JP2019081936A - Three-dimensional laminate molding device - Google Patents

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Abstract

To provide a three-dimensional laminate molding device that can improve production efficiency by efficiently heating powder when a cylindrical molding is molded.SOLUTION: A three-dimensional laminate molding device 1 has a cylindrical molding tank 4, a cylindrical container 7 that is disposed inside the molding tank 4 and forms a molding region R where a molding C is molded, between itself and the molding tank 4, and a heater 8 provided inside the container 7.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、三次元積層造形装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional additive manufacturing apparatus.

従来、特許文献1に記載されるように、角筒状の造形枠(造形タンク)に嵌合されたステージ上の金属粉末に対して電子ビームを照射し、金属粉末を所定の三次元形状となるように溶融して凝固させる装置が知られている。この装置では、造形枠の外面に対向するようにして角筒状の加熱炉が配置されており、この加熱炉が、造形枠を温める発熱部を有する。また特許文献2に記載されるように、環状の粉末床を備えた選択的レーザ溶融システムが知られている。このシステムでは、相対的に大型の直径を有する環状、リング状、円筒状、円錐台状、円錐形などの軸対象のコンポーネントが製造される。   Conventionally, as described in Patent Document 1, an electron beam is irradiated to a metal powder on a stage fitted to a rectangular cylindrical modeling frame (modeling tank) to make the metal powder into a predetermined three-dimensional shape. An apparatus is known which melts and solidifies as follows. In this apparatus, a rectangular cylindrical heating furnace is disposed so as to face the outer surface of the molding frame, and the heating furnace has a heat generating portion for heating the molding frame. Also as described in U.S. Pat. No. 5,958,015, selective laser melting systems with an annular powder bed are known. In this system, axially symmetrical components such as rings, rings, cylinders, cones, cones, etc. having relatively large diameters are produced.

特開2015−183245号公報JP, 2015-183245, A 特表2015−533650号公報JP-A-2015-533650

特許文献2に記載されたシステムのように、大型の環状のコンポーネント等を製造する場合に、環状の粉末床が採用され得る。しかしながら、粉末の効率的な加熱の観点で、改善の余地があった。本発明は、筒状の造形物を造形する場合あるいは粉末床が環状の場合に粉末を効率的に加熱することにより、生産効率を向上させることができる三次元積層造形装置を提供することを目的とする。   An annular powder bed may be employed when producing large annular components etc., as in the system described in US Pat. However, there is room for improvement in terms of efficient heating of the powder. An object of the present invention is to provide a three-dimensional layered manufacturing apparatus capable of improving production efficiency by heating a powder efficiently when forming a cylindrical shaped object or when the powder bed is annular. I assume.

本発明の一態様に係る三次元積層造形装置は、筒状の造形タンクと、造形タンクの内側に配置され、造形タンクとの間に、造形物が造形される造形領域を形成する筒状の内壁と、内壁の内側に設けられたヒータと、を備える。   A three-dimensional additive manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention is a tubular shape that is disposed between a cylindrical modeling tank and the inside of the modeling tank and forms a modeling area in which a modeling object is modeled between the modeling tank and the modeling tank. An inner wall and a heater provided inside the inner wall.

この三次元積層造形装置によれば、筒状の内壁が造形タンクの内側に配置され、造形タンクと内壁との間に、造形領域が形成される。この場合、粉末床は環状となる。よって、筒状の造形物を造形する場合に、その造形に必要な粉末のみを供給すればよく、生産性が良い。すなわち、内壁が占有している領域には粉末が供給されないので、造形に寄与しない無駄な粉末を減らすことができる。しかも、内壁の内側に設けられたヒータは、造形領域内の粉末を内側から加熱できる。よって、造形中に造形領域内の粉末が冷えることを防止でき、粉末を効率的に加熱することができる。その結果として、筒状の造形物の生産効率を向上させることができる。   According to this three-dimensional layered modeling apparatus, the cylindrical inner wall is disposed inside the modeling tank, and the modeling area is formed between the modeling tank and the inner wall. In this case, the powder bed is annular. Therefore, when forming a cylindrical shaped article, it is sufficient to supply only the powder necessary for the shaping, and the productivity is good. That is, since powder is not supplied to the area which the inner wall occupies, it is possible to reduce waste powder which does not contribute to shaping. In addition, the heater provided inside the inner wall can heat the powder in the shaping area from the inside. Therefore, it can prevent that the powder in a modeling area cools during modeling, and can heat a powder efficiently. As a result, the production efficiency of the cylindrical shaped article can be improved.

いくつかの態様において、三次元積層造形装置は、造形タンクの内側であって内壁の下側に配置され、造形タンクに対して造形タンクの軸線方向に相対的に移動するステージを更に備え、内壁は、ステージに対して固定されており、造形タンクとの相対位置に関わらず造形タンクの上端から常に突出するような高さを有する。この場合、内壁は、造形タンクの軸線方向のどの位置においても造形タンクの内側に常に存在する。よって、内壁の内側に設けられたヒータによる造形領域の内側からの加熱が常に行われ得る。したがって、造形工程の全体にわたって、高いエネルギ効率が維持され得る。   In some embodiments, the three-dimensional additive manufacturing apparatus further comprises a stage disposed inside the modeling tank and below the inner wall and moving relative to the modeling tank in the axial direction of the modeling tank, Is fixed relative to the stage and has a height such that it always protrudes from the upper end of the build tank regardless of the relative position to the build tank. In this case, the inner wall is always present inside the build tank at any position in the axial direction of the build tank. Therefore, heating from the inside of the shaping area can always be performed by the heater provided inside the inner wall. Thus, high energy efficiency can be maintained throughout the build process.

いくつかの態様において、三次元積層造形装置は、造形タンクと内壁とを造形タンクの軸線周りに一緒に回転させるように構成された回転機構を更に備える。この場合、回転機構により、粉末および造形物を回転させることができる。造形対象の物質(粉末や造形物)が回転することで、粉末の供給やエネルギビームの照射をある限定された部分でのみ行って造形物を造形することができる。このような回転機構により、たとえば大型の造形物を造形する際に、生産性の向上がもたらされ得る。   In some embodiments, the three-dimensional additive manufacturing apparatus further comprises a rotation mechanism configured to rotate the build tank and the inner wall together about the axis of the build tank. In this case, the powder and the shaped object can be rotated by the rotation mechanism. By rotating the substance to be shaped (powder or shaped object), it is possible to form the shaped object by supplying the powder or irradiating the energy beam only in a limited part. Such a rotation mechanism may provide an improvement in productivity, for example, when forming a large sized object.

いくつかの態様において、三次元積層造形装置は、造形領域の上面に形成された環状の造形面に対し、造形面の周方向における1つまたは複数の第1部分に造形物の材料である粉末を供給する粉末供給部と、造形面に対し、造形面の周方向における1つまたは複数の第2部分であって第1部分とは異なる第2部分にエネルギビームを照射するビーム出射部と、を更に備える。この場合、粉末供給部により、造形面の第1部分に粉末が供給され、ビーム出射部により、造形面の第2部分にエネルギビームが照射される。環状の造形面の周方向の異なる位置で粉末の供給とエネルギビームの照射とを順次行うことにより、生産性の更なる向上がもたらされ得る。   In some embodiments, the three-dimensional additive manufacturing apparatus is a powder that is a material of a shaped object in one or more first portions in a circumferential direction of the shaped surface with respect to an annular shaped surface formed on the upper surface of the shaped region. A powder supply unit that supplies the energy, and a beam emitting unit that irradiates an energy beam to a second portion that is different from the first portion in the one or more second portions in the circumferential direction of the modeling surface with respect to the modeling surface; Further comprising In this case, the powder supply unit supplies the powder to the first portion of the shaped surface, and the beam emitting unit irradiates the second portion of the shaped surface with the energy beam. By sequentially supplying the powder and irradiating the energy beam at different positions in the circumferential direction of the annular shaped surface, a further improvement in productivity can be brought about.

本発明のいくつかの態様によれば、筒状の造形物を造形する場合に粉末を効率的に加熱することにより、生産効率を向上させることができる。   According to some aspects of the present invention, production efficiency can be improved by efficiently heating the powder when forming a cylindrical shaped article.

本発明の一実施形態に係る三次元積層造形装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a three-dimensional additive manufacturing device concerning one embodiment of the present invention. 図1のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図1のIII−III線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols and redundant description will be omitted.

図1を参照して、本実施形態に係る三次元積層造形装置1の基本構成について説明する。図1に示されるように、三次元積層造形装置1は、粉末Aに電子ビームBを照射して粉末Aを溶融させ凝固させて三次元の物体である造形物Cを造形する装置である。三次元積層造形装置1は、電子ビーム出射部(ビーム出射部)2及び造形部3を備えている。三次元積層造形装置1は、さらに、造形部3を収容するチャンバ10を備えている。電子ビーム出射部2は、チャンバ10の外側に取り付けられている。   The basic configuration of the three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the three-dimensional additive manufacturing apparatus 1 is an apparatus for irradiating a powder A with an electron beam B to melt and solidify the powder A to form a three-dimensional object C. The three-dimensional layered modeling apparatus 1 includes an electron beam emitting unit (beam emitting unit) 2 and a forming unit 3. The three-dimensional additive manufacturing apparatus 1 further includes a chamber 10 that accommodates the modeling unit 3. The electron beam emitting unit 2 is attached to the outside of the chamber 10.

電子ビーム出射部2は、造形部3の粉末Aに対し電子ビームBを出射し、粉末Aを溶融させる。電子ビーム出射部2は、下方に向けて電子ビームBを出射する電子銃部と、電子ビームBの収差を補正する収差コイルと、電子ビームBを収束させるフォーカスコイルと、電子ビームBの照射位置を調整する偏向コイルとを、コラム2b内に備えてもよい(いずれも図示せず)。電子ビーム出射部2は、コラム2bの下端に設けられてチャンバ10内に開口する出射口2aから、造形部3内に形成された造形面Sに向けて、電子ビームBを出射させる。   The electron beam emitting unit 2 emits the electron beam B to the powder A of the shaping unit 3 to melt the powder A. The electron beam emitting unit 2 includes an electron gun unit that emits the electron beam B downward, an aberration coil that corrects the aberration of the electron beam B, a focus coil that converges the electron beam B, and an irradiation position of the electron beam B And a deflection coil for adjusting the angle .alpha..sub.2 in the column 2b (not shown). The electron beam emitting unit 2 emits the electron beam B toward the modeling surface S formed in the modeling unit 3 from the radiation opening 2 a provided at the lower end of the column 2 b and opening in the chamber 10.

三次元積層造形装置1は、たとえば筒状の造形物Cを造形するのに適した構成を有する。特に、三次元積層造形装置1は、大型の造形物Cを効率的に造形するのに適した構成を有する。ここで言う「筒状の造形物C」とは、後述する造形タンク4の軸線Lに垂直な断面が概ね環状を呈する造形物Cの総称である。すなわち、「筒状」は、たとえば円筒状および角筒状、多角筒状を含むが、それら以外にも、円錐状や角錐状などの内径が変化する形状や、軸線Lに垂直な断面形状が軸線Lに沿った方向において変化する形状をも含む。また「筒状の造形物C」は、周方向に連続する壁部を有する物体に限られず、周壁部が途切れたような物体をも含む。たとえば、「筒状の造形物C」は、軸線Lに垂直な断面が連続する環状ではなく、1つまたは複数の弧状の物体も含む。三次元積層造形装置1によれば、たとえば、半円筒状の造形物Cを造形することもできる。また、環状の造形面S(環状の粉末床)を有する三次元積層造形装置1によれば、筒状の造形物Cに限られず、たとえば鉛直方向に延びる棒状または柱状の物体が環状に配置された造形物Cを造形することもできる。三次元積層造形装置1によって造形され得る造形物Cは、一例として、金属製の航空機の部品などである。   The three-dimensional additive manufacturing device 1 has a configuration suitable for forming, for example, a cylindrical shaped object C. In particular, the three-dimensional additive manufacturing device 1 has a configuration suitable for efficiently forming a large sized object C. The “tubular shaped object C” referred to herein is a generic name for a shaped object C having a generally annular cross section perpendicular to the axis L of the modeling tank 4 described later. That is, “cylindrical” includes, for example, a cylindrical shape, a rectangular cylindrical shape, and a polygonal cylindrical shape, but in addition to that, a shape such as a conical shape or a pyramid shape in which the inner diameter changes, or a cross-sectional shape perpendicular to the axis L It also includes shapes that change in the direction along the axis L. The “tubular shaped object C” is not limited to an object having a wall portion continuous in the circumferential direction, but includes an object in which a peripheral wall portion is broken. For example, the “tubular shaped object C” is not an annular shape having a continuous cross section perpendicular to the axis L, but also includes one or more arc shaped objects. According to the three-dimensional additive manufacturing device 1, for example, a semi-cylindrical shaped object C can also be shaped. Further, according to the three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 having the annular shaped surface S (annular powder bed), not only the cylindrical shaped object C but, for example, a rod-like or columnar object extending in the vertical direction is annularly disposed. The shaped object C can also be shaped. The shaped object C that can be shaped by the three-dimensional additive manufacturing device 1 is, as an example, a part of a metallic aircraft or the like.

このような大型かつ筒状の造形物Cを造形するための三次元積層造形装置1では、造形部3の外周側から、電子ビーム出射部2による電子ビームBの照射が行われる。そのため、電子ビーム出射部2は、チャンバ10に形成された段部10bに取り付けられている。この段部10bは、造形部3の斜め上方において水平に延在する壁部である。   In the three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 for forming such a large-sized and cylindrical shaped object C, irradiation of the electron beam B by the electron beam emitting unit 2 is performed from the outer peripheral side of the forming unit 3. Therefore, the electron beam emitting unit 2 is attached to the step 10 b formed in the chamber 10. The stepped portion 10 b is a wall extending horizontally at an upper side of the shaped portion 3.

チャンバ10は、密閉された内部空間を形成する。三次元積層造形装置1における造形物Cの造形工程中は、チャンバ10内が真空又はほぼ真空な状態とされる。   The chamber 10 forms a sealed internal space. During the process of forming the object C in the three-dimensional additive manufacturing apparatus 1, the inside of the chamber 10 is in a vacuum or substantially vacuum state.

造形部3は、所望の物体である造形物Cを造形する部位である。造形部3は、たとえば円筒状の造形タンク4と、造形タンク4内に嵌め込まれた円板状の昇降ステージ(ステージ)6と、昇降ステージ6に対して固定された円筒状の容器(内壁)7とを有する。造形タンク4は、円筒状の周壁部4aと、周壁部4aの下端を閉鎖する底壁部4bとを含む。造形タンク4は、その内部に、造形物Cが造形される造形領域Rを形成する。   The forming unit 3 is a portion for forming a desired object C, which is a desired object. The modeling unit 3 includes, for example, a cylindrical modeling tank 4, a disc-shaped elevating stage (stage) 6 fitted in the modeling tank 4, and a cylindrical container (inner wall) fixed to the elevating stage 6. And 7. The modeling tank 4 includes a cylindrical peripheral wall 4 a and a bottom wall 4 b closing the lower end of the peripheral wall 4 a. The modeling tank 4 forms the modeling area | region R in which the modeling thing C is modeled in its inside.

昇降ステージ6は、造形タンク4の内側であって容器7の下側に配置されている。昇降ステージ6は、造形タンク4の周壁部4a内において、造形タンク4の軸線L(図2参照)の方向に移動可能である。   The elevating stage 6 is disposed inside the modeling tank 4 and below the container 7. The elevating stage 6 is movable in the direction of the axis L (see FIG. 2) of the modeling tank 4 in the peripheral wall 4 a of the modeling tank 4.

筒状の造形物Cを造形するための三次元積層造形装置1において、上記した造形領域Rは、筒状を呈している。より詳細には、容器7は、造形タンク4の内側に配置されている。円筒状の容器7は、たとえば、造形タンク4と同心状に配置されている。容器7の外径は、造形タンク4の内径よりも小さい。容器7と造形タンク4との間には、円筒状の造形領域Rが形成されている。造形タンク4内に容器7が配置されることにより、造形物Cの形状に応じた造形領域Rが形成されており、造形に寄与しない無駄な粉末Aを減らすことが可能になっている。なお、容器7の形状および大きさ(直径)は、目的とする造形物Cの形状および大きさに応じて適宜に変更されてもよい。   In the three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 for forming the cylindrical shaped object C, the above-described forming region R has a cylindrical shape. More specifically, the container 7 is disposed inside the shaping tank 4. The cylindrical container 7 is, for example, disposed concentrically with the modeling tank 4. The outer diameter of the container 7 is smaller than the inner diameter of the modeling tank 4. A cylindrical shaped area R is formed between the container 7 and the shaping tank 4. By arranging the container 7 in the modeling tank 4, the modeling area R according to the shape of the modeling object C is formed, and it is possible to reduce the useless powder A which does not contribute to modeling. The shape and size (diameter) of the container 7 may be appropriately changed according to the shape and size of the target object C.

容器7は、たとえばカーボン材からなる。容器7は、円筒状の周壁部7aと、周壁部7aの上端を閉鎖する円板状の頂壁部7bと、周壁部7aの下端を閉鎖する円板状の底壁部7cとを含む。容器7の外径は、昇降ステージ6の直径よりも小さい。容器7の高さは、たとえば、造形タンク4の高さよりも高い。容器7の底壁部7cが、昇降ステージ6の上面6aに固定されていてもよいが、底壁部7cと上面6aとの間に別の部材が介在してもよい。たとえば、底壁部7cと上面6aとの間に、造形物Cを支持するプレートが設けられてもよい。その場合、プレートが昇降ステージ6の上面6aに固定され、プレート上に容器7の底壁部7cが固定され得る。   The container 7 is made of, for example, a carbon material. The container 7 includes a cylindrical peripheral wall 7a, a disk-like top wall 7b closing an upper end of the peripheral wall 7a, and a disk-like bottom wall 7c closing a lower end of the peripheral wall 7a. The outer diameter of the container 7 is smaller than the diameter of the elevation stage 6. The height of the container 7 is, for example, higher than the height of the modeling tank 4. The bottom wall 7c of the container 7 may be fixed to the upper surface 6a of the elevating stage 6, but another member may be interposed between the bottom wall 7c and the upper surface 6a. For example, a plate for supporting the object C may be provided between the bottom wall 7c and the top surface 6a. In that case, the plate may be fixed to the upper surface 6a of the elevation stage 6, and the bottom wall 7c of the container 7 may be fixed on the plate.

昇降ステージ6および容器7は一体化されており、昇降ステージ6に固定されて軸線L方向に延びる昇降軸16を介して、昇降機構22に連結されている。昇降機構22は、昇降軸16を軸線L方向に移動させることにより、昇降ステージ6および容器7を、造形タンク4に対して軸線L方向に移動させることができる。すなわち、昇降ステージ6は、昇降機構22によって移動させられることにより、造形タンク4に対して軸線L方向に相対的に移動する。   The lift stage 6 and the container 7 are integrated, and are connected to the lift mechanism 22 via a lift shaft 16 fixed to the lift stage 6 and extending in the direction of the axis L. The elevating mechanism 22 can move the elevating stage 6 and the container 7 in the direction of the axis L with respect to the modeling tank 4 by moving the elevating shaft 16 in the direction of the axis L. That is, the elevating stage 6 is moved by the elevating mechanism 22 so as to move relative to the modeling tank 4 in the axis L direction.

一方で、三次元積層造形装置1は、造形タンク4と昇降ステージ6と容器7とを軸線L周りに一緒に回転させるように構成された回転機構21を備えている。造形タンク4は、底壁部4bに固定されて軸線L方向に延びる円筒状の回転軸14を介して、回転機構21に連結されている。回転機構21は、回転軸14を軸線L周りで回転方向D(図2参照)に回転させることにより、造形タンク4と昇降ステージ6と容器7とを、回転方向Dに一緒に回転させることができる。すなわち、昇降軸16は回転軸14内を貫通しており、回転軸14からの回転トルクを受けて回転方向Dに回転軸14と一緒に回転させられるが、回転軸14に対して、軸線L方向に独立して移動可能である。   On the other hand, the three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 includes a rotation mechanism 21 configured to rotate the modeling tank 4, the elevating stage 6, and the container 7 together about the axis L. The modeling tank 4 is connected to the rotation mechanism 21 via a cylindrical rotation shaft 14 which is fixed to the bottom wall 4 b and extends in the direction of the axis L. The rotation mechanism 21 rotates the modeling tank 4, the elevating stage 6, and the container 7 together in the rotation direction D by rotating the rotation shaft 14 around the axis L in the rotation direction D (see FIG. 2). it can. That is, the elevating shaft 16 penetrates the inside of the rotating shaft 14 and is rotated together with the rotating shaft 14 in the rotating direction D in response to the rotating torque from the rotating shaft 14. It is movable independently in the direction.

より詳細には、チャンバ10の底壁および底壁に固定された板状の軸保持部20に、回転軸14および昇降軸16が貫通しており、回転軸14は、軸保持部20に保持されつつ、軸保持部20に対して回転可能である。軸保持部20の内部には、回転軸14の外周面に当接する回転シール部15が設けられる。回転機構21は、回転軸14に接続されており、回転軸14を軸線L周りに回転させる。昇降機構22は、回転軸14の下端に固定されて高さが不変の上板部22aと、昇降軸16の下端に固定された下板部22bと、上板部22aおよび下板部22bを連結すると共に軸線L方向に伸縮可能な伸縮連結部22cと、を含む。昇降機構22は、伸縮連結部22cの伸縮により、下板部22bおよび昇降軸16を下降又は上昇させる。昇降軸16と回転軸14との間には、溶接ベローズ19が設けられている。回転軸14に対する昇降軸16の軸線L方向の移動に伴って、溶接ベローズ19は伸縮可能である。   More specifically, the rotary shaft 14 and the elevating shaft 16 pass through the plate-like shaft holding portion 20 fixed to the bottom wall and the bottom wall of the chamber 10, and the rotation shaft 14 is held by the shaft holding portion 20. While being rotatable, relative to the shaft holder 20. Inside the shaft holding portion 20, a rotation seal portion 15 that contacts the outer peripheral surface of the rotation shaft 14 is provided. The rotation mechanism 21 is connected to the rotation axis 14 and rotates the rotation axis 14 around the axis L. The elevating mechanism 22 includes an upper plate 22a fixed to the lower end of the rotary shaft 14 and having a fixed height, a lower plate 22b fixed to the lower end of the elevating shaft 16, an upper plate 22a and a lower plate 22b. And a telescopic connection portion 22c which can be connected and which can be expanded and contracted in the direction of the axis L. The elevating mechanism 22 lowers or raises the lower plate portion 22b and the elevating shaft 16 by the expansion and contraction of the expansion and contraction connecting portion 22c. A welding bellows 19 is provided between the elevating shaft 16 and the rotating shaft 14. The welded bellows 19 can expand and contract in accordance with the movement of the elevating shaft 16 in the direction of the axis L relative to the rotating shaft 14.

造形部3は、さらに、造形領域Rの上面に形成された円環状の造形面Sに対し、造形物Cの材料である粉末Aを供給する粉末供給部24と、粉末供給部24によって供給された粉末Aの表面を平坦化させる表面平坦化機構23とを有する。粉末供給部24は、たとえば、粉末Aを収容するホッパを含む。粉末供給部24は、ホッパの下端に形成された排出口(図示せず)から造形面Sに向けて、粉末Aを排出する。粉末供給部24および表面平坦化機構23は、たとえば、チャンバ10の側壁10aに固定されてもよい。   The shaping unit 3 is further supplied by the powder supply unit 24 that supplies the powder A, which is a material of the shaped object C, to the annular shaped surface S formed on the upper surface of the shaping region R, and the powder supply unit 24 And a surface flattening mechanism 23 for flattening the surface of the powder A. Powder supply unit 24 includes, for example, a hopper for containing powder A. The powder supply unit 24 discharges the powder A from the discharge port (not shown) formed at the lower end of the hopper toward the modeling surface S. The powder supply unit 24 and the surface flattening mechanism 23 may be fixed to, for example, the side wall 10 a of the chamber 10.

粉末Aは、多数の粉末体により構成される。粉末Aとしては、たとえば金属製の粉末が用いられる。また、粉末Aとしては、電子ビームBの照射により溶融及び凝固できるものであれば、粉末より粒径の大きい粒体を用いてもよい。   Powder A is composed of a large number of powder bodies. As powder A, for example, metal powder is used. Moreover, as powder A, as long as it can be melted and solidified by irradiation of electron beam B, particles having a larger particle size than powder may be used.

表面平坦化機構23は、たとえば棒状または板状の本体部23aを含む。この本体部23aは、リコータとも称され、造形面S上で水平に延在する。表面平坦化機構23は、たとえば、造形タンク4の上端4cと面一になるように、粉末Aの表面を均す。   The surface flattening mechanism 23 includes, for example, a rod-like or plate-like main body 23 a. The main body portion 23 a is also referred to as a recoater and extends horizontally on the modeling surface S. The surface flattening mechanism 23 smoothes the surface of the powder A, for example, to be flush with the upper end 4 c of the shaping tank 4.

造形部3には、粉末Aを加熱するための複数の機構が備わっている。まず、三次元積層造形装置1は、容器7に内蔵された第1ヒータ(ヒータ)8を備える。容器7の内側に設けられた第1ヒータ8は、給電線9を介して外部の電源18に接続されている。第1ヒータ8は、たとえば電熱線からなる。給電線9は、昇降軸16の内部を通されて、昇降ステージ6および容器7の底壁部7cを貫通してもよい。第1ヒータ8として、電熱線以外の公知の加熱手段が用いられてもよい。第1ヒータ8は、周壁部7aを加熱することにより、造形領域Rの内側から、造形物Cおよび造形領域R内の粉末Aを加熱する。   The shaping unit 3 is provided with a plurality of mechanisms for heating the powder A. First, the three-dimensional layered modeling apparatus 1 includes a first heater (heater) 8 incorporated in the container 7. The first heater 8 provided inside the container 7 is connected to an external power supply 18 via a feeder line 9. The first heater 8 is made of, for example, a heating wire. The feed line 9 may be passed through the inside of the elevating shaft 16 to penetrate the elevating stage 6 and the bottom wall 7 c of the container 7. As the first heater 8, a known heating unit other than the heating wire may be used. The first heater 8 heats the peripheral wall 7 a to heat the powder A in the object C and the object region R from the inside of the object region R.

次に、三次元積層造形装置1は、造形タンク4の外周面に取り付けられた円筒状の外周容器31と、外周容器31に内蔵された第2ヒータ32とを備える。外周容器31は、造形タンク4を包囲しており、造形タンク4の周壁部4aに相当する高さを有する。外周容器31は、たとえばカーボン材からなる。第2ヒータ32も、第1ヒータ8と同様の構成を有する。ただし図1では、第2ヒータ32の電源および第2ヒータ32に接続される給電線の図示は省略されている。第2ヒータ32は、外周容器31および造形タンク4の周壁部4aを加熱することにより、造形領域Rの外側から、造形物Cおよび造形領域R内の粉末Aを加熱する。   Next, the three-dimensional layered modeling apparatus 1 includes a cylindrical outer peripheral container 31 attached to the outer peripheral surface of the modeling tank 4 and a second heater 32 incorporated in the outer peripheral container 31. The outer peripheral container 31 surrounds the modeling tank 4 and has a height corresponding to the peripheral wall 4 a of the modeling tank 4. Outer circumferential container 31 is made of, for example, a carbon material. The second heater 32 also has the same configuration as the first heater 8. However, in FIG. 1, the power supply of the second heater 32 and the feed line connected to the second heater 32 are not shown. The second heater 32 heats the outer peripheral container 31 and the peripheral wall 4 a of the modeling tank 4 to heat the powder A in the modeled object C and the modeling area R from the outside of the modeling area R.

さらに、三次元積層造形装置1は、造形面Sの上方に設けられた第3ヒータ26を備える。第3ヒータ26は、たとえば図示しない電源から電流の供給を受けて点灯するランプヒータである。第3ヒータ26として、たとえばハロゲンランプ等が用いられてもよい。第3ヒータ26は、造形物Cの造形時に、たとえば粉末Aの予備加熱を行ってもよい。   Furthermore, the three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 includes a third heater 26 provided above the modeling surface S. The third heater 26 is, for example, a lamp heater which is turned on in response to supply of current from a power supply (not shown). For example, a halogen lamp may be used as the third heater 26. The third heater 26 may perform, for example, preheating of the powder A at the time of shaping of the object C.

以上の第1ヒータ8、第2ヒータ32、および第3ヒータ26によって、造形領域R内の造形物Cおよび粉末A(造形面Sの粉末Aを含む)が加熱される。言い換えれば、造形工程中において、造形物Cおよび粉末Aが冷めることが防止される。   The shaped object C and the powder A (including the powder A of the shaped surface S) in the shaped region R are heated by the first heater 8, the second heater 32 and the third heater 26 described above. In other words, cooling of the shaped object C and the powder A is prevented during the shaping process.

三次元積層造形装置1では、造形工程において、造形タンク4、昇降ステージ6および容器7が回転する。環状の造形面Sには、周方向の異なる位置において造形に関わる各工程が実施される。以下、図2を参照して、造形面Sに対して施される各工程について説明する。図2に示されるように、円環状の造形面Sに対し、造形面Sの周方向における第1部分P1に、粉末供給部24から粉末Aが供給される。また造形面Sに対し、第1部分P1とは異なる第2部分P2に、電子ビーム出射部2から電子ビームBが照射される。第1部分P1と第2部分P2とは、たとえば180°離れた位置に設けられる。なお、これらの周方向の間隔は、適宜に変更されてもよい。   In the three-dimensional layered modeling apparatus 1, the modeling tank 4, the elevating stage 6, and the container 7 rotate in the modeling process. On the annular shaped surface S, each step involved in shaping is performed at different positions in the circumferential direction. Hereinafter, each process performed with respect to the modeling surface S is demonstrated with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the powder A is supplied from the powder supply unit 24 to the first portion P <b> 1 in the circumferential direction of the modeling surface S with respect to the annular modeling surface S. Further, the electron beam B is emitted from the electron beam emitting unit 2 to the second portion P2 different from the first portion P1 with respect to the modeling surface S. The first portion P1 and the second portion P2 are provided at, for example, positions separated by 180 °. In addition, the space | interval of these circumferential directions may be changed suitably.

造形タンク4および容器7が回転するため、造形領域Rおよび造形面Sも回転する。一方で粉末供給部24および電子ビーム出射部2はチャンバ10に固定されているため、上記した第1部分P1および第2部分P2は、空間的に決まった部分であり、移動しない。第1部分P1と第2部分P2との間には、表面平坦化機構23によって粉末Aの表面が平坦化される第3部分P3と、第3ヒータ26によって粉末Aが加熱される第4部分P4とが設けられる。表面平坦化機構23および第3ヒータ26も固定されているため、第3部分P3および第4部分P4は、空間的に決まった部分であり、移動しない。上記構成により、第1部分P1において造形面Sに供給された粉末Aは、造形タンク4および容器7の回転とともに回転方向Dに移動し、第3部分P3において表面平坦化機構23によって平坦化される。平坦化された粉末Aは、更に回転方向Dに移動し、第4部分P4において第3ヒータ26によって予備加熱される。予備加熱された粉末Aは、更に回転方向Dに移動し、第2部分P2において電子ビームBの照射により溶融凝固される。このような一連の工程が連続して行われる。   Since the modeling tank 4 and the container 7 rotate, the modeling area R and the modeling surface S also rotate. On the other hand, since the powder supply unit 24 and the electron beam emitting unit 2 are fixed to the chamber 10, the first portion P1 and the second portion P2 described above are spatially determined portions and do not move. Between the first portion P1 and the second portion P2, a third portion P3 whose surface is flattened by the surface flattening mechanism 23 and a fourth portion whose powder A is heated by the third heater 26 P4 is provided. Since the surface flattening mechanism 23 and the third heater 26 are also fixed, the third portion P3 and the fourth portion P4 are spatially fixed portions and do not move. With the above configuration, the powder A supplied to the modeling surface S in the first portion P1 moves in the rotational direction D with the rotation of the modeling tank 4 and the container 7, and is flattened by the surface flattening mechanism 23 in the third portion P3. Ru. The flattened powder A further moves in the rotational direction D, and is preheated by the third heater 26 in the fourth portion P4. The preheated powder A further moves in the rotational direction D, and is melted and solidified by the irradiation of the electron beam B in the second portion P2. A series of such steps is performed continuously.

造形工程の初期においては、昇降機構22は、昇降ステージ6を造形タンク4の上部へ移動させ、粉末Aが溶融凝固されて積層されるごとに、昇降ステージ6を降下させる。昇降ステージ6上には造形物Cが造形されていく。その間、上記した回転動作は継続して行われる。昇降ステージ6が最も低い位置まで下降して造形が終了する時点でも、容器7は造形タンク4の上端4cから突出する。すなわち、容器7は、造形タンク4との相対位置に関わらず、造形タンク4の上端4cから常に突出するような高さを有する。   In the initial stage of the shaping process, the elevation mechanism 22 moves the elevation stage 6 to the upper portion of the formation tank 4 and lowers the elevation stage 6 every time the powder A is melted and solidified to be laminated. A shaped object C is formed on the elevation stage 6. Meanwhile, the above-described rotation operation is continuously performed. The container 7 protrudes from the upper end 4 c of the modeling tank 4 even when the elevating stage 6 is lowered to the lowest position and the modeling is completed. That is, the container 7 has a height which always protrudes from the upper end 4 c of the modeling tank 4 regardless of the relative position with the modeling tank 4.

なお、三次元積層造形装置1は、図示しない制御部を備える。制御部は、たとえばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等のハードウェアと、ROMに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータを含んで構成される。制御部は、偏向コイルに制御信号を出力して、電子ビームBの照射位置を制御する。たとえば、制御部には造形すべき物体である造形物Cの三次元CAD(Computer-Aided Design)データが入力される。制御部は、この三次元CADデータに基づいて二次元のスライスデータを生成する。スライスデータは、たとえば、造形物Cの水平断面のデータであり、上下位置に応じた多数のデータの集合体である。このスライスデータに基づいて、電子ビームBが造形面S上の粉末Aに対し照射する領域が決定され、その領域に応じて偏向コイルに制御信号が出力される。   The three-dimensional layered manufacturing apparatus 1 includes a control unit (not shown). The control unit includes a computer including hardware such as a central processing unit (CPU), read only memory (ROM), and random access memory (RAM) and software such as a program stored in the ROM. Configured The control unit outputs a control signal to the deflection coil to control the irradiation position of the electron beam B. For example, three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data of a shaped object C which is an object to be shaped is input to the control unit. The control unit generates two-dimensional slice data based on the three-dimensional CAD data. The slice data is, for example, data of a horizontal cross section of the object C, and is a collection of many data according to the upper and lower positions. Based on the slice data, a region to which the electron beam B irradiates the powder A on the modeling surface S is determined, and a control signal is output to the deflection coil according to the region.

続いて、三次元積層造形装置1における造形物Cの造形方法について説明すると、回転機構21および昇降機構22によって、上述したとおりの回転動作および下降動作が行われつつ、粉末供給部24による粉末Aの供給、表面平坦化機構23による粉末Aの表面の平坦化、第3ヒータ26による粉末Aの予備加熱、および電子ビーム出射部2による電子ビームBの照射が行われる。これらは、上記の制御部によって制御され得る。造形工程の間、第1ヒータ8および第2ヒータ32は、造形領域R内の造形物Cおよび粉末Aを加熱し続ける。これにより、筒状の造形物Cを造形するための効率的な粉末Aの供給および加熱が行われる。   Subsequently, the method of forming the shaped object C in the three-dimensional layered forming apparatus 1 will be described. The powder A by the powder supply unit 24 while performing the rotation operation and the lowering operation as described above by the rotation mechanism 21 and the elevation mechanism 22. , The surface of the powder A is flattened by the surface flattening mechanism 23, the preheating of the powder A by the third heater 26, and the irradiation of the electron beam B by the electron beam emitting unit 2 are performed. These can be controlled by the control unit described above. During the shaping process, the first heater 8 and the second heater 32 continue to heat the shaped object C and the powder A in the shaping region R. Thereby, efficient supply and heating of powder A for modeling cylindrical modeling thing C are performed.

なお、図3に示されるように、造形物Cの中で特に薄い壁部や細い壁部には、当該壁部から、造形タンク4の周壁部4aおよび容器7の周壁部7aに向けて突出するサポート部Csが形成されてもよい。サポート部Csは、造形物Cと同様に、粉末Aの溶融凝固によって形成される。サポート部Csは、造形物Cがチャンバ10から取り出された後に、削り取られる。なお、サポート部Csと周壁部4aとの固着を防止するため、サポート部Csと周壁部4aとの間に僅かな隙間が形成されてもよい。   In addition, as shown in FIG. 3, in the thin wall portion and the thin wall portion in the formed object C, the wall portion protrudes toward the peripheral wall portion 4 a of the modeling tank 4 and the peripheral wall portion 7 a of the container 7. The support portion Cs may be formed. The support portion Cs is formed by melt solidification of the powder A, similarly to the shaped object C. The support portion Cs is scraped off after the object C is removed from the chamber 10. A slight gap may be formed between the support Cs and the peripheral wall 4a in order to prevent the support Cs from adhering to the peripheral wall 4a.

本実施形態の三次元積層造形装置1によれば、容器7が造形タンク4の内側に配置され、造形タンク4と容器7との間に、造形領域Rが形成される。よって、筒状の造形物Cを造形する場合に、その造形に必要な粉末Aのみを供給すればよく、生産性が良い。すなわち、容器7が占有している領域には粉末Aが供給されないので、造形に寄与しない無駄な粉末Aを減らすことができる。しかも、容器7に内蔵された第1ヒータ8は、造形領域R内の粉末Aを内側から加熱できる。よって、造形中に造形領域R内の粉末Aが冷えることを防止でき、粉末Aを効率的に加熱することができる。たとえば、順次供給されていく新たな粉末Aを効率的に加熱することができる。その結果として、筒状の造形物Cの生産効率を向上させることができる。このことは、特に、大型の造形物Cを造形する場合に有利である。三次元積層造形装置1によれば、筒状の造形物Cを造形する場合に限られず、環状の造形面S(環状の粉末床)によって造形され得る他のあらゆる造形物Cに対しても、上記の効果が奏される。   According to the three-dimensional layered modeling apparatus 1 of the present embodiment, the container 7 is disposed inside the modeling tank 4, and the modeling region R is formed between the modeling tank 4 and the container 7. Therefore, in the case of forming the cylindrical shaped object C, it is sufficient to supply only the powder A necessary for the formation, and the productivity is good. That is, since the powder A is not supplied to the area | region which the container 7 has occupied, the useless powder A which does not contribute to modeling can be reduced. Moreover, the first heater 8 built in the container 7 can heat the powder A in the shaping region R from the inside. Therefore, it can prevent that powder A in modeling field R cools during modeling, and can heat powder A efficiently. For example, new powder A supplied sequentially can be efficiently heated. As a result, the production efficiency of the cylindrical shaped object C can be improved. This is particularly advantageous when forming a large sized object C. According to the three-dimensional additive manufacturing device 1, the present invention is not limited to the case of forming the tubular shaped object C, but also to any other shaped object C which may be formed by the annular shaped surface S (annular powder bed). The above effects are achieved.

また、造形タンク4内に入れる粉末Aが減ることで造形タンク4全体の重量が軽くなり、造形タンク4の駆動部である回転機構21および昇降機構22が軽量化される。粉末Aの溶融と粉末Aの供給・加熱が同時にできるようになるため、生産速度が向上する。金属粉を平らにならす表面平坦化機構23の構造が簡単になる。第1ヒータ8が内蔵された容器7により、造形物Cが常に加熱された状態で造形可能になり、造形物Cの熱変形等が抑えられる。第1ヒータ8が内蔵された容器7の周壁部7aと造形物Cとの間にサポート部Csを設けることで、造形物Cの熱変形を抑えることができるようになる。   In addition, the weight of the whole of the modeling tank 4 is reduced by reducing the amount of the powder A introduced into the modeling tank 4, and the weight of the rotation mechanism 21 and the lifting mechanism 22 which are the driving unit of the modeling tank 4 is reduced. Since the melting of powder A and the supply and heating of powder A can be performed simultaneously, the production rate is improved. The structure of the surface flattening mechanism 23 which flattens the metal powder is simplified. By the container 7 in which the first heater 8 is incorporated, modeling can be performed in a state where the modeled object C is always heated, and thermal deformation and the like of the modeled object C can be suppressed. By providing the support Cs between the peripheral wall 7a of the container 7 in which the first heater 8 is built and the object C, thermal deformation of the object C can be suppressed.

容器7が造形タンク4の上端4cから常に突出するような高さを有するので、容器7は、軸線L方向のどの位置においても造形タンク4の内側に常に存在する。よって、容器7に内蔵された第1ヒータ8による造形領域Rの内側からの加熱が常に行われ得る。したがって、造形工程の全体にわたって、高いエネルギ効率が維持され得る。   Since the container 7 has a height such that it always protrudes from the upper end 4 c of the modeling tank 4, the container 7 always exists inside the modeling tank 4 at any position in the direction of the axis L. Therefore, heating from the inside of modeling field R by the 1st heater 8 built in container 7 may always be performed. Thus, high energy efficiency can be maintained throughout the build process.

回転機構21により、粉末Aおよび造形物Cを回転させることができる。造形対象の物質(粉末Aや造形物C)が回転することで、粉末Aの供給や電子ビームBの照射をある限定された部分でのみ行って造形物Cを造形することができる。このような回転機構21により、たとえば大型の造形物Cを造形する際に、生産性の向上がもたらされ得る。   The rotating mechanism 21 can rotate the powder A and the shaped object C. By rotating the substance to be shaped (powder A and shaped object C), it is possible to shape the shaped object C by supplying the powder A and irradiating the electron beam B only in a limited part. Such a rotation mechanism 21 may provide, for example, an improvement in productivity when forming a large sized object C.

粉末供給部24により、造形面Sの第1部分P1に粉末Aが供給され、電子ビーム出射部2により、造形面Sの第2部分P2に電子ビームBが照射される。環状の造形面Sの周方向の異なる位置で粉末Aの供給と電子ビームBの照射とを順次行うことにより、生産性の更なる向上がもたらされ得る。   The powder supply unit 24 supplies the powder A to the first portion P1 of the shaped surface S, and the electron beam emitting unit 2 irradiates the second portion P2 of the shaped surface S with the electron beam B. By sequentially performing the supply of the powder A and the irradiation of the electron beam B at different positions in the circumferential direction of the annular shaped surface S, further improvement in productivity can be brought about.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、粉末材料は金属に限られず、樹脂やセラミック等であってもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the powder material is not limited to metal, and may be resin, ceramic or the like.

粉末供給部24によって粉末Aが供給される第1部分P1は、造形面Sの周方向の複数の部分に設けられてもよい。電子ビーム出射部2によって電子ビームBが照射される第2部分P2は、造形面Sの周方向の複数の部分に設けられてもよい。複数の電子ビーム出射部2と粉末供給部24を円周状に配置することで、生産性を向上させることができる。その場合に、回転機構21は、造形タンク4、昇降ステージ6および容器7を、回転方向Dに回転させることができ、さらに回転方向Dとは反対方向に回転させることができてもよい。   The first portions P1 to which the powder A is supplied by the powder supply unit 24 may be provided in a plurality of portions in the circumferential direction of the modeling surface S. The second portions P2 to which the electron beam B is irradiated by the electron beam emitting unit 2 may be provided in a plurality of portions in the circumferential direction of the modeling surface S. By arranging the plurality of electron beam emitting units 2 and the powder supply unit 24 circumferentially, productivity can be improved. In that case, the rotation mechanism 21 may rotate the modeling tank 4, the elevating stage 6 and the container 7 in the rotational direction D, and may further rotate in the opposite direction to the rotational direction D.

造形タンク4と容器7とを回転させる回転機構21が省略されてもよい。その場合に、電子ビーム出射部2は、環状の造形面Sに対して電子ビームBを照射可能なように構成される。粉末供給部24および表面平坦化機構23は、環状の造形面Sに対して粉末Aを供給し、平坦化することができるように構成される。   The rotation mechanism 21 for rotating the modeling tank 4 and the container 7 may be omitted. In that case, the electron beam emitting unit 2 is configured to be capable of irradiating the annular shaped surface S with the electron beam B. The powder supply unit 24 and the surface flattening mechanism 23 are configured to be able to supply and flatten the powder A to the annular shaped surface S.

造形タンク4に対して容器7および昇降ステージ6を相対的に移動させる構成は、昇降機構22によって昇降ステージ6が下降する形態に限られず、固定された容器7および昇降ステージ6に対して、他の昇降機構によって造形タンク4が上昇する形態が採用されてもよい。その場合、表面平坦化機構23、外周容器31と第2ヒータ32、粉末供給部24、第3ヒータ26、および電子ビーム出射部2が、造形に伴って上昇する構造が採用され得る。   The configuration for relatively moving the container 7 and the lifting and lowering stage 6 with respect to the modeling tank 4 is not limited to the configuration in which the lifting and lowering stage 6 is lowered by the lifting and lowering mechanism 22. The form in which the modeling tank 4 ascends may be employ | adopted by the raising / lowering mechanism of this. In that case, a structure may be employed in which the surface flattening mechanism 23, the outer peripheral container 31 and the second heater 32, the powder supply unit 24, the third heater 26, and the electron beam emitting unit 2 rise with modeling.

第1ヒータ8を内蔵する容器は、造形タンク4の上端4cから常に突出するような高さを有さなくてもよい。容器は、上記実施形態の容器7の高さよりも低い高さを有し、造形の終了時、すなわち相対的な移動距離が最大となったときに、造形タンク4の内部に完全に収まるような高さを有してもよい。   The container incorporating the first heater 8 may not have a height which always protrudes from the upper end 4 c of the modeling tank 4. The container has a height lower than the height of the container 7 of the above embodiment, and completely fits inside the modeling tank 4 at the end of modeling, ie, when the relative movement distance is maximized. It may have a height.

第3ヒータ26としては、輻射熱によって加熱するランプに代えて、抵抗加熱ヒータ、またはビーム出射部を用いてもよいし、異なる加熱方式のヒータを併用してもよい。第3ヒータ26としてビーム出射部を用いる場合は、例えば、粉末Aを溶融させる電子ビーム出射部2とは別に、予備加熱用のビーム出射部を設け、予備加熱用のビーム出射部からビームを粉末Aに照射することで粉末Aを予備加熱するようにしてもよい。   As the third heater 26, a resistance heater or a beam emitting unit may be used instead of a lamp heated by radiant heat, or heaters of different heating methods may be used in combination. When a beam emitting portion is used as the third heater 26, for example, a beam emitting portion for preliminary heating is provided separately from the electron beam emitting portion 2 for melting the powder A, and the beam is irradiated from the beam emitting portion for preliminary heating The powder A may be preheated by irradiating A.

三次元積層造形装置は、電子ビーム溶融法が適用された造形装置に限られず、たとえばレーザ溶融法が適用された造形装置であってもよい。すなわち、三次元積層造形装置において粉末Aに照射されるビームは、レーザビームであってもよい。三次元積層造形装置において粉末Aに照射されるビームは、電子ビームおよびイオンビームを含む概念である荷電粒子ビームであってもよい。三次元積層造形装置において粉末Aに照射されるビームは、粉末Aに対してエネルギを供給し得るエネルギビームであってもよい。   The three-dimensional additive manufacturing apparatus is not limited to the forming apparatus to which the electron beam melting method is applied, and may be, for example, a forming apparatus to which the laser melting method is applied. That is, the beam irradiated to the powder A in the three-dimensional additive manufacturing apparatus may be a laser beam. The beam irradiated to the powder A in the three-dimensional additive manufacturing apparatus may be a charged particle beam which is a concept including an electron beam and an ion beam. The beam irradiated to the powder A in the three-dimensional additive manufacturing apparatus may be an energy beam capable of supplying energy to the powder A.

1 三次元積層造形装置
2 電子ビーム出射部(ビーム出射部)
3 造形部
4 造形タンク
6 昇降ステージ(ステージ)
7 容器(内壁)
8 第1ヒータ(ヒータ)
14 回転軸
16 昇降軸
21 回転機構
22 昇降機構
23 表面平坦化機構
24 粉末供給部
26 第3ヒータ
A 粉末
B 電子ビーム(エネルギビーム)
C 造形物
Cs サポート部
L 軸線
P1 第1部分
P2 第2部分
R 造形領域
S 造形面
1 Three-dimensional layered modeling apparatus 2 Electron beam emitting unit (beam emitting unit)
3 Modeling part 4 Modeling tank 6 Lifting stage (stage)
7 container (inner wall)
8 1st heater (heater)
14 rotary shaft 16 lifting shaft 21 rotating mechanism 22 lifting mechanism 23 surface flattening mechanism 24 powder supply unit 26 third heater A powder B electron beam (energy beam)
C Modeled object Cs Support portion L Axis P1 First portion P2 Second portion R Modeling region S Modeling surface

Claims (4)

筒状の造形タンクと、
前記造形タンクの内側に配置され、前記造形タンクとの間に、造形物が造形される造形領域を形成する筒状の内壁と、
前記内壁の内側に設けられたヒータと、を備える三次元積層造形装置。
With a cylindrical shaped tank,
A cylindrical inner wall disposed inside the formation tank and forming a formation area on which the formation is formed, with the formation tank;
And a heater provided inside the inner wall.
前記造形タンクの内側であって前記内壁の下側に配置され、前記造形タンクに対して前記造形タンクの軸線方向に相対的に移動するステージを更に備え、
前記内壁は、前記ステージに対して固定されており、前記造形タンクとの相対位置に関わらず前記造形タンクの上端から常に突出するような高さを有する、請求項1に記載の三次元積層造形装置。
The stage further includes a stage which is disposed inside the shaping tank and below the inner wall and moves relative to the shaping tank in the axial direction of the shaping tank.
The three-dimensional lamination molding according to claim 1, wherein the inner wall is fixed to the stage and has a height which always protrudes from the upper end of the modeling tank regardless of the relative position with the modeling tank. apparatus.
前記造形タンクと前記内壁とを前記造形タンクの軸線周りに一緒に回転させるように構成された回転機構を更に備える、請求項1または2に記載の三次元積層造形装置。   The three-dimensional additive manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a rotation mechanism configured to rotate the modeling tank and the inner wall together about an axis of the modeling tank. 前記造形領域の上面に形成された環状の造形面に対し、前記造形面の周方向における1つまたは複数の第1部分に前記造形物の材料である粉末を供給する粉末供給部と、
前記造形面に対し、前記造形面の周方向における1つまたは複数の第2部分であって前記第1部分とは異なる前記第2部分にエネルギビームを照射するビーム出射部と、を更に備える、請求項3に記載の三次元積層造形装置。
A powder supply unit configured to supply a powder, which is a material of the shaped object, to one or more first portions in a circumferential direction of the shaped surface with respect to an annular shaped surface formed on an upper surface of the shaped region;
A beam emitting unit configured to irradiate an energy beam to one or more second portions in the circumferential direction of the shaped surface with respect to the shaped surface, the second portion being different from the first portion; The three-dimensional additive manufacturing apparatus according to claim 3.
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