JP2017089006A - 三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具 - Google Patents

三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具 Download PDF

Info

Publication number
JP2017089006A
JP2017089006A JP2016217706A JP2016217706A JP2017089006A JP 2017089006 A JP2017089006 A JP 2017089006A JP 2016217706 A JP2016217706 A JP 2016217706A JP 2016217706 A JP2016217706 A JP 2016217706A JP 2017089006 A JP2017089006 A JP 2017089006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slider
flattening
flattening slider
application device
powder application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016217706A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6347493B2 (ja
Inventor
シュヴァルツェ ディーター
Schwarze Dieter
シュヴァルツェ ディーター
アダム カロル トニ
Adam Krol Toni
アダム カロル トニ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SLM Solutions Group AG
Original Assignee
SLM Solutions Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SLM Solutions Group AG filed Critical SLM Solutions Group AG
Publication of JP2017089006A publication Critical patent/JP2017089006A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6347493B2 publication Critical patent/JP6347493B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0026Auxiliary equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046Welding
    • B23K15/0086Welding welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/144Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/41Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/44Radiation means characterised by the configuration of the radiation means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/49Scanners
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

【課題】装置の特に効率的な作動を可能にし、それにより三次元加工物の特に効率的な製造を可能にする、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具を提供する。
【解決手段】粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置10に使用される平坦化スライダー交換器具12であり、その平坦化スライダー交換器具12は、原材料粉末をキャリア18上に塗布するように適合された粉末塗布デバイス16と、粉末塗布デバイス16によってキャリア18上に塗布された原材料粉末を平坦にするように適合された平坦化スライダー40とを有している。取り付け機構46)が粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pにおいて、平坦化スライダー40を取り外し可能に取り付けるように適合される。
【選択図】図2

Description

本発明は粉末層に電磁波放射(electromagnetic radiation)又は粒子線(particle radiation)を照射することによって三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具に関する。さらに、本発明はこの種の平坦化スライダー交換器具の作動方法に関する。最後に、本発明はこの種の平坦化スライダー交換器具を具備する、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置を対象とする。
粉末層融解は、粉末の、特に、金属、及び/又は、セラミックの原材料を複雑な形状の三次元加工物に加工することができる累積的な積層プロセスである。このために、原材料粉末の層がキャリア上に塗布され、製造される加工物の所望の幾何学的形状に依存して、位置選択的な方法でレーザー放射を受ける。粉末層の中に浸透したレーザー放射は、原材料粉末粒子を加熱し、その結果として、原材料粉末粒子の融解又は焼結を引き起こす。さらに、加工物が所望の形状と大きさになるまで、原材料粉末の層が、既にレーザー処理を受けた、キャリア上の層に連続的に塗布される。粉末層融解は、CADデータに基づいて、試作品、工具、交換部品、高価値部品、又は、例えば歯科用若しくは整形外科用の人工器官のような医療人工器官の製造のために使用されうる。
粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって加工物を製造する装置のキャリア上に原材料粉末層を塗布するために使用されうる粉末塗布デバイスが、特許文献1(EP 2 818 305 A1)に記載されている。この粉末塗布デバイスは原材料粉末を貯蔵する粉末貯蔵部とキャリア上の粉末貯蔵部から原材料粉末を放出するように構成された粉末供給チャネルを有している。チャネル開閉部品が粉末供給チャネル内に設けられ、第1の位置と第2の位置の間で動くように構成されている。その第1の位置において、チャネル開閉部品がキャリア上の粉末貯蔵部から原材料粉末を放出することを可能にし、一方、その第2の位置において、その第1のチャネル開閉部品がキャリア上の粉末貯蔵部から原材料粉末を放出されないようにする。粉末塗布装置がキャリアの上方を移動するときに、チャネル開閉部品を加工物を製造するデバイスのストッパーに接することによって生じる外部からの機械的な力によって、第1のチャネル開閉部品はその第1及び第2の位置の間で動かされる。
さらに、特許文献2(EP 2 202 016 B1)に記載されているように、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって加工物を製造する装置に使用される粉末塗布デバイスに、アイドル位置と作動位置の間で垂直に変位することによって粉末塗布デバイスの粉末放出口に対して位置決め可能である平坦化スライダーが設けられてもよい。そのアイドル位置において、平坦化スライダーはキャリア上に塗布された原材料粉末層に接触していない。それとは反対に、その作動位置において、粉末塗布デバイスがキャリアに渡って動くときに、平坦化スライダーが原材料粉末層に渡って掃き(スイープし)、原材料粉末を平坦化する。それに代わり、粉末塗布デバイスがキャリアに渡って反対方向に動くときに、粉末塗布デバイスの作動中に原材料粉末層を平坦化するために、第1の位置と第2の位置の間で水平に変位することによって、平坦化スライダーがキャリア上に塗布された原材料粉末層に渡って掃くように粉末放出口に対して常時位置決め可能であるように、その平坦化スライダーが粉末放出口に対して位置することが可能されてよい。
EP 2 818 305 A1 EP 2 202 016 B1
本発明は、装置の特に効率的な作動を可能にし、それにより三次元加工物の特に効率的な製造を可能にする、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具を提供することを目的とする。さらに、本発明はこの種の平坦化スライダー交換器具の作動方法を提供することを目的とする。最後に、本発明はこの種の平坦化スライダー交換器具が備え付けられた、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置を提供することを目的とする。
これらの目的は、請求項1に規定された平坦化スライダー交換器具、請求項9に規定された平坦化スライダー交換器具の作動方法及び請求項15に規定された三次元加工物の製造装置によって達成される。
粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具が、三次元加工物を製造する装置のキャリア上に原材料粉末を塗布するように適合された粉末塗布デバイスを有している。原理的には、そのキャリアはしっかりと固定されたキャリアでよい。しかしながら、好ましくは、加工物が原材料粉末から層状に積み上げられる際、その加工物の製造高さが増すにつれて、キャリアが垂直方向における下方向に移動させられるように、キャリアが垂直方向に変位可能に設計される。原材料粉末は、好ましくは金属粉末であり、特には金属合金粉末であるが、セラミック粉末又は異なる物質を含有する粉末であってもよい。その粉末はいかなる適切な粒子の大きさ、又は粒子の大きさの分布を有していてもよい。しかしながら、100μm未満の大きさの粒子の粉末を加工処理することが好ましい。好ましくは、粉末塗布デバイスはキャリアに対して移動可能である。具体的には、その粉末塗布デバイスはキャリアに渡って前後に移動可能でよい。その粉末塗布デバイスはどのような適切な設計からなるものでもよい。例えば、その粉末塗布デバイスは特許文献1(EP 2 818 305 A1)に記載されているように設計されてよい。
その平坦化スライダー交換器具は、粉末塗布デバイスによってキャリア上に塗布された原材料粉末を平坦にするように適合された平坦化スライダーをさらに有している。その平坦化スライダーは、例えば、粉末塗布デバイスによってキャリア上に塗布された原材料粉末に渡って滑走する(スライドする)ように適合された平坦化面を有していてよい。平坦化スライダーの少なくとも平坦化面は、例えばゴム材料のような弾性材料製でよい。それに加えて又はそれに代えて、平坦化スライダーはその平坦化面の領域において、少なくとも1つの突出部又はリップ(lip)が設けられていてよい。好ましくは、実質的に同じ形状を有する2つの突出部又はリップが、平坦化スライダーの平坦化面の領域に設けられる。キャリア上に塗布された原材料粉末に渡って平坦化スライダーを導くことによって、滑らかな原材料粉末の表面が得られることが、この平坦化面の設計により、確実にされる。
平坦化スライダー交換器具の取り付け機構が、粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置において、平坦化スライダーを取り外し可能に取り付けるように適合される。例えば、平坦化スライダーの平坦化機能及び平滑化機能が平坦化スライダーの平坦化面の損耗により損なわれたときに、平坦化スライダーを粉末塗布デバイスに取り外し可能に取り付けることにより、使用された平坦化スライダーの交換が可能になる。
平坦化スライダー交換器具は、少なくとも1つの交換平坦化スライダーを保管するように適合された保管チャンバーさらに有している。基本的に、その保管チャンバーは1つの交換平坦化スライダーのみを保管するように適合されてよい。しかしながら、好ましくは、その保管チャンバーは複数の交換平坦化スライダーを収容するように適合されるように、大きさと寸法を合わせて作られる。保管チャンバーは、その保管チャンバーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置に接続するように適合された接続チャネルに接続されている。従って、その接続チャネルにより、交換平坦化スライダーを保管チャンバーから粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置まで移動させることができる。
最後に、平坦化スライダー交換器具は、保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出し、接続チャネルを経由して粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へその交換平坦化スライダーを移動させ、その交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させるように適合され平坦化スライダー交換機構を有している。基本的に、平坦化スライダー交換器具は、例えば、平坦化スライダーの交換が必要であることを示すセンサー信号に応じて、又は、オペレーターによって手動で入力されたコマンドに応じて、自動的に作動し、上記の作動を実行してもよい。しかしながら、保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出すこと、接続チャネルを経由して粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へ交換平坦化スライダーを移動させること、及び/又は、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させることを開始するように手動入力が必要とされるように、平坦化スライダー交換器具が設計されることも考えられる。平坦化スライダー交換器具において、平坦化スライダー交換機構は使用された平坦化スライダーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置から手動で取り外した後に作動状態とされるだけでもよい。しかしながら、使用された平坦化スライダーの取り外しが、以下でより詳細に記載されるように、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させることに関係して起こることも考えられる。
平坦化スライダー交換器具は粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置における交換平坦化スライダーの迅速かつ容易な配置を可能にする。その結果として、平坦化スライダー交換器具を備え付けられた三次元加工物の製造装置において、交換平坦化スライダーの配置を連続的な加工物作製プロセス中に実行することができる。従って、必要な平坦化スライダーの交換による、加工物作製プロセスの中断が避けられるか、又は、少なくとも極めて短時間とすることができる。それにより、装置の特に効率的な作動及び三次元加工物の特に効率的な製造が達成されうる。
好ましい実施態様において、保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出し、接続チャネルを経由して粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へその交換平坦化スライダーを移動させ、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させるために、平坦化スライダー交換機構が、吸引力を加えるように適合される。例えば、保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出し、平坦化スライダー取り付け位置へその交換平坦化スライダーを移動させ、その交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させるために必要な吸引力を生成するための、ポンプ、又は、送風機等のような他の適切な低圧生成デバイスが、平坦化スライダー交換機構に設けられてもよい。
それに代えて又はそれに加えて、保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出し、接続チャネルを経由して粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へその交換平坦化スライダーを移動させ、その交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させるために、平坦化スライダー交換機構が、交換平坦化スライダーに押す力を加えるように適合されてもよい。例えば、保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出し、平坦化スライダー取り付け位置へその交換平坦化スライダーを移動させ、その交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させるために、交換平坦化スライダーに押す力を加えるのに適切な、手動もしくは自動で作動する押し棒又は他の手動もしくは自動で作動する押す手段が、平坦化スライダー交換機構に設けられてもよい。
好ましくは、交換平坦化スライダーへ加えられた吸引力及び/又は押す力は、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させる際に、平坦化スライダーを取り付け機構からはずすのに十分である。これにより、交換される、使用された平坦化スライダーを取り付け機構からはずす追加的なステップを省くことができる。そのため、平坦化スライダー交換プロセスを特に容易かつ迅速に実現することができる。
それに代えて又はそれに加えて、平坦化スライダー交換機構が、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させる前に、交換される平坦化スライダーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外すように適合された取り外し機構を有していてよい。その取り外し機構は、交換される平坦化スライダーに吸引力を加えるように適合されてよい。例えば、その取り外し機構は、交換される平坦化スライダーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外すために必要な吸引力を生成するのに適切な、ポンプ又は他の低圧生成デバイスを有していてよい。それに代えて又はそれに加えて、その取り外し機構は、交換される平坦化スライダーに押す力を加えるように適合されてよい。例えば、交換される平坦化スライダーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外すために必要とされる押す力を生成するための、手動もしくは自動で作動する押し棒又は他の手動もしくは自動で作動する押す手段を、取り外し機構が有していてもよい。
平坦化スライダー交換器具の1つの実施態様において、保管チャンバーが粉末塗布デバイス内に配置され、接続チャネルが粉末塗布デバイスの中を通って保管チャンバーから平坦化スライダー取り付け位置まで延在している。例えば、粉末塗布デバイスがキャリアに対してその作動位置に配置されているとき、接続チャネルは粉末塗布デバイスの中を通って垂直方向に延在してよい。その接続チャネルは、粉末塗布デバイスの上側領域、すなわち、キャリアから離れて対向する粉末塗布デバイスの領域内に配置された保管チャンバーを、平坦化スライダー取り付け位置に配置された平坦化スライダーが粉末塗布デバイスによってキャリア上に塗布された原材料粉末層に渡って滑走することができるような位置で、キャリアに近接する粉末塗布デバイスの下側領域内に配置された平坦化スライダー取り付け位置に接続してよい。粉末塗布デバイス内に保管チャンバーを一体とすることにより、平坦化スライダー交換器具を簡単な構造のものとすることができる。しかしながら、粉末塗布デバイスの重さと大きさは増加する。
平坦化スライダー交換器具の選択的な実施態様において、保管チャンバーが粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置の第1ハウジング部内に配置される。その装置の第1ハウジング部の中を通って延在する接続チャネルが保管チャンバーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へ接続するように、粉末塗布デバイスが好ましくはその装置の第1ハウジング部に対して位置決め可能である。例えば、その接続チャネルは保管チャンバーから第1ハウジング部の表面に設けられた開口部までその装置の第1ハウジング部の中を通って垂直方向に延在してよい。平坦化スライダー取り付け位置に配置された平坦化スライダーが粉末塗布デバイスによってキャリア上に塗布された原材料粉末層に渡って滑走することができるような位置において、キャリアに近接する粉末塗布デバイスの下側領域内に配置されうる、平坦化スライダー取り付け位置が上述した開口部の上方に置かれるように、粉末塗布デバイスが位置を定められる。第1ハウジング部内に保管チャンバーを一体とすることによって、粉末塗布デバイスの大きさと重さは、保管チャンバー、接続チャネル及び交換平坦化スライダーの存在によって変化を生じない。
最後に、粉末塗布デバイス内に配置された第1保管チャンバー及び三次元加工物の製造装置の第1ハウジング部内に配置された第2保管チャンバーを具備する平坦化スライダー交換器具が提供されることも考えられる。第1保管チャンバーは比較的小さく保たれてよい。例えば、第1保管チャンバーは、粉末塗布デバイスの大きさと重さを小さく維持するように1つ又は2つの交換平坦化スライダーだけを収容するような大きさとされてよい。そして、第2保管チャンバーはより大きなものとされてよく、追加的な交換平坦化スライダーを収容するために用いられてよい。
平坦化スライダーが粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外されるときに、平坦化スライダー交換機構が、交換される平坦化スライダーを受け入れるように適合された受け入れチャンバーをさらに有していてよい。例えば、その受け入れチャンバーは、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置の第2ハウジング部内に配置されてよい。特に、その受け入れチャンバーは、第2ハウジング部の表面に設けられた凹部により形成されてもよい。平坦化スライダーが粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外される際に平坦化スライダーが受け入れチャンバー内に受け入れられるように、粉末塗布デバイスが装置の第2ハウジング部に対して位置決め可能であってよい。交換平坦化スライダーが取り付け機構に係合される前かその際のいずれかであって、平坦化スライダーが粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外されるときに、平坦化スライダーの取り付け位置が受け入れチャンバーの上方に置かれ、使用された平坦化スライダーが受け入れチャンバー内に受け入れられるように、粉末塗布デバイスが第2ハウジング部に対して簡単に位置を定めることができるので、受け入れチャンバーを準備することは使用された平坦化スライダーの交換を単純化する。
受け入れチャンバーは、1つより多い平坦化スライダーを収容するように構成されてよい。さらなる平坦化スライダーが受け入れチャンバー内に収容されうるように、粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外された平坦化スライダーを受け入れチャンバー内の保管位置に偏らせるために、例えば、押し棒を具備しうるバイアス機構が設けられてよい。その結果として、受け入れチャンバーを空にすることが数回の平坦化スライダーの交換後に必要とされるだけである。
平坦化スライダー交換器具の取り付け機構は粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置に平坦化スライダーを偏向させるように適合された少なくとも1つのバイアス部品を有していてよい。平坦化スライダーは、力を、例えば、少なくとも1つのバイアス部品によって平坦化スライダーに加えられたバイアス力にさからう吸引力及び/又は押す力を加えることによって簡単な方法で、その取り付け位置から取り外されてよい。
少なくとも1つのバイアス部品は、接触部品にばね力を加えるように適合されたばね部品を有していてよい。例えば、ばね部品は接続チャネルの側壁に設けられた凹部内に収容されてよく、その凹部の底壁に対する第1端部軸受と接触部品に対する第2端部軸受を有していてもよい。粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置に平坦化スライダーを偏向させるように、接触部品が平坦化スライダーに対して接触するように適合されてよい。好ましくは、接触部品を平坦化スライダーに適切に係合させ、それにより、粉末塗布デバイス内のその平坦化スライダー取り付け位置におけるその平坦化スライダーの適切な取り付けを確実にするために、接触部品は平坦化スライダーの形状に適合された形状を有している。
バイアス部品により粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置に平坦化スライダーを偏向させるときに平坦化スライダーに接触する接触面の領域において、接触部品には凹部が設けられてよく、その凹部が平坦化スライダーに設けられた対応する突出部と相互に作用し合うように適合されてよい。このことにより、平坦化スライダーと接触部品の特に信頼性の高い係合が確実になり、それにより、平坦化スライダーの、粉末塗布デバイス内のその平坦化スライダー取り付け位置における特に信頼性の高い取り付けが確実になる。
好ましい実施態様において、取り付け機構が平坦化スライダーを第1バイアス方向に偏向させるように適合された第1バイアス部品及び平坦化スライダーを第1バイアス方向と反対である第2バイアス方向に偏向させるように適合された第2バイアス部品を有している。第1及び第2バイアス部品が平坦化スライダーを第1及び第2バイアス部品の間に固定するように適合されている。使用された平坦化スライダーが交換されるべき場合には、取り付け機構のそのような設計により、粉末塗布デバイス内のその平坦化スライダー取り付け位置における平坦化スライダーの信頼性の高い取り付けとその平坦化スライダー取り付け位置からの平坦化スライダーの簡単な取り外しの両方が可能になる。
粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具の作動方法において、原材料粉末をキャリア上に塗布するように適合された粉末塗布デバイスが準備される。さらに、粉末塗布デバイスによってキャリア上に塗布された原材料粉末を平坦にするように適合された平坦化スライダーが準備される。平坦化スライダーは、取り付け機構によって、粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置に取り付けられる。少なくとも1つの交換平坦化スライダーが保管チャンバー内に保管され、ここで、保管チャンバーが、その保管チャンバーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置に接続するように適合された接続チャネルに接続される。交換平坦化スライダーは、保管チャンバーから取り出され、接続チャネルを経由して粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へ移動させられ、平坦化スライダー交換機構によって取り付け機構に係合させられる。
保管チャンバーから交換平坦化スライダーを取り出し、接続チャネルを経由して粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へ交換平坦化スライダーを移動させ、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させるために、平坦化スライダー交換機構が、交換平坦化スライダーへ吸引力及び/又は押す力を加えてもよい。交換平坦化スライダーへ加えられた吸引力及び/又は押す力が、交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させる際に、交換される平坦化スライダーを取り付け機構からはずすのに十分とされてよい。
交換平坦化スライダーを取り付け機構に係合させる前に、交換される平坦化スライダーが取り外し機構によって粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外されてよい。取り外し機構が交換される平坦化スライダーに吸引力及び/又は押す力を加えてよい。
保管チャンバーが粉末塗布デバイス内に配置され、接続チャネルが粉末塗布デバイスの中を通って保管チャンバーから平坦化スライダー取り付け位置まで延在してよい。それに代えて又はそれに加えて、保管チャンバーが粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置の第1ハウジング部内に配置されてよい。その装置の第1ハウジング部の中を通って延在する接続チャネルが保管チャンバーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダー取り付け位置へ接続するように、粉末塗布デバイスがその装置の第1ハウジング部に対して位置決め可能であってよい。
交換される平坦化スライダーが粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外されるときに、その平坦化スライダーが受け入れチャンバー内に受け入れられてよい。受け入れチャンバーが粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置の第2ハウジング部内に配置されてよい。平坦化スライダーが粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置から取り外される際に交換される平坦化スライダーが受け入れチャンバー内に受け入れられるように、粉末塗布デバイスが装置の第2ハウジング部に対して位置決め可能であってよい。
好ましくは、平坦化スライダーは少なくとも1つのバイアス部品によってその平坦化スライダーの取り付け位置に偏向させられる。少なくとも1つのバイアス部品は接触部品にばね力を加えるばね部品を有していてよい。粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置に平坦化スライダーを偏向させるように、接触部品が平坦化スライダーに対して接触してもよい。
バイアス部品が粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置に平坦化スライダーを偏向させるときに平坦化スライダーに接触する接触部品は、その接触面の領域において、凹部を設けられていてよい。その凹部は平坦化スライダーに設けられた対応する突出部と相互に作用し合ってよい。
平坦化スライダーは第1バイアス部品によって第1バイアス方向に偏向されてよい。さらに、平坦化スライダーは第2バイアス部品によって第1バイアス方向と反対である第2バイアス方向に偏向されてよい。このようにして、平坦化スライダーを粉末塗布デバイス内の平坦化スライダーの取り付け位置に据えるように、第1及び第2バイアス部品が平坦化スライダーを第1及び第2バイアス部品の間に固定してよい。
粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置が、上述した平坦化スライダー交換器具を備えている。
本発明の好ましい実施態様が、以下で添付の概略的な図面を参照して詳細に説明される。
原材料粉末の層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置を示す図である。 図1による装置に使用されうる平坦化スライダー交換器具の第1の実施態様を示す図である。 図1による装置に使用されうる平坦化スライダー交換器具の第2の実施態様を示す図である。 図3による平坦化スライダー交換器具の受け入れチャンバーの断面図である。
図1は、図2及び図3により詳細に示される平坦化スライダー交換器具12が備え付けられた、累積的な積層造形法によって部品を製造する装置10を示す図である。その装置10は周囲の雰囲気に対して、すなわち、プロセスチャンバー14を取り囲む環境に対して密閉可能であり、装置10のハウジング15に一体とされたプロセスチャンバー14を有している。装置10のキャリア18上に原材料粉末を塗布する機能を有する粉末塗布デバイス16が、プロセスチャンバー14の内部に収容されている。粉末塗布デバイス16は矢印A1、A2によって示されているようにキャリア18に渡って前後に移動可能である。部品がキャリア18上の原材料粉末から層状に積み上げられる際、その部品の製造高さが増すにつれて、キャリア18が垂直方向Vにおける下方向に移動可能とされるように、キャリア18が垂直方向Vに変位可能に設計される。
装置10はキャリア18上に塗布された原材料粉末にレーザー放射を選択的に照射する照射デバイス20をさらに有している。照射デバイス20によって、キャリア18上に塗布された原材料粉末は製造される部品の所望の幾何学的形状に依存して位置選択的な方法でレーザー放射を受けてよい。照射デバイス20は密封することのできるハウジング22を有している。放射ビーム24、特には、レーザービームが、放射源26、特には、例えば約1070から1080nmの波長でレーザー光を放射するダイオード励起イッテルビウムファイバーレーザーを備えうるレーザー源によって提供され、開口28を経由してハウジング22内に向けられる。
照射デバイス20は放射ビーム24を誘導し処理する光学ユニット30をさらに有している。光学ユニット30は、放射ビーム24を広げるビームエキスパンダー、スキャナ、及び対物レンズを備えていてよい。その代わりに、光学ユニット30は集束光学部品とスキャナユニットを含むビームエキスパンダーを有していてもよい。スキャナユニットにより、ビーム路の方向とビーム路に垂直な面内の両方の放射ビーム24の焦点の位置は、変化され、調整されることができる。スキャナユニットは、ガルバノメータースキャナの形式で設計されてよく、対物レンズはf−θ対物レンズでもよい。
装置10の作動中に、製造される部品の第1の層がキャリア18上に塗布された原材料粉末層を放射ビーム24で選択的に照射することによってキャリア18上に作製される。放射ビーム24は製造される部品のCADデータに応じてキャリア18上に塗布された原材料粉末層上に向けられる。製造される部品の第1の層が完成した後で、キャリア18が垂直方向に下げられ、粉末塗布デバイス16による連続的な粉末層の塗布が可能になる。その後、連続的な粉末層が照射デバイス20によって照射される。このようにして、層ごとに、その部品はキャリア18上に積み上げられる。
図2及び図3から明らかになるように、粉末塗布デバイス16はキャリア18上に塗布される原材料粉末を受けかつ貯蔵する粉末チャンバー32を有している。その粉末チャンバー32は粉末供給チャネル36を経由して粉末放出口34に接続している。閉位置と開位置の間で移動可能であり、粉末供給チャネル36を選択的に開閉する機能を有する開閉部品38が粉末供給チャネル32内に配置される。図2及び図3の実施態様において、粉末塗布デバイス16は1つだけの粉末チャンバー32と1つだけの粉末放出口34を有している。しかしながら、粉末塗布デバイス16に2つの粉末チャンバーと2つの粉末放出口を設け、特に特許文献1(EP 2 818 305 A1)に記載されているように粉末塗布デバイス16を設計することも考えられる。
平坦化スライダー40は粉末塗布デバイス16に据え付けられており、滑らかな原材料粉末層の表面を有する均一な原材料粉末層を形成するように、粉末放出口34を経由して粉末塗布デバイス16によってキャリア18上に塗布された原材料粉末を平坦にする機能を有している。必要ならば、粉末塗布デバイス16をキャリア18に渡って動かす際に「空の動き(blank runs)」を避けるために、平坦化スライダー40は特許文献2(EP 2 202 016 B1)に記載されたように設計されてもよい。
平坦化スライダー40は、粉末塗布デバイス16をキャリア18に渡って動かすときに、粉末塗布デバイス16によってキャリア18上に塗布された原材料粉末に渡って滑走する平坦化面42を備えている。平坦化スライダー40の少なくとも平坦化面42は、例えばゴム材料のような弾性材料製である。さらに、平坦化スライダー40には、その平坦化面42の領域において、2つの突出部又はリップ44が設けられている。この平坦化面42の設計は、キャリア18上に塗布された原材料粉末に渡って平坦化スライダー40を導くことによって、滑らかな原材料粉末表面が得られることを確実にする。
取り付け機構46は、粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pにおいて、平坦化スライダー40を取り外し可能に取り付ける機能を有する。取り付け機構46は、粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダーの取り付け位置Pに平坦化スライダー40を偏向させるように適合された少なくとも1つのバイアス部品48a、48bを有している。特に、取り付け機構46は、平坦化スライダー40を第1バイアス方向D1に偏向させるように適合された第1バイアス部品48a及び平坦化スライダー40を第1バイアス方向D1と反対である第2バイアス方向D2に偏向させるように適合された第2バイアス部品48bを有している。図から明らかになるように、平坦化スライダー40を粉末塗布デバイス16内のその平坦化スライダー取り付け位置Pに保持するように、第1及び第2バイアス部品48a、48bが平坦化スライダー40をその間に固定する。
各々のバイアス部品48a、48bは、ばね力を接触部品52a、52bに加えるように適合されたばね部品50a、50bを有している。各々のばね部品50a、50bは凹部54a、54b内に収容され、その凹部54a、54bの底壁に対する第1端部軸受と接触部品52a、52bに対する第2端部軸受を有している。粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pに平坦化スライダー40を偏向させるように、各々の接触部品52a、52bが平坦化スライダー40に対して接触しており、平坦化スライダー40に接触する接触面56a、56bの領域において、平坦化スライダー40に設けられた対応する突出部又は膨らみ部60a、60bと相互に作用し合う凹部58a、58bが設けられている。
平坦化スライダー交換器具12はさらに少なくとも1つの交換平坦化スライダー40’を保管するように適合された保管チャンバー62を有している。交換平坦化スライダー40’は、例えば、平坦化スライダー40がもはや滑らかな原材料粉末層の表面をもたらすことができず、従って交換されねばならない場合に、その平坦化スライダー40を置き換える機能を有する。図に示された器具においては、保管チャンバー62は1つのみの交換平坦化スライダー40’を収容している。しかしながら、保管チャンバー62は複数の交換平坦化スライダー40’を収容するように適合されるように、大きさと寸法を合わせて作られることも考えられる。保管チャンバー62は、その保管チャンバー62を粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pに接続するように適合された接続チャネル64に接続されている。従って、接続チャネル64により、交換平坦化スライダー40’を保管チャンバー62から粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pまで移動させることができる。
図2に示した平坦化スライダー交換器具12の実施態様において、保管チャンバー62が粉末塗布デバイス16内に配置され、その粉末塗布デバイス16がキャリア18に対してその作動位置に配置されるとき、接続チャネル64が粉末塗布デバイス16の中を通って保管チャンバー62から平坦化スライダー取り付け位置Pまで垂直方向に延在している。従って、図2の器具12において、接続チャネル64は、キャリア18からある距離をおいて粉末塗布デバイス16の上側領域内に配置された保管チャンバー62を、キャリア18に近接する粉末塗布デバイス16の下側領域内に配置された平坦化スライダー取り付け位置Pに接続する。バイアス部品48a、48bのばね部品50a、50bを収容する凹部54a、54bが、平坦化スライダー取り付け位置Pに隣接して配置された接続チャネル64の側壁の一部分に設けられている。
それとは反対に、図3による平坦化スライダー交換器具12の実施態様においては、保管チャンバー62は装置10のハウジング15の第1ハウジング部66内に配置され、接続チャネル64が保管チャンバー62から第1ハウジング部66の表面に設けられた開口部68までその装置10の第1ハウジング部66の中を通って垂直方向に延在している。図には示されていないけれども、粉末塗布デバイス16内に配置された第1保管チャンバーと装置10の第1ハウジング部66内に配置された第2保管チャンバーを備えた平坦化スライダー交換器具12を提供することも考えられる。
平坦化スライダー交換器具12はさらに、保管チャンバー62から交換平坦化スライダー40’を取り出し、接続チャネル64を経由して粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pへ交換平坦化スライダー40’を移動させ、交換平坦化スライダー40’を取り付け機構46に係合させるように適合された平坦化スライダー交換機構70を有している。図2による実施態様において、保管チャンバー62から交換平坦化スライダー40’を取り出し、接続チャネル64を経由して粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー取り付け位置Pへ交換平坦化スライダー40’を移動させ、その交換平坦化スライダー40’を取り付け機構46に係合させるために、平坦化スライダー交換機構70が、交換平坦化スライダー40’へ押す力を加えるように適合される。特に、平坦化スライダー交換機構70が、粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダー交換位置Pに交換平坦化スライダー40’を据えるように、交換平坦化スライダー40’を接続チャネル64に沿って保管チャンバー62から押して取り付け機構46に係合させるように、ユーザーによって手動で作動されるように適合された押し棒72を有している。
押し棒72を経由してユーザーによって交換平坦化スライダー40’へ加えられた押す力は、交換平坦化スライダー40’を取り付け機構46に係合させる際に、交換される平坦化スライダー40を取り付け機構46からはずすのに十分である。特に、交換平坦化スライダー40’が接続チャネル46に沿って押され、最終的に接触部品52a、52bの間にまだ保持されている平坦化スライダー40に接触するときに、その平坦化スライダー40はキャリア18の方向の下方向に押される。最後に、平坦化スライダー40に形成された突出部又は膨らみ部60a、60bが接触部品52a、52bの接触面56a、56bに設けられた凹部58a、58bから係合を解かれ、平坦化スライダー40が粉末塗布デバイス16の平坦化スライダー取り付け位置Pから取り外される。
粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダーの取り付け位置Pから取り外された後で、平坦化スライダー40は図2に点線で示されたように、受け入れチャンバー74内に収容される。受け入れチャンバー74は装置10のハウジング15の第2の部分76内に配置される。特に、受け入れチャンバー74は第2ハウジング部76の表面に設けられた凹部によって形成される。平坦化スライダーが粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダーの取り付け位置Pから取り外されるときであり交換平坦化スライダー40’が取り付け機構46に係合されるときに、平坦化スライダーの取り付け位置Pが受け入れチャンバー74の上方に置かれ、使用された平坦化スライダー40が受け入れチャンバー74内に受け入れられるように、粉末塗布デバイス16が第2ハウジング部76に対して簡単に位置を定めることができるので、受け入れチャンバー74を準備することは使用された平坦化スライダー40の交換を単純化する。
図3に示された平坦化スライダー交換器具12の実施態様において、交換平坦化スライダー40’を取り付け機構46に係合させる前に、交換される平坦化スライダー40を粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダーの取り付け位置Pから取り外すように適合された取り外し機構78が設けられている。取り外し機構78は受け入れチャンバー74に隣接して配置され、取り付け機構46から平坦化スライダー40をはずすために、その平坦化スライダー40に吸引力を加えるように適合されたポンプの形式で設計される。その後、さらなる押し棒80が(図4参照)、受け入れチャンバー74内に吸引された平坦化スライダー40を保管位置に押しやるように、手動又は自動のいずれかで作動される。その結果として、さらなる平坦化スライダーが受け入れチャンバー74内に吸引されうり、受け入れチャンバー74を空にすることが幾つかの平坦化スライダーの交換後に必要とされるだけである。
従って、図3による平坦化スライダー交換器具12において、平坦化スライダー40を交換するために、平坦化スライダー交換位置Pが受け入れチャンバー74の上方に置かれるように、粉末塗布デバイス16が最初に第2ハウジング部76に対して位置を定められる。その後、平坦化スライダー40が粉末塗布デバイス16内の平坦化スライダーの交換位置Pから受け入れチャンバー74内に吸引されるように、取り外し機構78が作動される。
その後、平坦化スライダー取り付け位置Pが開口部68の上方に、それにより、第1ハウジング部66の中を通って保管チャンバー62まで延在している接続チャネル64の上方に配置されるように、粉末塗布デバイス16が第1ハウジング部66に対して位置を定められる。次に、自動的に作動される押し棒72を経由して押す力を加えることによって、交換平坦化スライダー40’が保管チャンバー62から取り出され、接続チャネル64に沿って移動させられ、最後に取り付け機構46に係合させられる。
本発明が特定の実施態様を参照してこれまで記載されたが、上述した特定の実施態様の特徴は必要に応じて交換されうる。例えば、図2による平坦化スライダー交換器具12には図3及び図4を参照して記載された、取り外し機構78及びさらなる押し棒80を設けることもできる。さらに、平坦化スライダー交換器具12は、押し棒72の代わり又は押し棒72に加えて、保管チャンバー62から交換平坦化スライダー40’を取り出し、接続チャネル64に沿って交換平坦化スライダー40’を移動させ、交換平坦化スライダー40’を取り付け機構46に係合させるために、交換平坦化スライダー40’へ吸引力を加えるデバイスを有していてもよい。さらに、平坦化スライダー交換器具12は、自動的に作動してもよい。

Claims (15)

  1. 粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置(10)に使用される平坦化スライダー交換器具(12)であって、
    原材料粉末をキャリア(18)上に塗布するように適合された粉末塗布デバイス(16)と、
    前記粉末塗布デバイス(16)によって前記キャリア(18)上に塗布された前記原材料粉末を平坦にするように適合された平坦化スライダー(40)と、
    前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)において、前記平坦化スライダー(40)を取り外し可能に取り付けるように適合された取り付け機構(46)と、
    少なくとも1つの交換平坦化スライダー(40’)を保管するように適合された保管チャンバー(62)であって、前記保管チャンバー(62)が、該保管チャンバー(62)を前記粉末塗布デバイス(16)内の前記平坦化スライダー取り付け位置(P)に接続するように適合された接続チャネル(64)に接続された保管チャンバーと、
    前記保管チャンバー(62)から前記交換平坦化スライダー(40’)を取り出し、前記接続チャネル(64)を経由して前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)へ前記交換平坦化スライダー(40’)を移動させ、前記交換平坦化スライダーを前記取り付け機構(46)に係合させるように適合された平坦化スライダー交換機構(70)と
    を有するものであることを特徴とする平坦化スライダー交換器具(12)。
  2. 前記保管チャンバー(62)から前記交換平坦化スライダー(40’)を取り出し、前記接続チャネル(64)を経由して前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)へ前記交換平坦化スライダー(40’)を移動させ、前記交換平坦化スライダー(40’)を前記取り付け機構(46)に係合させるために、前記平坦化スライダー交換機構(70)が、前記交換平坦化スライダー(40’)へ吸引力及び/又は押す力を加えるように適合され、
    前記交換平坦化スライダー(40’)へ加えられた吸引力及び/又は押す力が、特に、前記交換平坦化スライダー(40’)を前記取り付け機構(46)に係合させる際に、前記平坦化スライダー(40)を前記取り付け機構(46)からはずすのに十分であることを特徴とする請求項1に記載の平坦化スライダー交換器具。
  3. 前記平坦化スライダー交換機構(70)が、前記交換平坦化スライダー(40’)を前記取り付け機構(46)に係合させる前に、前記平坦化スライダー(40)を前記粉末塗布デバイス(16)内の該平坦化スライダーの取り付け位置(P)から取り外すように適合された取り外し機構(78)を有し、
    前記取り外し機構(78)は前記平坦化スライダー(40)に吸引力及び/又は押す力を加えるように適合されたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の平坦化スライダー交換器具。
  4. 前記保管チャンバー(62)が前記粉末塗布デバイス(16)内に配置され、前記接続チャネル(64)が前記粉末塗布デバイス(16)の中を通って前記保管チャンバー(62)から前記平坦化スライダー取り付け位置(P)まで延在し、及び/又は、
    前記保管チャンバー(62)が前記装置(10)の第1ハウジング部(66)内に配置され、前記装置(10)の第1ハウジング部(66)の中を通って延在する接続チャネル(64)が前記保管チャンバーを前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)へ接続するように、前記粉末塗布デバイス(16)が前記装置(10)の第1ハウジング部(66)に対して位置決め可能であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の平坦化スライダー交換器具。
  5. 前記平坦化スライダー(40)が前記粉末塗布デバイス(16)内の該平坦化スライダーの取り付け位置(P)から取り外されるときに、前記平坦化スライダー交換機構(70)が、前記平坦化スライダー(40)を受け入れるように適合された受け入れチャンバー(74)を有しており、
    前記受け入れチャンバー(74)が、特に1つより多い平坦化スライダー(40)を収容するように構成され、及び/又は、特に前記装置(10)の第2ハウジング部(76)内に配置されており、
    前記平坦化スライダー(40)が前記粉末塗布デバイス(16)内の該平坦化スライダーの取り付け位置(P)から取り外される際に前記平坦化スライダー(40)が前記受け入れチャンバー(74)内に受け入れられるように、前記粉末塗布デバイス(16)が特に前記装置(10)の前記第2ハウジング部(76)に対して位置決め可能であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の平坦化スライダー交換器具。
  6. 前記取り付け機構(46)は前記粉末塗布デバイス(16)内の前記平坦化スライダーの取り付け位置(P)に前記平坦化スライダー(40)を偏向させるように適合された少なくとも1つのバイアス部品(48a、48b)を有しており、
    前記少なくとも1つのバイアス部品(48a、48b)は特に接触部品(52a、52b)にばね力を加えるように適合されたばね部品(50a、50b)を有しており、
    前記粉末塗布デバイス(16)内の前記平坦化スライダーの取り付け位置(P)に前記平坦化スライダーを偏向させるように、前記接触部品(52a、52b)が特に前記平坦化スライダー(40)に対して接触するように適合されたものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の平坦化スライダー交換器具。
  7. 前記バイアス部品(48a、48b)により前記粉末塗布デバイス(16)内の前記平坦化スライダーの取り付け位置(P)に前記平坦化スライダー(40)を偏向させるときに前記平坦化スライダー(40)に接触する接触面(56a、56b)の領域において、前記接触部品(52a、52b)には凹部(58a、58b)が設けられており、該凹部(58a、58b)が前記平坦化スライダー(40)に設けられた対応する突出部(60a、60b)と相互に作用し合うように適合されていることを特徴とする請求項6に記載の平坦化スライダー交換器具。
  8. 前記取り付け機構(46)が前記平坦化スライダー(40)を第1バイアス方向(D1)に偏向させるように適合された第1バイアス部品(48a)及び前記平坦化スライダー(40)を前記第1バイアス方向(D1)と反対である第2バイアス方向(D2)に偏向させるように適合された第2バイアス部品(48b)を有しており、前記第1及び第2バイアス部品(48a、48b)が前記平坦化スライダー(40)を該第1及び第2バイアス部品(48a、48b)の間に固定するように適合されたものであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の平坦化スライダー交換器具。
  9. 粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置(10)に使用される平坦化スライダー交換器具(12)の作動方法であって、
    原材料粉末をキャリア(18)上に塗布するように適合された粉末塗布デバイス(16)を準備する工程と、
    前記粉末塗布デバイス(16)によって前記キャリア(18)上に塗布された前記原材料粉末を平坦にするように適合された平坦化スライダー(40)を準備する工程と、
    取り付け機構(46)によって、前記平坦化スライダー(40)を前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)に取り付ける工程と、
    少なくとも1つの交換平坦化スライダー(40’)を保管チャンバー(62)内に保管する工程であって、ここで、前記保管チャンバー(62)が、該保管チャンバー(62)を前記粉末塗布デバイス(16)内の前記平坦化スライダー取り付け位置(P)に接続するように適合された接続チャネル(64)に接続されている工程と、
    前記保管チャンバー(62)から前記交換平坦化スライダー(40’)を取り出し、前記接続チャネル(64)を経由して前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)へ前記交換平坦化スライダー(40’)を移動させ、平坦化スライダー交換機構(70)によって前記交換平坦化スライダーを前記取り付け機構(46)に係合させる工程と
    を有することを特徴とする方法。
  10. 前記保管チャンバー(62)から前記交換平坦化スライダー(40’)を取り出し、前記接続チャネル(64)を経由して前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)へ前記交換平坦化スライダー(40’)を移動させ、前記交換平坦化スライダー(40’)を前記取り付け機構(46)に係合させるために、前記平坦化スライダー交換機構が、前記交換平坦化スライダー(40’)へ吸引力及び/又は押す力を加え、
    前記交換平坦化スライダー(40’)へ加えられた吸引力及び/又は押す力が、特に、前記交換平坦化スライダー(40’)を前記取り付け機構(46)に係合させる際に、前記平坦化スライダー(40)を前記取り付け機構(46)からはずすのに十分とされることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 前記交換平坦化スライダー(40’)を前記取り付け機構(46)に係合させる前に、前記平坦化スライダー(40)が取り外し機構(78)によって前記粉末塗布デバイス(16)内の該平坦化スライダーの取り付け位置(P)から取り外され、前記取り外し機構(78)が前記平坦化スライダー(40)に吸引力及び/又は押す力を加えることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の方法。
  12. 前記保管チャンバー(62)が前記粉末塗布デバイス(16)内に配置され、前記接続チャネル(64)が前記粉末塗布デバイス(16)の中を通って前記保管チャンバー(62)から前記平坦化スライダー取り付け位置(P)まで延在し、及び/又は、
    前記保管チャンバー(62)が前記装置(10)の第1ハウジング部(66)内に配置され、前記装置(10)の第1ハウジング部(66)の中を通って延在する接続チャネル(64)が前記保管チャンバーを前記粉末塗布デバイス(16)内の平坦化スライダー取り付け位置(P)へ接続するように、前記粉末塗布デバイス(16)が前記装置(10)の第1ハウジング部(66)に対して位置決め可能であることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記平坦化スライダー(40)が前記粉末塗布デバイス(16)内の該平坦化スライダーの取り付け位置(P)から取り外されるときに、前記平坦化スライダー(40)が受け入れチャンバー(74)内に受け入れられ、
    前記受け入れチャンバー(74)が特に前記装置(10)の第2ハウジング部(76)内に配置され、
    前記平坦化スライダー(40)が前記粉末塗布デバイス(16)内の該平坦化スライダーの取り付け位置(P)から取り外される際に前記平坦化スライダー(40)が前記受け入れチャンバー(74)内に受け入れられるように、前記粉末塗布デバイス(16)が特に前記装置(10)の前記第2ハウジング部(76)に対して位置決め可能であることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記平坦化スライダー(40)は少なくとも1つのバイアス部品(48a、48b)によって該平坦化スライダーの取り付け位置(P)に偏向させられ、
    前記少なくとも1つのバイアス部品(48a、48b)は特に接触部品(52a、52b)にばね力を加えるばね部品(50a、50b)を有しており、
    前記粉末塗布デバイス(16)内の前記平坦化スライダーの取り付け位置(P)に前記平坦化スライダーを偏向させるように、前記接触部品(52a、52b)が特に前記平坦化スライダー(40)に対して接触することを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載された平坦化スライダー交換器具(12)を備えることを特徴とする、粉末層に電磁波放射又は粒子線を照射することによって三次元加工物を製造する装置(10)。
JP2016217706A 2015-11-10 2016-11-08 三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具 Expired - Fee Related JP6347493B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15193831.3A EP3168033B1 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Leveling slider exchange arrangement for use in an apparatus for manufacturing three-dimensional work pieces
EP15193831.3 2015-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017089006A true JP2017089006A (ja) 2017-05-25
JP6347493B2 JP6347493B2 (ja) 2018-06-27

Family

ID=54548033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016217706A Expired - Fee Related JP6347493B2 (ja) 2015-11-10 2016-11-08 三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10413997B2 (ja)
EP (1) EP3168033B1 (ja)
JP (1) JP6347493B2 (ja)
CN (1) CN106944621B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190029164A (ko) * 2017-09-12 2019-03-20 한국생산기술연구원 분말소결방식 금속3d프린터용 균일 분말 도포 장치 및 이를 이용한 균일 분말 도포 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017124177A1 (de) 2017-10-17 2019-04-18 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Werkzeugwechsel bei der generativen Fertigung
EP3536484B1 (en) * 2018-03-09 2021-01-20 CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH Build material application device
US11167375B2 (en) 2018-08-10 2021-11-09 The Research Foundation For The State University Of New York Additive manufacturing processes and additively manufactured products
EP3976350A4 (en) * 2019-05-28 2023-02-15 Vulcanforms Inc. COVERING SYSTEM FOR ADDITIVE MANUFACTURING

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060219163A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Christian Merot Recoater blade reservoir and adjustment mechanism for stereolithography rapid-prototyping systems that allows removal and replacement of the blade-reservoir without adjustment to the blade height or rake settings
US20080156263A1 (en) * 2006-11-22 2008-07-03 Eos Gmbh Electro Optical Systems Apparatus for manufacturing a three-dimensional object layer by layer
WO2014191200A1 (de) * 2013-05-28 2014-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum aufrakeln eines pulvers
US20140377117A1 (en) * 2013-06-25 2014-12-25 Slm Solutions Gmbh Powder application apparatus and method of operating a powder application apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2191922B1 (de) 2008-11-27 2011-01-05 MTT Technologies GmbH Träger- und Pulverauftragsvorrichtung für eine Anlage zur Herstellung von Werkstücken durch Beaufschlagen von Pulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung
GB2482010B (en) * 2010-07-14 2012-06-27 Upcycle Holdings Ltd Applicator device for plastic moulding machine
JP2014125643A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Honda Motor Co Ltd 三次元造形装置および三次元造形方法
JP6200969B2 (ja) * 2013-02-27 2017-09-20 エスエルエム ソルーションズ グループ アーゲー 調整された微細構造を備えるワークピースの製造装置及び製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060219163A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Christian Merot Recoater blade reservoir and adjustment mechanism for stereolithography rapid-prototyping systems that allows removal and replacement of the blade-reservoir without adjustment to the blade height or rake settings
US20080156263A1 (en) * 2006-11-22 2008-07-03 Eos Gmbh Electro Optical Systems Apparatus for manufacturing a three-dimensional object layer by layer
WO2014191200A1 (de) * 2013-05-28 2014-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum aufrakeln eines pulvers
US20140377117A1 (en) * 2013-06-25 2014-12-25 Slm Solutions Gmbh Powder application apparatus and method of operating a powder application apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190029164A (ko) * 2017-09-12 2019-03-20 한국생산기술연구원 분말소결방식 금속3d프린터용 균일 분말 도포 장치 및 이를 이용한 균일 분말 도포 방법
KR102002003B1 (ko) 2017-09-12 2019-07-22 한국생산기술연구원 분말소결방식 금속3d프린터용 균일 분말 도포 장치 및 이를 이용한 균일 분말 도포 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3168033A1 (en) 2017-05-17
CN106944621A (zh) 2017-07-14
US10413997B2 (en) 2019-09-17
CN106944621B (zh) 2019-02-05
EP3168033B1 (en) 2018-03-14
JP6347493B2 (ja) 2018-06-27
US20170129049A1 (en) 2017-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6347493B2 (ja) 三次元加工物を製造する装置に使用される平坦化スライダー交換器具
JP2017078224A (ja) カメラを有する粉末塗布器具
US10029308B2 (en) Three dimensional printer
JP6284993B2 (ja) 改善されたガス流を有する三次元加工物の製造装置
JP6360127B2 (ja) 三次元加工品を製造するための装置において用いる開梱システム
JP6177412B1 (ja) 積層造形装置
US10046393B2 (en) Three dimensional printer
EP3167980A1 (en) Unpacking device allowing residual raw material powder removal
JP2014125643A (ja) 三次元造形装置および三次元造形方法
JP6186332B2 (ja) 三次元ワークピースの製造器械に用いる粉末加工処理装置及び粉末加工処理方法
JP2015178192A (ja) ノズル、積層造形装置、および積層造形物の製造方法
US10758979B2 (en) Recoating device for additive manufacturing
JP6167195B2 (ja) 三次元造形装置および三次元造形方法
KR20160141144A (ko) 3차원 레이저 소결 프린터 장치
JP2016060169A (ja) 積層造形装置及び積層造形方法
JP6150871B2 (ja) 三次元ワークピースの製造装置において用いられる接触装置
JP2019142017A (ja) 付加製造装置
CN110435141B (zh) 添加式地制造三维物体的装置
JP2011127192A (ja) 3次元造形物製造装置
US10376959B2 (en) Lamination molding apparatus
JP6762557B2 (ja) 粉末床溶融結合装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20171116

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20171117

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20171117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180409

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180424

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180524

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6347493

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees