersten Düse 68 vorgesehen sein und ist nicht auf die mittlere Position der ersten Düse 68 beschränkt.
Das zweite Richtelement 57 ist in der zweiten Düse 69 vorgesehen, um dem Strömungsweg 69A in der zweiten Richtung D zugewandt zu sein.Das zweite Richtelement 57 ist an einer mittleren Position der zweiten Düse 69 vorgesehen. Das zweite Richtelement 57 weist die gleiche Konfiguration wie das oben beschriebene Richtelement 55 auf.
Durch Vorsehen des zweiten Richtelements 57 mit einer solchen Konfiguration kann die Richtung, in der das Inertgas nach dem Hindurchtreten durch das zweite Richtelement 57 strömt, an der zweiten Richtung D ausgerichtet sein.
Das zweite Richtelement 57 kann stromaufwärts des Ausstoßanschlusses der zweiten Düse 69 vorgesehen sein und ist nicht auf die mittlere Position der zweiten Düse 69 beschränkt.
Gemäß der additiven Herstellungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform wird durch Vorsehen der ersten Düse 68, die das Inertgas in der Schrägabwärtsrichtung (der ersten Richtung C) von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 ausstößt, zusätzlich zu der Fensterabschnittsdüse 48, die das Inertgas entlang der Innenfläche 32Aa des Fensterabschnitts 32A ausstößt, bewirkt, dass das Inertgas in der Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 zu dem unteren Abschnitt der zweiten Seitenwand 34 via die erste Düse 68 strömt und das Restgas, das den Rauch beinhaltet und nicht von dem Abgabeanschluss 34A abgegeben wurde und dazu neigt, von der zweiten Seitenwand 34 in der Richtung des Laserlichts L zurückzukehren, zu der Außenseite des optischen Pfades des Laserlichts L geführt wird, wodurch es möglich ist, die Störung zwischen dem den Rauch beinhaltenden Restgas und dem Laserlicht L zu unterdrücken.
Dementsprechend ist es möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
Darüber hinaus ist es durch Vorsehen der zweiten Düse 69, die das Inertgas in der Richtung (der zweite Richtung D) von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand 33 zu der oberen Fläche 13a der Plattform 13 möglich, zu unterdrücken, dass das Gas, das den Rauch beinhaltet, auf der oberen Flächenseite des Herstellungsbereichs R verbleibt, und ist es möglich, die Aufwärtsbewegung des den Rauch beinhaltenden Restgases zu unterdrücken.
Dementsprechend ist es möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
In der ersten Ausführungsform wurde der Fall, in dem die schräge Düse 51 aus zwei Düsen (insbesondere der ersten und der zweiten Düse 68 und 69) gebildet ist, als ein Beispiel beschrieben, aber die Anzahl an Düsen, die die schräge Düse 51 bilden, kann eine oder mehrere sein und ist nicht auf zwei beschränkt.
Zusätzlich können die Größen des Winkels θ₁ , der die erste Richtung C bestimmt, und des Winkels θ₂ , der die zweite Richtung D bestimmt, geeignet eingestellt werden.
Darüber hinaus kann Strömungsraten-Änderungsmittel vorgesehen sein, und die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases kann größer als die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases durch das Strömungsraten-Änderungsmittel gemacht werden.
Wie oben beschrieben, kann durch das Bewirken, dass die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases ist, ein Effekt des Führens des Restgases, das den Rauch beinhaltet und dazu neigt, von der Seite der zweiten Seitenwand 34 in Richtung des Laserlichts L zu einer Region zurückzukehren, die das Laserlicht L nicht stört, und Bewirkens, dass das Restgas in der Region verbleibt, verstärkt werden.
Zusätzlich kann zum Beispiel Strömungsraten-Änderungsmittel vorgesehen sein, und es kann bewirkt werden, dass die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases durch das Strömungsraten-Änderungsmittel ist.
Wie oben beschrieben, kann durch das Bewirken, dass die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases ist, der Effekt des Führens des Restgases, das den Rauch beinhaltet und dazu neigt, von der zweiten Seitenwandseite 34 in Richtung des Laserlichts L in der Richtung zu der Region zurückzukehren, die das Laserlicht L nicht stört, und Bewirkens, dass das Restgas in der Region verbleibt, verstärkt werden.
Zusätzlich kann zum Beispiel Strömungsraten-Änderungsmittel vorgesehen sein, und es kann bewirkt werden, dass die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases durch das Strömungsraten-Änderungsmittel ist.
Wie oben beschrieben, kann durch das Bewirken, dass die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases größer als die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases ist, ein Effekt des Unterdrückens, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, auf der oberen Flächenseite des Herstellungsbereichs verbleibt, durch das aus der zweiten Düse 69 ausgestoßene Inertgas verstärkt werden.
Zum Beispiel kann das Strömungsraten-Änderungsmittel eine Konfiguration enthalten, bei der die Höhe des Strömungsweges 68A der ersten Düse 68, die Höhe des Strömungsweges 69A der zweiten Düse 69 und die Höhe des Strömungsweges 48A der Fensterabschnittsdüse 48 voneinander verschieden sind.
Wie oben beschrieben, können durch Vorsehen des Strömungsraten-Änderungsmittels, das die Konfiguration enthält, bei der die Höhe des Strömungsweges 68A der ersten Düse 68, des Strömungsweges 69A der zweiten Düse 69 und des Strömungsweges 48A der Fensterabschnittsdüse 48 voneinander verschieden sind, die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases, die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases voneinander verschieden sein.
Darüber hinaus kann das Strömungsraten-Änderungsmittel beispielsweise einen Widerstandsverleihungsabschnitt enthalten, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg 68A der ersten Düse 68, dem Strömungsweg 69A der zweiten Düse 69 und dem Strömungsweg 48A der Fensterabschnittsdüse 48 strömt, Widerstand verleiht.
Wie oben beschrieben, können durch Vorsehen des Strömungsraten-Änderungsmittels, das den Widerstandsverleihungsabschnitt enthält, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg 68A der ersten Düse 68, dem Strömungsweg 69A der zweiten Düse 69 und dem Strömungsweg 48A der Fensterabschnittsdüse 48 strömt, Widerstand verleiht, die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases, die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases voneinander verschieden sein.
Als der Widerstandsverleihungsabschnitt kann ein Richtelement, wie etwa ein Metallgitter, eine poröse Platte oder eine Wabenstruktur, verwendet werden. Es ist auch möglich, zuzulassen, dass der Widerstandsverleihungsabschnitt die Effekte sowohl des Verleihens eines Widerstands als auch des Richtens aufweist.
Darüber hinaus kann das Strömungsraten-Änderungsmittel die Konfiguration, bei der die Höhe des Strömungsweges 68A der ersten Düse 68, die Höhe des Strömungsweges 69A der zweiten Düse 69 und die Höhe des Strömungsweges 48A der Fensterabschnittsdüse 48 voneinander verschieden sind, und die Konfiguration, die den Widerstandsverleihungsabschnitt enthält, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg 68A der ersten Düse 68, dem Strömungsweg 69A der zweiten Düse 69 und dem Strömungsweg 48A der Fensterabschnittsdüse 48 strömt, Widerstand verleiht, aufweisen.
Durch Vorsehen des Strömungsraten-Änderungsmittels mit solchen Konfigurationen können die Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases, die Strömungsrate des aus der ersten Düse 68 ausgestoßenen Inertgases und die Strömungsrate des aus der zweiten Düse 69 ausgestoßenen Inertgases voneinander verschieden sein.
(Zweite Ausführungsform)
Eine additive Herstellungsvorrichtung 80 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In 4 sind gleiche Bestandteile, die mit denen in der in 1 dargestellten Struktur identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die additive Herstellungsvorrichtung 80 der zweiten Ausführungsform ist auf die gleiche Weise wie die additive Herstellungsvorrichtung 10 konfiguriert, mit der Ausnahme, dass in der Konfiguration der additiven Herstellungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform ferner ein Führungselement 81 vorgesehen ist.
Das Führungselement 81 ist in einem Eckabschnitt 85 vorgesehen, der durch eine Innenfläche eines Abschnitts in der Innenfläche 32a der Deckplatte 32, die sich auf der Seite der zweiten Seitenwand 34 befindet, und eine Innenfläche 34a eines oberen Abschnitts der zweiten Seitenwand 34 definiert ist.
Das Führungselement 81 ist so angeordnet, dass es die Innenfläche 32Aa des Fensterabschnitts 32A nicht stört. Das Führungselement 81 ist ein Element, das sich in einer Richtung senkrecht zu einer XZ-Ebene erstreckt (Y-Richtung in 2 gezeigt).
Das Führungselement 81 weist eine erste Fläche 81a, eine zweite Fläche 81b und eine Führungsfläche 81c auf. Die erste Fläche 81a ist eine flache Fläche senkrecht zu der X-Richtung. Die erste Fläche 81a steht in Kontakt mit dem oberen Abschnitt der Innenfläche 34a der zweiten Seitenwand 34.
Die zweite Fläche 81b ist eine flache Fläche senkrecht zu der Z-Richtung. Die zweite Fläche 81b steht in Kontakt mit der Innenfläche 32a der Deckplatte 32.
Ein Seitenende der zweiten Fläche 81b in der X-Richtung ist mit dem oberen Ende der ersten Fläche 81a verbunden.
Die Führungsfläche 81c ist eine Fläche, die das untere Ende der ersten Fläche 81a und das andere Seitenende der zweiten Fläche 81b in der X-Richtung verbindet. Die Führungsfläche 81c ist eine Fläche, die dem Raum S ausgesetzt ist.
Die Führungsfläche 81c ist in einer Richtung zu einer Ecke 83 gekrümmt, die durch die Innenfläche 32a der Deckplatte 32 und die Innenfläche 34a der zweiten Seitenwand 34 gebildet wird. Dementsprechend ist die Führungsfläche 81c eine gekrümmte Fläche. Die Führungsfläche 81c ist eine Fläche, entlang der das aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßene Inertgas strömt.
Gemäß der additiven Herstellungsvorrichtung 80 der zweiten Ausführungsform ist es durch Vorsehen des Führungselements 81 mit der obigen Konfiguration an dem Eckabschnitt 85 in dem Kammerkörper 27 möglich, zu unterdrücken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, in der Region verbleibt, in der das Führungselement 81 in dem Raum S innerhalb des Kammerkörpers 27 angeordnet ist. Durch Vorsehen der Führungsfläche, die das aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßene Inertgas führt, ist es außerdem möglich, zu bewirken, dass das Restgas, das den Rauch beinhaltet, an der Außenseite des Laserlichts L und in der Nähe des unteren Abschnitts der zweiten Seitenwand 34 verbleibt, und zwar unter Verwendung des aus der Fensterabschnittsdüse 48 ausgestoßenen Inertgases.
Dementsprechend ist es möglich, die Schwächung des Laserlichts durch den Rauch zu unterdrücken, so dass die Qualität des gefertigten Produkts verbessert werden kann.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben detailliert beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt und können verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem in den Ansprüchen beschriebenen Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist auf eine additive Herstellungsvorrichtung anwendbar.
Bezugszeichenliste

10, 80:: Additive Herstellungsvorrichtung
11:: Kammer
13:: Plattform
13a, 14a:: Obere Fläche
13b:: Untere Fläche
14:: Pulverlaminierter Abschnitt

15:: Stützelement
17:: Wiederbeschichter
19:: Laserbestrahlungseinheit
19A:: Bestrahlungseinheit
21:: Untere Düse
22, 25:: Inertgas-Zufuhrleitung
24:: Obere Düse
27:: Kammerkörper
28:: Hebemechanismus-Unterbringungsabschnitt
28A:: Säulenförmiger Raum
31:: Bodenplatte
31A:: Öffnung
32:: Deckplatte
32a, 32Aa, 34a:: Innenfläche
32A:: Fensterabschnitt
33:: Erste Seitenwand
33A:: Untere Öffnung
33B:: Obere Öffnung
34:: Zweite Seitenwand
34A:: Abgabeanschluss
35:: Dritte Seitenwand
36:: Vierte Seitenwand
41, 46:: Kopfteil
43:: Düsenkörper
43A:: Spitzenabschnitt

43AB:: Ausstoßanschluss
47:: Gasverteilungsabschnitt
47A:: Einführungsanschluss
47B:: Oberer Strömungsweg
47C:: Mittlerer Strömungsweg
47D:: Unterer Strömungsweg
48:: Fensterabschnittsdüse
48A, 62A, 68A, 69A:: Strömungsweg
51:: Schräge Düse
55, 63, 64:: Richtelement
56:: Erstes Richtelement
57:: Zweites Richtelement
61:: Gehäuse
62:: Inertgas-Führungselement
62AB:: Ausführanschluss
68:: Erste Düse
69:: Zweite Düse
81:: Führungselement
81a:: Erste Fläche
81b:: Zweite Fläche
81c:: Führungsfläche
83:: Ecke
85:: Eckabschnitt
A, A1, B, B1, C1, D1, E, F, G:: Richtung
C:: Erste Richtung

D:: Zweite Richtung
L:: Laserlicht
M1, M2:: Virtuelle gerade Linie
O1, O2:: Achse
R:: Herstellungsbereich
S:: Raum
θ1, θ2:: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018137916 [0002]

Claims

Additive Herstellungsvorrichtung, umfassend: eine Kammer, die eine erste Seitenwand, die eine obere Öffnung, die in einem oberen Abschnitt gebildet ist, und eine untere Öffnung, die in einem unteren Abschnitt gebildet ist, der sich unter dem oberen Abschnitt befindet, enthält, eine zweite Seitenwand, die so angeordnet ist, dass sie der ersten Seitenwand zugewandt ist, und einen Abgabeanschluss, der so gebildet, dass er der unteren Öffnung zugewandt ist, enthält, und eine Deckplatte, die von einem oberen Ende der ersten Seitenwand bis zu einem oberen Ende der zweiten Seitenwand vorgesehen ist und einen Fensterabschnitt, der Laserlicht durchlassen kann, enthält, aufweist und einen Raum darin definiert; eine Plattform, die in der Kammer vorgesehen ist und von der eine obere Flächenseite ein Herstellungsbereich ist; einen Wiederbeschichter, der in der Kammer vorgesehen ist und ein Metallpulver einer oberen Fläche der Plattform zuführt; eine Laserbestrahlungseinheit, die das auf der oberen Fläche der Plattform abgelagerte Metallpulver mit dem Laserlicht durch den Fensterabschnitt bestrahlt, um ein gefertigtes Produkt zu fertigen; eine untere Düse, die ein Inertgas in einer horizontalen Richtung durch die untere Öffnung in die Kammer ausstößt; und eine obere Düse, die das Inertgas durch die obere Öffnung in die Kammer ausstößt, wobei die obere Düse aufweist: eine Fensterabschnittsdüse, die das Inertgas entlang des Fensterabschnitts ausstößt, und eine schräge Düse, die das Inertgas in eine Schrägabwärtsrichtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand ausstößt.
Additive Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die schräge Düse aufweist: eine erste Düse, die einen sich in einer ersten Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand zu einem unteren Abschnitt der zweiten Seitenwand hin erstreckenden Strömungsweg, durch den das Inertgas strömt, aufweist und das Inertgas in der ersten Richtung ausstößt, und eine zweite Düse, die einen sich in einer zweiten Richtung von dem oberen Abschnitt der ersten Seitenwand zu einer oberen Fläche der Plattform hin erstreckenden Strömungsweg, durch den das Inertgas strömt, aufweist und das Inertgas in der zweiten Richtung ausstößt.
Additive Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases größer als eine Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases und eine Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases ist.
Additive Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases größer als eine Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases und eine Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases ist.
Additive Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Strömungsrate des aus der zweiten Düse ausgestoßenen Inertgases größer als eine Strömungsrate des aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgases und eine Strömungsrate des aus der ersten Düse ausgestoßenen Inertgases ist.
Additive Herstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend: Strömungsraten-Änderungsmittel zum Bewirken, dass die Strömungsraten der aus der ersten Düse, der zweiten Düse und der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgase voneinander verschieden sind, wobei das Strömungsraten-Änderungsmittel eine Konfiguration, bei der eine Höhe des Strömungsweges der ersten Düse, eine Höhe des Strömungsweges der zweiten Düse und eine Höhe des Strömungsweges der Fensterabschnittsdüse voneinander verschieden sind, enthält.
Additive Herstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend: Strömungsraten-Änderungsmittel zum Bewirken, die Stromraten der aus der ersten Düse, der zweiten Düse und der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgase voneinander verschieden sind, wobei das Strömungsraten-Änderungsmittel einen Widerstandsverleihungsabschnitt, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg der ersten Düse, dem Strömungsweg der zweiten Düse und dem Strömungsweg der Fensterabschnittsdüse strömt, Widerstand verleiht, enthält.
Additive Herstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend: Strömungsraten-Änderungsmittel zum Bewirken, dass die Strömungsraten der aus der ersten Düse, der zweiten Düse und der Fensterabschnittsdüse ausgestoßenen Inertgase voneinander verschieden sind, wobei das Strömungsraten-Änderungsmittel eine Konfiguration, bei der eine Höhe des Strömungsweges der ersten Düse, eine Höhe des Strömungsweges der zweiten Düse und eine Höhe des Strömungsweges der Fensterabschnittsdüse voneinander verschieden sind, und einen Widerstandsverleihungsabschnitt, der dem Inertgas, das durch mindestens einen Strömungsweg zwischen dem Strömungsweg der ersten Düse, dem Strömungsweg der zweiten Düse und dem Strömungsweg der Fensterabschnittsdüse strömt, Widerstand verleiht, enthält.
Additive Herstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: ein Führungselement, das in einem Eckabschnitt, der durch eine Innenfläche eines Abschnitts in einer Innenfläche der Deckplatte definiert ist, die auf der zweiten Seitenwandseite und einem oberen Abschnitt einer Innenfläche der zweiten Seitenwand angeordnet ist, vorgesehen ist und so angeordnet ist, dass es eine Innenfläche des Fensterabschnitts nicht stört, wobei das Führungselement eine Führungsfläche, die zu dem durch die Kammer definierten Raum freiliegt, in eine Richtung zu einer Ecke, die durch die Innenfläche der Deckplatte und die Innenfläche der zweiten Seitenwand gebildet wird, hin gekrümmt ist und bewirkt, dass das aus der Fensterabschnittsdüse ausgestoßene Inertgas entlang der Führungsfläche strömt, aufweist.