JP2011240713A - 粉末焼結造形装置及び粉末焼結造形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粉末材料の薄層8aを焼結し、積層して3次元造形物を作製する粉末焼結造形方法であって、一つの前記薄層8aごとに選択的に加熱して焼結し、該焼結した一層の薄層8bごとに、或いは該焼結した複数の薄層8bごとに、該焼結した薄層8bの上に新たな粉末材料の薄層8aを形成する前に、冷却する。
【選択図】図6
Description
掘り出す。この作業を「ブレークアウト」と呼んでいる。
第2の発明は、粉末焼結造形方法に係り(i)作業台上に粉末材料を供給し、該粉末材料を延べ広げて粉末材料の薄層を形成する工程と、(ii)前記粉末材料の薄層を描画パターンに基づき選択的に加熱して焼結する工程と、(iii)前記加熱して焼結した薄層の上に新たな粉末材料の薄層を形成する前に、前記加熱して焼結した薄層の表面にガス状又は液状の冷媒を流して、前記加熱して焼結した薄層を冷却する工程とを有し、前記(i)乃至(iii)の工程を繰り返し行い、前記焼結した薄層を積み重ねて3次元造形物を作製することを特徴とし、
第3の発明は、第2の発明の粉末焼結造形方法に係り、前記(i)乃至(ii)の工程を繰り返して、前記(iii)の工程の前に加熱して焼結した複数の薄層を形成することを特徴とし、
第4の発明は、第2の発明の粉末焼結造形方法に係り、前記冷媒はガス状を有し、前記薄層の表面に流す冷媒の流速を、前記冷媒の流れが層流となるような範囲に維持することを特徴とし、
第5の発明は、第2の発明の粉末焼結造形方法に係り、前記冷媒はガス状を有し、前記薄層の表面に流す冷媒の流速を、前記冷媒の流れが乱流となるような範囲に維持し、かつ造形途中の前記薄層又は積み重ねられた薄層が舞い上がらないように調節することを特徴とし、
第6の発明は、第5の発明の粉末焼結造形方法に係り、前記冷媒はガス状を有し、前記薄層の表面に流す冷媒の流速を前記冷媒の流れが乱流となるような範囲に維持し、前記薄層の表面に前記冷媒を流して前記薄層を冷却した後、前記薄層周辺の粉末材料を均して表面を平滑にすることを特徴とし、
第7の発明は、第2の発明の粉末焼結造形方法に係り、前記冷媒は液状を有し、前記薄層の表面に前記冷媒を散布して前記冷媒が蒸発するときに該冷媒によって前記薄層から熱を奪わせることにより該薄層を冷却することを特徴とし、
第8の発明は、第1又は第2の何れか1項の発明の粉末焼結造形方法に係り、前記粉末材料は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、アクリルにトリル・ブタジエン・スチレンコポリマ(ABS)、エチレン・酢酸ビニルコポリマー(EVA)、スチレン・アクリロニトリルコポリマー(SAN)、及びポリカプロラクトンよりなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とし、
第9の発明は、粉末焼結造形装置に係り、作業台と、前記作業台の降下手段と、前記作業台上に粉末材料の薄層を形成する薄層形成手段と、一層の前記粉末材料の薄層ごとに選択的に加熱して焼結する加熱焼結手段と、ガス状又は液状の冷媒を流して前記加熱して焼結した薄層を冷却する冷却手段と、前記作業台を下げて該作業台上に前記粉末材料の薄層を形成させ、一層の該粉末材料の薄層ごとに描画パターンに基づき選択的に加熱して焼結させ、該焼結した一層の薄層ごとに、或いは該焼結した複数の薄層ごとに、前記焼結した薄層の上に新たな粉末材料の薄層を形成する前に、前記焼結した薄層の表面に前記冷却手段からガス状又は液状の冷媒を流して、冷却させる制御手段とを有することを特徴としている。
図1は、本発明の実施の形態に係る粉末焼結造形装置の構成を示す斜視図である。
次に、造形部101Bにおける他の第1乃至第8の冷却手段について、図8乃至図10を参照しながら説明する。
次に、図3、図5乃至図7を参照してこの発明の実施の形態である粉末焼結造形方法について説明する。図3は粉末焼結造形方法を示すフローチャート、図5乃至図7は、粉末焼結造形方法を示す工程断面図である。この場合、図1の粉末焼結造形装置を用い、冷媒としてガス状の冷媒を用いるものとする。
2 ミラー(レーザ光出射手段)
3a、3b、4 容器
5a、5b フィードシリンダ
6 パートシリンダ(作業台)
7、7a、7b、7c、7d リコータローラ(薄層形成手段)
8 粉末材料
8a 粉末材料の薄層
8b 焼結した薄層
11、11a、11b、11c、11d 冷媒ガイド
12、12a、12b、12c、12e、12f、12g 冷媒の導入口
14、14a、14b、14c 冷媒の流出口
101A レーザ光出射部
101B 造形部
101C 制御装置
Claims (9)
- 粉末材料の薄層を焼結し、積層して3次元造形物を作製する粉末焼結造形方法であって、
一つの前記薄層ごとに選択的に加熱して焼結し、該焼結した一層の薄層ごとに、或いは該焼結した複数の薄層ごとに、該焼結した薄層の上に新たな粉末材料の薄層を形成する前に、冷却することを特徴とする粉末焼結造形方法。 - (i)作業台上に粉末材料を供給し、該粉末材料を延べ広げて粉末材料の薄層を形成する工程と、
(ii)前記粉末材料の薄層を描画パターンに基づき選択的に加熱して焼結する工程と、
(iii)前記加熱して焼結した薄層の上に新たな粉末材料の薄層を形成する前に、前記加熱して焼結した薄層の表面にガス状又は液状の冷媒を流して、前記加熱して焼結した薄層を冷却する工程とを有し、
前記(i)乃至(iii)の工程を繰り返し行い、前記焼結した薄層を積み重ねて3次元造形物を作製することを特徴とする粉末焼結造形方法。 - 前記(i)乃至(ii)の工程を繰り返して、前記(iii)の工程の前に加熱して焼結した複数の薄層を形成することを特徴とする請求項2記載の粉末焼結造形方法。
- 前記冷媒はガス状を有し、前記薄層の表面に流す冷媒の流速を前記冷媒の流れが層流となるような範囲に維持することを特徴とする請求項2記載の粉末焼結造形方法。
- 前記冷媒はガス状を有し、前記薄層の表面に流す冷媒の流速を、前記冷媒の流れが乱流となるような範囲に維持し、かつ造形途中の前記薄層又は積み重ねられた薄層が舞い上がらないように調節することを特徴とする請求項2記載の粉末焼結造形方法。
- 前記冷媒はガス状を有し、前記薄層の表面に流す冷媒の流速を前記冷媒の流れが乱流となるような範囲に維持し、前記薄層の表面に前記冷媒を流して前記薄層を冷却した後、前記薄層周辺の粉末材料を均して表面を平滑にすることを特徴とする請求項5記載の粉末焼結造形方法。
- 前記冷媒は液状を有し、前記薄層の表面に前記冷媒を散布して前記冷媒が蒸発するときに該冷媒によって前記薄層から熱を奪わせることにより該薄層を冷却することを特徴とする請求項2記載の粉末焼結造形方法。
- 前記粉末材料は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、アクリルにトリル・ブタジエン・スチレンコポリマ(ABS)、エチレン・酢酸ビニルコポリマー(EVA)、スチレン・アクリロニトリルコポリマー(SAN)、及びポリカプロラクトンよりなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の粉末焼結造形方法。
- 作業台と、
前記作業台の降下手段と、
前記作業台上に粉末材料の薄層を形成する薄層形成手段と、
一層の前記粉末材料の薄層ごとに選択的に加熱して焼結する加熱焼結手段と、
ガス状又は液状の冷媒を流して前記加熱して焼結した薄層を冷却する冷却手段と、
前記作業台を下げて該作業台上に前記粉末材料の薄層を形成させ、一層の該粉末材料の薄層ごとに描画パターンに基づき選択的に加熱して焼結させ、該焼結した一層の薄層ごとに、或いは該焼結した複数の薄層ごとに、前記焼結した薄層の上に新たな粉末材料の薄層を形成する前に、前記焼結した薄層の表面に前記冷却手段からガス状又は液状の冷媒を流して、冷却させる制御手段と
を有することを特徴とする粉末焼結造形装置。
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