JP2018080393A - 加工温度制御で三次元工作物を製造する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
12 三次元工作物
14 加工室
16 担体(キャリア)
18 原料粉末
20 照射器
22、24 照射源
26、32 光学ユニット
28、34 光学素子
38 熱伝達装置
42 制御部
44、52 冷却エネルギー源
50 熱伝達器(熱伝達装置)
54 熱伝達回路
Claims (13)
- 三次元工作物(12)を製造する装置(10)であって、
原料粉末(18)を受け入れる担体(16)を収容する加工室(14)と、
前記担体(16)上の前記原料粉末(18)に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射すて照射器(20)であって、付加積層構築法によって前記原料粉末(18)から三次元工作物(12)を製造し、少なくとも1つの照射源(22、24)、及び複数の光学素子(28、34)を有する少なくとも1つの光学ユニット(26、32)を備えた照射器(20)と、
熱源(40;22、24)から発生した熱を、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達するように構成された熱伝達装置(38)と、を備える、装置において、
前記装置(10)が、前記熱伝達装置(38)を制御する制御部(42)であって、前記熱伝達装置(38)を制御して前記照射器(20)の少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度を調整する制御部を備え、
前記熱伝達装置(38)が熱伝達回路(54)をさらに備え、該熱伝達回路を熱伝達流体が循環し、前記熱伝達回路が、前記熱源(40;22、42)に、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に熱的に連結されて、前記熱源(40;22、42)から発生した熱を、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達し、
前記熱伝達装置(38)が、さらに、冷却エネルギー源(44;52)によって生成された冷却エネルギーを、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達するように構成されている、ことを特徴とする装置。 - 前記制御部(42)が前記熱伝達装置(38)を制御するように構成され、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度が温度設定値を下回ると、前記熱源(40;22、24)から発生した熱が、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達され、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度を上昇させ、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度が、前記温度設定値を超えるか又は前記温度設定値と等しいとき、前記熱源(40;22、24)から発生した熱が、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達することが遮断される、請求項1に記載の装置。
- 前記制御部(42)が前記熱伝達装置(38)を制御するように構成され、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度が、前記温度設定値を超えるか又は前記温度設定値と等しいとき、前記冷却エネルギー源(44;52)によって生成された前記冷却エネルギーが、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達され、前記照射器(20)の少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度を実質的に前記温度設定値に調整する、請求項2に記載の装置。
- 前記加工室(14)にシールドガスを供給するように構成されたシールドガス供給システム(46、48)と、
前記加工室(14)に供給される前記シールドガスに熱を伝達するように構成された更なる熱伝達器(50)と、をさらに備え、
前記制御部(42)が、前記更なる熱伝達器(50)を制御して、前記加工室(14)に供給される前記シールドガスの温度を調整するように構成される、請求項1〜3の何れか一項に記載の装置。 - 前記制御部(42)が前記更なる熱伝達器(50)を制御するように構成され、前記加工室(14)全体の温度が更なる温度設定値を下回ると、前記加工室(14)に供給される前記シールドガスの温度が上昇し、前記加工室(14)全体の温度が前記更なる温度設定値を超えると、前記加工室(14)に供給される前記シールドガスの温度が低下する、請求項4に記載の装置。
- 前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度の前記温度設定値が、前記加工室(14)全体の温度の前記更なる温度設定値と等しいか又は前記更なる温度設定値よりも大きい、請求項5に記載の装置。
- 前記制御部(42)が前記熱伝達装置(38)及び前記更なる熱伝達器(50)を制御するように構成され、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度の勾配が、前記加工室(14)全体の温度の勾配と実質的に等しくなる、請求項4〜6の何れか一項に記載の装置。
- 前記制御部(42)が前記熱伝達装置(38)を制御するように構成され、前記装置(10)がウォームアップモードにあるとき、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度が前記温度設定値まで上昇し、前記装置(10)が加工モードにあるとき、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度が、前記温度設定値において実質的に一定に維持され、及び/又は、
前記制御部(42)が前記更なる熱伝達器(50)を制御するように構成され、前記装置(10)がそのウォームアップモードにあるとき、前記加工室(14)全体の温度が前記更なる温度設定値まで上昇し、前記装置(10)がその加工モードにあるとき、前記加工室(14)全体の温度が、前記更なる温度設定値において実質的に一定に維持される、請求項4〜7の何れか一項に記載の装置。 - 前記熱伝達装置(38)が、第1の熱交換器(56)によって前記熱源(40;22、42)に、そして、少なくとも1つの第2の熱交換器(58)によって前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に熱的に連結されて、前記熱源(40;22、42)から発生した熱を、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達する、請求項1〜8の何れか一項に記載の装置。
- 前記熱伝達回路(54)が少なくとも1つの分配ライン(60、62)を備え、該少なくとも1つの分配ラインが、前記少なくとも1つの第2の熱交換器(58)に接続され、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に熱的に連結された前記少なくとも1つの第2の熱交換器(58)を介して前記熱伝達回路(54)を循環する熱伝達流体を選択的に導くように構成される、請求項9に記載の装置。
- 前記熱伝達回路(54)が、さらに、該熱伝達回路(54)のバイパスライン(66)に配置された第3の熱交換器(65)によって、前記冷却エネルギー源(44;52)に熱的に連結されて、該冷却エネルギー源(44;52)によって生成された冷却エネルギーを、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達する、請求項1〜9の何れか一項に記載の装置。
- 前記更なる熱伝達器(50)が、更なる熱源(52)であって、前記加工室(14)に供給される前記シールドガスに作用してその温度を調整するように構成された前記更なる熱源を備え、該更なる熱源(52)が前記第3の熱交換器(65)の形態により設けられる、請求項11に記載の装置。
- 装置(10)を操作する方法であって、
三次元工作物(12)を製造するように構成された前記装置(10)が、s
原料粉末を受け入れる担体(16)を収容する加工室(14)と、
前記担体(16)上の前記原料粉末(18)に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射する照射器であって、付加積層構築法によって前記原料粉末(18)から三次元工作物(12)を製造し、少なくとも1つの照射源(22、24)、及び複数の光学素子(28、34)を有する少なくとも1つの光学ユニット(26、32)を備えた照射器(20)と、
熱伝達装置(38)であって、該熱伝達装置(38)の熱源(40;22、24)から発生した熱を、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達するように構成された熱伝達装置と、を備える方法において、
前記方法が、前記熱伝達装置(38)を制御して、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)の温度を調整する段階を含み、前記熱伝達装置(38)が熱伝達回路(54)を備え、熱伝達流体が前記熱伝達回路を循環し、該熱伝達回路が、前記熱源(40;22、42)に、そして、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に熱的に連結されて、前記熱源(40;22、42)から発生した熱を、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達し、
前記熱伝達装置(38)が、さらに、冷却エネルギー源(44;52)によって生成された冷却エネルギーを、前記照射器(20)の前記少なくとも1つの光学ユニット(26、32)に伝達するように構成されている、ことを特徴とする方法。
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