JP2019070178A - 積層造形装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、所望の積層造形物の形状を所定厚で分割してなる分割層ごとに、鉛直1軸方向に移動可能な造形テーブル上に前記所定厚の材料粉体層を形成し、続いて前記材料粉体層の所定箇所にレーザ光を照射することで焼結層を形成することを繰り返すことによって積層造形物を形成するように構成される積層造形装置であって、バイトを有する加工ヘッドを備え、前記バイトは、前記積層造形物に対して前記造形テーブルに平行な面と前記造形テーブルに垂直で且つ互いに垂直な2つの面の形削りを実施可能に構成され、前記加工ヘッドは、前記バイトを前記造形テーブルと平行な水平2軸方向に移動可能とし、且つ前記鉛直1軸方向に中心軸を有して旋回可能とする、積層造形装置が提供される。
【選択図】図1
Description
好ましくは、前記加工ヘッドは、前記バイトが第1及び第2状態の何れか一方であるように旋回可能に構成され、前記第2状態とは、前記第1状態である前記バイトを90度旋回させた状態である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る積層造形装置の概略構成図である。図1に示すように、本発明の実施形態に係る積層造形装置は、チャンバ1とレーザ光照射部13とを有する。
次に、不活性ガス給排系統について説明する。不活性ガス給排系統は、チャンバ1に設けられる複数の不活性ガスの供給口及び排出口と、各供給口及び各排出口と不活性ガス供給装置15及びヒュームコレクタ19とを接続する配管を含む。本実施形態では、チャンバ供給口1b、副供給口1e、及びヒューム拡散装置供給口17gを含む供給口と、チャンバ排出口1c、副排出口1fを含む排出口とを備える。
続いて、本実施形態に係る積層造形装置の形削り装置50について詳細に説明する。図1〜図3に示されるように、形削り装置50は、旋回機構60が設けられた加工ヘッド57を有する。また、旋回機構60には形削り用のバイト61が取り付けられている。本実施形態の加工ヘッド57は、造形テーブル5の上下方向(矢印U方向)に平行し移動可能な矢印X方向および矢印Y方向のそれぞれに垂直な図示省略の矢印Z方向にバイト61を上下移動させるための機構を有していないことで小型化、軽量化および低価格化を実現可能である。なお、本実施形態に限定されることなく加工ヘッド57にバイト61を上下移動させる機構を備えてもよい。
続いて、図1及び図4〜図18を用いて、上記の積層造形装置を用いた積層造形方法について説明する。特に、図4〜図18は、本発明の実施形態に係る積層造形装置を用いた積層造形方法の説明図である。ただし、これらの図では視認性を考慮し図1では示していた構成要素を一部省略している。また、以下に示す積層造形方法の手順は、予め作成されたプロジェクトファイルに基づいて行われるものであってよい。
本積層工程では、第1仮造形物85(図9等参照)が造形されることを特徴とする。まず、造形テーブル5上に造形プレート7を載置した状態で造形テーブル5の高さを矢印U方向の適切な位置に調整する(図4)。この状態で材料収容部11a内に材料粉体が充填されているリコータヘッド11を矢印X方向に造形領域Rの左側から右側に移動させることによって、造形プレート7上に1層目の材料粉体層8を形成する(図5)。
続く基準面形削り工程では、第1仮造形物85の一部の表面85aの少なくとも一部を形削りすることで、造形テーブル5に平行な基準面85b(図13)および造形テーブル5に垂直で且つ互いに垂直な2つの基準面がそれぞれ削り出されることを特徴とする。まず、加工ヘッド57及び造形テーブル5を初期位置に移動させる。第1仮造形物85は、造形プレート7に載置されている。造形プレート7は、造形テーブル5に載置されている。造形テーブル5の初期位置は、第1仮造形物85がバイト61の高さよりも低い位置であることに留意されたい(図10)。加工ヘッド57の初期位置は、バイト61が第1仮造形物85の高さよりも高い位置である。また、加工ヘッド57の初期位置は、造形テーブル5を矢印U方向に上昇させても、すなわち造形テーブル5に対して相対的にバイト61が矢印Z方向に下降しても第1仮造形物85とは接触しないことに留意されたい。
最後に、本実施形態に係る積層造形装置とは異なる別の装置によって、2次加工工程が実施される。つまり、第2仮造形物86が切削加工されて所望の積層造形物が造形される。なお、かかる2次加工工程に使用する装置は特に限定されるものではない。従来の複合加工機であれば切削油及び冷却水を使用しないドライ加工を余儀なくされるが、例えば、本2次加工工程では、積層造形装置と別のウェット加工を採用する切削加工装置を使用することができる。
本発明の実施形態やその変形例を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1a :ウィンドウ
1b :チャンバ供給口
1c :チャンバ排出口
1d :造形空間
1e :副供給口
1f :副排出口
2 :水平
3 :粉体層形成装置
4 :ベース台
5 :造形テーブル
7 :造形プレート
8 :材料粉体層
11 :リコータヘッド
11a :材料収容部
11b :材料供給部
11c :材料排出部
11d :リコータヘッド水平移動機構
11e :ガイドレール
11f :ガイドブロック
11fb :ブレード
11g :回転モータ
11rb :ブレード
13 :レーザ光照射部
15 :不活性ガス供給装置
17 :ヒューム拡散装置
17a :筐体
17b :開口部
17c :拡散部材
17d :不活性ガス供給空間
17f :清浄室
17g :ヒューム拡散装置供給口
19 :ヒュームコレクタ
21 :ダクトボックス
23 :ダクトボックス
26 :粉体保持壁
31 :造形テーブル駆動機構
42 :レーザ光源
43a :ガルバノミラー
43b :ガルバノミラー
44 :フォーカス制御ユニット
50 :装置
57 :加工ヘッド
60 :旋回機構
61 :バイト
63a :第1水平移動機構
63aa :ガイドレール
63ab :ガイドブロック
63ac :回転モータ
63b :第2水平移動機構
63ba :ガイドレール
63bb :ガイドブロック
63bc :回転モータ
63c :ガントリ
81f :焼結層
82f :焼結層
83f :焼結層
85 :第1仮造形物
85a :表面
85b :基準面
86 :第2仮造形物
L :レーザ光
R :造形領域
Claims (3)
- 所望の積層造形物の形状を所定厚で分割してなる分割層ごとに、鉛直1軸方向に移動可能な造形テーブル上に前記所定厚の材料粉体層を形成し、続いて前記材料粉体層の所定箇所にレーザ光を照射することで焼結層を形成することを繰り返すことによって積層造形物を形成するように構成される積層造形装置であって、
バイトを有する加工ヘッドを備え、
前記バイトは、前記積層造形物に対して前記造形テーブルに平行な面と前記造形テーブルに垂直で且つ互いに垂直な2つの面の形削りを実施可能に構成され、
前記加工ヘッドは、前記バイトを
前記造形テーブルと平行な水平2軸方向に移動可能とし、且つ
前記鉛直1軸方向に中心軸を有して旋回可能とする、
積層造形装置。 - 前記加工ヘッドは、ガントリ構造によって前記水平2軸方向に移動可能である、
請求項1に記載の積層造形装置。 - 前記加工ヘッドは、前記バイトが第1及び第2状態の何れか一方であるように旋回可能に構成され、
前記第2状態とは、前記第1状態である前記バイトを90度旋回させた状態である、
請求項1又は請求項2に記載の積層造形装置。
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