JP2008068439A - 粉末焼結積層造形装置及び粉末焼結積層造形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】底板13bが上下に移動する第1の粉末材料容器12aと、底板13aが上下に移動する造形用容器11と、底板13cが上下に移動する第2の粉末材料容器12bと、第1又は第2の粉末材料容器12a、12bから粉末材料16を運び出し、造形用容器11に粉末材料16を運び入れ、造形用容器11の底板13a上に粉末材料の薄層16aを形成し、さらに粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16を、第2又は第1の粉末材料容器12b、12aに表面を均しながら運び入れる粉末材料運搬手段15と、残余の粉末材料16の量を検出する手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、前記残余の粉末材料の量を検出する手段は、前記残余の粉末材料を前記第2又は第1の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出する手段であることを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、(i)前記第1の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第1の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第2の粉末材料容器内に運び入れ、(ii)次に、前記第2の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第1の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第2の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第1の粉末材料容器内に運び入れるという一連の動作を行わせる制御手段を備えたことを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、前記制御手段は、前記(ii)の動作を行わせた後、さらに前記(i)乃至(ii)の動作を繰り返させることを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、前記制御手段は、前記残余の粉末材料の量に基づいて、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうちの少なくとも何れか一を調整することを特徴とし、
本発明は、粉末焼結積層造形方法に係り、上記粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れ、かつ前記残余の粉末材料の量を検出し、前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを特徴とし、
本発明は、粉末焼結積層造形方法に係り、上記粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、 前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が前記規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを特徴としている。
本発明の実施の形態に係る粉末焼結積層造形装置は、レーザ光出射部と、造形部111と、制御装置112とから構成されている。
まず、レーザ光出射部の構成について説明する。
次に、造形部111の構成について説明する。
リコータ15は、図1(a)、(b)に示すように、垂直な運搬板15aの前後2箇所に、かつ下端から適当な間隔を置いて水平に保持された検知板15dを備えている。検知板15dは、運搬板15aの上端に取り付けられて前後に水平に張り出した第1の支持板15bの前後端2箇所において垂直に取り付けられた第2の支持板15cの下端に水平に保持されており、保持箇所が支点となって水平の位置から支点を中心に上側に回動する。リコータ15は、さらに、図示しないセンサスイッチを備え、検知板15dが水平の位置から少しでも持ち上げられると、センサスイッチがオンするようになっている。センサスイッチは、例えば、第1の支持板15b又は第2の支持板15cに取り付けられ、検知板15d又は検知板15dに取り付けられた部品の動きを検知して動作するようになっている。
次に、図3(a)〜(c)を参照して、上記リコータ15を用いた残余の粉末材料の一の検出方法について説明する。図3(a)〜(c)は、図1の粉末焼結積層造形装置において、それぞれ残余の粉末材料の量が異なっている場合に、リコータ15を移動させて粉末材料容器12bに残余の粉末材料を運び入れている様子を示す側面図である。
次に、図4(a)乃至(c)、図5(a)乃至(c)、図6(a)乃至(c)を参照して、リコータ15を用いた残余の粉末材料の他の検出方法について説明する。図4(a)乃至(c)、図5(a)乃至(c)、図6(a)乃至(c)は、図1の粉末焼結積層造形装置において、それぞれ残余の粉末材料の量が異なっている場合に、リコータ15を移動させて残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12bに粉末材料を運び入れている様子を示す側面図である。
造形部111では、さらに、図1(a)、図2(a)、(b)に示すように、第1の粉末材料収納領域、連結領域、造形領域、連結領域及び第2の粉末材料収納領域の全領域に渡って、前及び後のフランジ部17上に、リコータ15の移動領域を挟み、粉末材料16の流出防護壁18を備えている。粉末材料16は流動性を有するため、移動するリコータ15に掻きとられてリコータ15の進行方向前側で造形エリア等の表面に盛り上がった粉末材料16は造形領域等の周囲に流出しようとするが、流出防護壁18のため粉末材料16が周囲に流出するのを防止することができる。これにより、より一層、粉末材料16のリサイクル率を向上させることができる。
次に、制御装置112の構成及び機能について説明する。
次に、図7乃至図10を参照しながら上記粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法について説明する。図7乃至図10は断面図である。
以上、実施の形態によりこの発明の粉末焼結積層造形装置及び粉末焼結積層造形方法を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。
12a 第1の粉末材料容器
12b 第2の粉末材料容器
13a パートテーブル
13b 第1のフィードテーブル
13c 第2のフィードテーブル
15 リコータ
15a 運搬板
15d 検知板
16 粉末材料
16a 粉末材料の薄層
16b 焼結薄層
17 フランジ部
17a、17b 連結部
18 粉末材料の流出防護壁
111 造形部
112 制御装置
Claims (11)
- 粉末材料の薄層を形成し、レーザ光を照射して前記粉末材料の薄層を焼結させ、複数の焼結薄層を積層して3次元造形物を作製する粉末焼結積層造形装置であって、
底板が上下に移動する第1の粉末材料容器と、
前記第1の粉末材料容器と連結部を介して連結された、底板が上下に移動する造形用容器と、
前記造形用容器と連結部を介して連結された、底板が上下に移動する第2の粉末材料容器と、
前記第1又は第2の粉末材料容器から粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れる粉末材料運搬手段と、
前記残余の粉末材料の量を検出する手段と
を有することを特徴とする粉末焼結積層造形装置。 - 前記残余の粉末材料の量を検出する手段は、前記残余の粉末材料を前記第2又は第1の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出する手段であることを特徴とする請求項1記載の粉末焼結積層造形装置。
- (i)前記第1の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第1の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第2の粉末材料容器内に運び入れ、
(ii)次に、前記第2の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第1の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第2の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第1の粉末材料容器内に運び入れる
という一連の動作を行わせる制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置。 - 前記制御手段は、前記(ii)の動作を行わせた後、さらに前記(i)乃至(ii)の動作を繰り返させることを特徴とする請求項3記載の粉末焼結積層造形装置。
- 前記制御手段は、前記残余の粉末材料の量に基づいて、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうちの少なくとも何れか一を調整することを特徴とする請求項3又は4の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置。
- 請求項1乃至5の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、
前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、
前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れ、かつ前記残余の粉末材料の量を検出し、
前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整する
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 - 請求項1乃至5の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、
(1)前記第1の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、
(2)前記第1の粉末材料容器を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(3)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第1の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(4)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(5)前記第2の粉末材料容器の底板を降下させ、
(6)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第2の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れ、前記残余の粉末材料の量を検出し、
(7)前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第2の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第1の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(8)前記第2の粉末材料容器を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(9)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第2の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(10)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(11)前記第1の粉末材料容器の底板を降下させ、
(12)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第1の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れる
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 - 前記(12)の動作において、さらに前記残余の粉末材料の量を検出し、
(13)前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第1の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第2の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(14)前記(2)乃至(13)の工程を繰り返す
ことを特徴とする請求項7記載の粉末焼結積層造形方法。 - 請求項2乃至5の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、
前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、
前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、
前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が前記規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、
前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整する
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 - 請求項2乃至5の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、
(1)前記第2の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、
(2)前記第1の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、
(3)前記第1の粉末材料容器を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(4)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第1の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(5)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(6)前記第2の粉末材料容器の底板を降下させ、
(7)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第2の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れ、運搬中の前記残余の粉末材料の量が前記規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、
(8)前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第2の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第1の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(9)前記第2の粉末材料容器を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(10)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第2の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(11)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(12)前記第1の粉末材料容器の底板を降下させ、
(13)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第1の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れる
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 - 前記(1)の動作に加えて、さらに前記第1の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、前記(13)の動作に加えて、さらに前記運搬中の残余の粉末材料が前記規定量より少なくなった時点の前記第1の粉末材料容器内での前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、
(14)前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第1の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第2の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(15)前記(3)乃至(14)の工程を繰り返す
ことを特徴とする請求項10記載の粉末焼結積層造形方法。
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