JP2017149004A - 粉末焼結積層装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】造形テーブル4上に供給された繊維含有樹脂粉末2を平坦化手段7で所定厚さの粉末層6にし、造形テーブル4上の粉末層6の所定箇所にレーザー光照射手段からレーザー光を照射し、レーザー光が照射された部分の粉末層6を焼き固めて固化層37を形成し、複数の固化層37を積層一体化して3次元造形物38を造形テーブル4上に形成する粉末焼結積層装置1である。平坦化手段7は、移動方向が異なる第1のブレード7aと第2のブレード7bからなっている。第1のブレード7aと第2のブレード7bの造形テーブル4上における移動軌跡が直交するようになっている。第1のブレード7aと第2のブレード7bは、造形テーブル4上を交互に移動させられる。
【選択図】図1
Description
(粉末焼結積層装置の構造)
図1は、本発明の第1実施例に係る粉末焼結積層装置1の一部を取り除いて示す平面図である。また、図2(a)は、図1のA1−A1線に沿って切断して示す粉末焼結積層装置1の断面図である。また、図2(b)は、図1のA2−A2線に沿って切断して示す粉末焼結積層装置1の断面図である。
図3(a)〜(c)は、本実施例に係る粉末焼結積層装置1の第1の作動を説明するための図である。この第1の作動において、第1のブレード7aは、第1停止位置S1から第2停止位置S2まで第1のブレード駆動手段13によって移動させられることにより、第1粉末材料タンク3a内の樹脂粉末2を造形テーブル4上に運ぶと共に、造形テーブル4上に所定の厚さの粉末層6を形成し、余剰樹脂粉末2を第3粉末材料タンク3c内に収容する。その後、粉末焼結積層装置1は、レーザー光照射手段10から造形テーブル4上の粉末層6の所定箇所にレーザー光8を照射し、レーザー光8が照射された部分の粉末層6を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第1の固化層37が造形テーブル4上に形成される(図2(b)参照)。なお、この粉末焼結積層装置1の第1の作動において、第2のブレード7bは第3停止位置S3に停止している。
以上のように本実施例に係る粉末焼結積層装置1は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末2を使用した場合、積み重ねられた固化層37,37同士の繊維40,40の方向が直交するように交互に重ねられているため、3次元造形物38の強度及び寸法精度が方向によって(例えば、X−Y平面上のX軸方向とY軸方向とで)大きく相違することがない。
図8乃至図11は、粉末焼結積層装置1の変形例を示す図である。本変形例に係る粉末焼結積層装置1は、第1のブレード7aが第1停止位置S1と第2停止位置S2との間を一往復した後、第2のブレード7bが第3停止位置S3と第4停止位置S4との間を一往復するようになっており、第1のブレード7aと第2のブレード7bとが一往復毎に交互に造形テーブル4上を移動させられるようになっている。以下、本変形例に係る粉末焼結積層装置1の第1乃至第4の作動を詳述する。
図12は、本発明の第2実施例に係る粉末焼結積層装置41の平面図を簡素化して記載したものである。この図12に示す本実施例に係る粉末焼結積層装置41は、第1のブレード駆動手段42と第2のブレード駆動手段43が第1実施例の第1のブレード駆動手段13と第2のブレード駆動手段15と異なる。すなわち、本実施例に係る第1のブレード駆動手段42は、第1のブレード44(第1の平坦化手段)が固定された揺動アーム45と、この揺動アーム45を作業台14に揺動可能に支持する揺動支持軸46と、この揺動支持軸46を介して揺動アーム45を回動させるモータ47と、を有している。また、第2のブレード駆動手段43は、第2のブレード48(第2の平坦化手段)が固定された揺動アーム50と、この揺動アーム50を作業台14に揺動可能に支持する揺動支持軸51と、この揺動支持軸51を介して揺動アーム50を回動させるモータ52と、を有している。なお、モータ47,52は、図示しないギヤトレインを介して揺動支持軸46,51に接続されている。
本発明に係る粉末焼結積層装置は、上記第1及び第2実施例とその変形例に係る粉末焼結積層装置1,41に限定されず、第1のブレード7a,44によって形成される粉末層6と第2のブレード7b,48によって形成される粉末層6とが造形テーブル4上に積み重ねられるように構成し、繊維40の方向が交差する固化層37が造形テーブル4上に積み重ねられて、3次元造形物38の強度及び寸法精度が方向によって(例えば、X−Y平面上のX軸方向とY軸方向とで)大きく相違することがなければよい。例えば、本発明に係る粉末焼結積層装置は、第1のブレード7a,44と第2のブレード7b,48で3層毎に交互に粉末層6及び固化層37を形成し、三層の固化層毎に繊維40,40の方向が公差する3次元造形物38を形成するようにしてもよい。また、本発明に係る粉末焼結積層装置は、第1実施例において、第1のブレード7aに第1の作動を実行させた後に、第2のブレード7bに第2及び第4の作動を実行させ(一往復させ)、その後に第1のブレード7aに第3の作動を実行させるようにしてもよい。また、図8乃至図11に示す変形例に係る粉末焼結積層装置1は、最上部の粉末層6を形成する場合、第1のブレード7aの第1の作動(往路方向への作動)、又は第2のブレード7bの第3の作動(往路方向への作動)のみを生じさせてもよい。この場合、最上部の粉末層6を第1のブレード7aの第1の作動で形成する場合には、直前(最上部の粉末層6の下)の粉末層6を第2のブレード7bで形成することが好ましい。また、最上部の粉末層6を第2のブレード7bの第3の作動で形成する場合には、直前(最上部の粉末層6の下)の粉末層6を第1のブレード7bで形成することが好ましい。
Claims (5)
- 造形テーブル上を移動し、前記造形テーブル上に供給された粉末材料を所定厚さの粉末層にする平坦化手段と、
前記造形テーブル上の前記粉末層の所定箇所にレーザー光を照射し、前記レーザー光が照射された部分の前記粉末層を焼き固めて固化層を形成するレーザー光照射手段と、を有し、
前記造形テーブル上に複数の前記固化層を積層一体化して、3次元造形物を形成する粉末焼結積層装置において、
前記平坦化手段は、移動方向が異なる第1の平坦化手段と第2の平坦化手段からなり、
前記第1の平坦化手段は、前記造形テーブル上における移動軌跡が前記第2の平坦化手段の前記造形テーブル上における移動軌跡と交差するようになっており、
前記造形テーブル上には、前記第1の平坦化手段が移動させられることにより形成される前記粉末層と、前記第2の平坦化手段が移動させられることにより形成される前記粉末層と、が積み重ねられる、
ことを特徴とする粉末焼結積層装置。 - 前記第1の平坦化手段と前記第2の平坦化手段は、前記造形テーブル上を交互に移動させられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の粉末焼結積層装置。 - 前記第1の平坦化手段と前記第2の平坦化手段は、前記造形テーブル上を一往復毎に交互に移動させられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の粉末焼結積層装置。 - 前記第1の平坦化手段は、前記造形テーブル上における移動軌跡が前記第2の平坦化手段の前記造形テーブル上における移動軌跡と直交するようになっている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の粉末焼結積層装置。 - 前記粉末材料は、繊維含有樹脂粉末である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粉末焼結積層装置。
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