JP2015196252A - 積層造形物の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、積層造形物の製造装置は、容器部と、加振部と、エネルギー線照射部と、を含む。前記容器部は、ステージと、前記ステージの周りに設けられた壁部とを含む。前記加振部は、前記ステージの上に供給された粉体原料を振動させて前記粉体原料を平坦化する。前記エネルギー線照射部は、前記粉体原料の一部にエネルギー線を照射し前記エネルギー線が照射された前記粉体原料から前記積層造形物の一部を形成する。
【選択図】図1
Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る積層造形物の製造装置を例示する図である。
図1(a)は、模式的断面図である。図1(b)は、模式的上面図である。
図2は、第1の実施形態に係る他の製造装置を例示する模式的断面図である。
本実施形態に係る製造装置100には、容器部10と、エネルギー線照射部20と、原料供給部30と、加振部50と、が設けられる。なお、容器部10は、粉体槽として例示される。
これに対して、本実施形態によれば、スキージの代わりに、加振部を設ける。加振部により粉体原料に振動を与え、平坦化処理を高速に行うことができる。このため、造形動作を高速化できる。生産性を向上できる。
図3(a)に示すように、原料供給部30は、容器部10内のステージ40に粉体原料31を供給する(ステップS1:第1工程に相当)。このとき、ステージ40に供給された粉体原料31は、平坦化されておらず、複数の凹凸を含んだ粉体原料70cとされる。
なお、加振部50、エネルギー線照射部20、原料供給部30、及び粉体原料70cの図示は省略している。エネルギー線照射部20によりエネルギー線を照射する前に、加振部50を動作させ、粉体原料70cに対して振動を発生させる。すなわち、加振部50によって粉体原料70cに振動を与えることで、粉体原料70cが平坦化され、粉体原料70dとされる。
図5(a)及び図5(b)は、第2の実施形態に係る積層造形物の製造装置を例示する図である。
図6は、第2の実施形態に係る他の製造装置を例示する模式的断面図である。
本実施形態の製造装置100は、容器部10に開閉可能な蓋部80を設けている。なお、蓋部80を開けた状態を図5(a)に示す。蓋部80を閉じた状態を図5(b)に示す。蓋部80は、矢印81の向きに移動し、ステージ40上の粉体原料70cを押圧する。
図7(a)及び7(b)は、第3の実施形態に係る積層造形物の製造装置を例示する図である。
図7(a)は、模式的断面図である。図7(b)は、模式的上面図である。製造装置110は、容器部10と、エネルギー線照射部20と、原料供給部30と、加振部50と、が設けられる。容器部10は、ステージ41と、ステージ41の周りに設けられた壁部62とを含む。容器部10は、ステージ41と壁部62で囲まれた内室11を有する。
図8(a)及び図8(b)は、1組の側壁をステージに対して移動させたときの製造装置の状態を例示する図である。
図8(a)は、模式的断面図であり、図8(b)は、模式的上面図である。
図7(a)及び図7(b)に示す製造装置110において、エネルギー線照射部20により積層造形物の一部(硬化領域70b)が形成されると、断面積A1が小さくなるように、第1側壁62a及び第2側壁62cが容器部10の中心に向けて移動する。つまり、第1側壁62a及び第2側壁62cが互いに近づくように移動する。
第1期間の後の第2期間において、第1側壁62aと第2側壁62cとの間の距離は第1長さよりも短い第2長さである。第2期間において第2長さと第1長さとの差に応じた量の粉体原料が積層造形物の第1部分の上に配置される。
第2期間において、加振部50は、積層造形物の第1部分の粉体原料を振動させて粉体原料を平坦化する。エネルギー線照射部20は、積層造形物の第2部分を形成する。
これに対して、本実施形態では、原料供給部30から粉体原料を一度に供給し、以後、エネルギー線の照射の度に、側壁を移動させる。側壁の移動によって、内室上部に溜まった粉体原料を上側に押し出し、この押し出した粉体原料を、積層造形物の次層の形成に利用する。
本例の場合、平坦化処理を、加振部50及び蓋部80を両方を用いて実施している。実施形態において、加振部50で平坦化処理を実施してもよい。粉体原料70eは、外側にいくほど、凸状に盛り上がっている傾向がある(図8(a)を参照)。このため、第1側壁62a,第2側壁62cを容器部10の外側に向けて所定量移動させ、外側部分の凸状の盛り上がりをある程度平坦化させる。そして、この際、加振部50を動作させ、粉体原料70eに振動を与え、蓋部80により粉体原料70eを押圧する。これにより、粉体原料70eは平坦化される。
第1〜第3の実施形態において、スキージなどの他の平坦化処理部をさらに設けてもよい。
Claims (20)
- ステージと、前記ステージの周りに設けられた壁部と、を含む容器部と、
前記ステージの上に供給された粉体原料を振動させて前記粉体原料を平坦化する加振部と、
前記粉体原料の一部にエネルギー線を照射し前記エネルギー線が照射された前記粉体原料から積層造形物の一部を形成するエネルギー線照射部と、
を備えた積層造形物の製造装置。 - 前記容器部は、蓋部を含み、
前記加振部により前記粉体原料を振動させるときに、前記蓋部は、前記粉体原料の上に位置し、前記蓋部は、前記粉体原料を押圧する請求項1記載の積層造形物の製造装置。 - 前記蓋部は、板部と、
前記板部と前記粉体原料の間に配置される帯電防止膜と、
を含む請求項2記載の積層造形物の製造装置。 - 前記エネルギー線を照射するときに、前記蓋部は、前記粉体原料の上とは異なる位置に位置する請求項2または3に記載の積層造形物の製造装置。
- 前記エネルギー線を照射するときに、前記蓋部は、前記粉体原料の上に位置する請求項2または3に記載の積層造形物の製造装置。
- 前記加振部は、前記蓋部を振動させる請求項2に記載の積層造形物の製造装置。
- 前記加振部は、前記ステージ又は前記壁部を振動させる請求項1または2に記載の積層造形物の製造装置。
- 前記容器部は、前記壁部と前記蓋部との間に形成される空間を有し、
前記粉体原料が前記空間に流出可能とした請求項2〜7のいずれか1つに記載の積層造形物の製造装置。 - 前記粉体原料を前記ステージの上に供給する原料供給部をさらに備え、
前記加振部は、前記原料供給部が前記ステージ上に供給した前記粉体原料を振動させて前記粉体原料を平坦化し、
前記エネルギー線照射部が前記積層造形物の前記一部を形成した後に、前記ステージが降下し、
前記原料供給部は、前記降下したステージの上に前記粉体原料を供給する請求項1〜8のいずれか1つに記載の積層造形物の製造装置。 - 前記壁部は、第1側壁と、第2側壁と、を含み、
前記第1側壁と前記第2側壁との間に前記ステージの上面が配置され、
前記第1側壁と前記第2側壁との間の距離は変化可能である請求項1〜8のいずれか1つに記載の積層造形物の製造装置。 - 前記ステージの前記上面に対して平行な、前記壁部で囲まれた空間の断面積は、前記距離の変化に伴って変化可能である請求項10に記載の積層造形物の製造装置。
- 前記壁部で囲まれた空間の実質的な体積が一定である請求項11に記載の積層造形物の製造装置。
- 前記ステージは、下面と、前記上面の一部及び前記下面の一部と接続された第1側面と、前記上面の他部及び前記下面の他部と接続された第2側面と、をさらに含み、
前記第1側壁から前記第2側壁に向かう第1方向に沿った前記上面の長さは、前記第1方向に沿った前記下面の長さよりも短く、
前記第1側面は、前記上面に対して傾斜し、
前記第2側面は、前記上面に対して傾斜し、
前記第1側壁は、前記第1側面に接しつつ移動し、
前記第2側壁は、前記第2側面に接しつつ移動する請求項10〜12のいずれか1つに記載の積層造形物の製造装置。 - 容器部内のステージに粉体原料を供給する第1工程と、
前記粉体原料を振動させ前記粉体原料を平坦化する第2工程と、
前記粉体原料の一部にエネルギー線を照射し前記エネルギー線が照射された前記粉体原料から積層造形物の一部を形成する第3工程と、
前記ステージを降下させる第4工程と、
を複数回繰り返す積層造形物の製造方法。 - 前記容器部は、蓋部を含み、
前記第2工程は、前記粉体原料を振動させるときに、前記蓋部が前記粉体原料の上に位置し、前記蓋部が前記粉体原料を押圧する請求項14記載の積層造形物の製造方法。 - 前記第3工程は、前記エネルギー線を照射するときに、前記蓋部が前記粉体原料の上とは異なる位置に位置する請求項15記載の積層造形物の製造方法。
- 前記第3工程は、前記エネルギー線を照射するときに、前記蓋部が前記粉体原料の上に位置する請求項15記載の積層造形物の製造方法。
- 前記第2工程は、前記蓋部を振動させる請求項15記載の積層造形物の製造方法。
- 前記容器部は、前記ステージの周りに設けられた壁部を含み、
前記第2工程は、前記ステージ又は前記壁部を振動させる請求項14または15に記載の積層造形物の製造方法。 - 前記壁部は、第1側壁と、第2側壁と、を含み、
前記第1側壁と前記第2側壁との間に前記ステージの上面が配置され、
前記第1側壁と前記第2側壁との間の距離は変化可能である請求項19記載の積層造形物の製造方法。
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