JP2018204071A - 3次元積層造形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の第1の実施形態に係る3次元積層造形装置の全体構成について、図2を参照して説明する。図2は、第1の実施形態に係る3次元積層造形装置20の全体構成例を示す概略断面図である。図2において、3次元積層造形装置20のベースプレート9の移動方向(鉛直方向)をZ方向とし、Z方向に垂直な第1の方向をX方向、Z方向及びX方向に垂直な第2の方向をY方向とする。
上述した第1の実施形態では、造形物と仮焼結体との境界線が所定数のエリアに分割され、分割された各エリアが、電子ビームによって規則正しいルールに従って時間的及び空間的に間欠的に照射される。したがって、上述した第1の実施形態によれば、電子ビームにより与えられる入熱エネルギーが、造形物と仮焼結体との境界線上の場所(エリア)によって偏ってしまうことを防ぐことができる。したがって、溶融によって生成される造形物12の表面の組成、精度、粗さ等が、造形物12の周上の場所に関わらず等しくなり、その結果、造形物12の品質が向上する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、走査順決定部362は、エリアの分割数Aと、輪郭溶融の軌跡の周回回数Bとを、下記に示す第1の条件又は第2の条件を満たす値に設定する。そして、電子ビームによる照射を、“(周回回数B−1)”の値に設定されるスキップ数でエリアを飛ばしながら(スキップしながら)、周回回数Bに設定された周数分だけ行う。
上述した第2の実施形態では、造形物と仮焼結体との境界線を分割する場合の分割数(エリアの分割数A)と、造形物と仮焼結体との境界線の一周あたりに行われる電子ビームによる照射数A/Bとが、上述の第1の条件又は第2の条件に基づいて設定される。これにより、同一のスキップ数(ステップ数)で、指定のB周回って電子ビームが走査することにより、輪郭溶融の軌跡を構成するすべてのエリアが照射される。したがって、第2の実施形態によれば、電子ビームにより与えられる入熱エネルギーの、造形物と仮焼結体との境界線上の場所(エリア)による偏りが、より起こりにくくなる。したがって、溶融によって生成される造形物12の表面の組成、精度、粗さ等が、造形物12の場所に関わらず等しくなり、その結果、造形物12の品質が向上する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、走査順決定部362は、輪郭溶融の軌跡をいくつかのエリアに分ける場合の1エリアの長さLと、エリアのスキップ数aとを設定する。そして、電子ビームによる照射を、エリアをスキップ数aに設定されたエリア数分飛ばしながら行う。その結果、輪郭溶融の軌跡を構成するすべてのエリアに対する照射が完了する前に、電子ビームが始点に戻る場合には、電子ビームによる走査を始点から再び同じ進行方向で開始させることにより、未照射のエリアを照射する。また、1エリアの長さLに基づいて輪郭溶融の軌跡を分割した結果、長さLに満たない長さを有する余りのエリアが発生する場合には、余りのエリア以外のエリアの照射が完了した後に、余りのエリアの照射を行う。
Claims (8)
- 鉛直方向に移動するベースプレートと、
前記ベースプレートの上面に、粉末試料からなる粉末層を積層する粉末供給部と、
ビームを発生するビーム発生部と、
3次元構造物のデータに基づいて計画された走査順で、前記ビーム発生部で発生された前記ビームが前記ベースプレートに積層された前記粉末層の各照射スポットに照射されるよう制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記3次元構造物のデータに基づいて形成される造形物と前記粉末層との境界線を所定数のエリアに分割するとともに、前記走査順として、前記分割された各エリアが間欠的に照射される順番を設定する
3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記エリアの分割数を、前記ビームが前記境界線を走査する場合における前記ビームによる前記境界線の周回回数と、前記境界線一周あたりの前記ビームによる照射回数とを乗算して得られる数に設定するとともに、前記走査順を、前記ビームが前記境界線を一周する毎に、前記ビームが照射する前記エリアが一分割領域分ずれる順番に設定する
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記エリアの分割数と、前記境界線一周あたりの前記ビームによる照射回数とを、前記分割数に設定される値Aが前記照射回数に設定される値B以上となり、かつ、前記値Aの約数が前記値Bの約数以外の整数となる第1の条件、又は、前記値Aが前記値B以上となり、かつ、前記値Aが前記値Bの1を除く約数の倍数以外の整数となる第2の条件を満たす値にそれぞれ設定するとともに、前記走査順を、前記ビームが前記境界線を一周する毎に、前記ビームが照射する前記エリアが(値B−1)ずつずれる順番に設定する
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記分割する各エリアの長さと、前記エリアを前記ビームが間欠的に照射する場合に前記ビームが飛ばす前記エリアの数とを、それぞれ所定数に設定するとともに、前記走査順を、前記ビームが飛ばす前記エリアの数として設定された値a分だけ、前記ビームが前記エリアを飛ばしながら照射できる順番に設定する
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記ビームが前記値a分だけ前記エリアを飛ばしながら照射を行った場合であって、前記境界線を構成するすべてのエリアが照射される前に、前記ビームが前記境界線の始点に戻ってしまう場合には、前記ビームによる照射が行われていない未照射のエリアを前記ビームに照射させる制御を行う
請求項4に記載の3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記分割する各エリアの長さと、前記エリアを前記ビームが間欠的に照射する場合に前記ビームが飛ばす前記エリアの数とを設定する場合であって、前記エリアの長さを満たさない余りのエリアが発生する場合には、前記余りのエリア以外のエリアの前記ビームによる照射の完了後に、前記ビームに前記余りのエリアを照射させる制御を行う
請求項4に記載の3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記分割する各エリアの長さと、前記エリアを前記ビームが間欠的に照射する場合に前記ビームが飛ばす前記エリアの数とを設定する場合に、前記分割する各エリアの長さを、前記エリアの長さを満たさない余りのエリアが発生しない長さに設定する
請求項4に記載の3次元積層造形装置。 - 前記制御部は、前記分割する各エリアの長さを、前記境界線が形成する角度が180度から離れるほど小さな値に設定する
請求項4〜7のいずれか一項に記載の3次元積層造形装置。
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WO2015133138A1 (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 三次元形状造形物の製造方法 |
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