JP2019196531A - Production method, inspection method, production method and program - Google Patents

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Abstract

To provide a method of determining whether there is a formation state of a structure formed by melting and solidifying particles in a powder layer, for example, a nest, in a device for producing a three-dimensional laminate by irradiating a powder layer made of a metal material or the like with an electron beam, separately from a radiation thermometer that measures a surface temperature of molten and solidified particles in the powder layer.SOLUTION: A production device for producing a three-dimensional molded object includes: a cross-section formation part for forming a structure of a cross-section part of a three-dimensional molded object by using a powder material; a measurement part for measuring a measurement value corresponding to an eddy current flowing to the structure formed by the cross-section formation part; and a determination part for determining a formation state of the structure corresponding to the result of measurement by the measurement part. The cross-section formation part forms a structure by irradiating a powder layer including the powder material with a beam.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、製造装置、検査方法、製造方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a manufacturing apparatus, an inspection method, a manufacturing method, and a program.

金属材料などからなる粉末層に対して電子ビームを照射して溶融凝固させる三次元積層造形装置において、電子ビームの照射中に放射温度計によって粉末層の表面温度を検出する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 米国特許第7454262号
In a three-dimensional additive manufacturing apparatus that melts and solidifies a powder layer made of a metal material by irradiating an electron beam, a technique for detecting the surface temperature of the powder layer with a radiation thermometer during the irradiation of the electron beam is known. (For example, see Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] US Pat. No. 7,454,262

しかしながら、上記の技術では、粉末層において溶融凝固している粒子の表面温度を検出できるが、粉末層において粒子が溶融凝固して形成される構造の形成状態、例えば巣の有無などを判定することはできなかった。   However, the above technique can detect the surface temperature of particles melted and solidified in the powder layer, but can determine the formation state of the structure formed by melting and solidifying particles in the powder layer, such as the presence or absence of nests. I couldn't.

本発明の一態様においては、3次元造形物を製造する製造装置であって、粉末材料を使用して3次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成部と、断面形成部によって形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定部と、測定部による測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定部とを備える製造装置が提供される。   In one aspect of the present invention, a manufacturing apparatus for manufacturing a three-dimensional structure is formed by a cross-section forming section that forms a structure of a cross-sectional portion of a three-dimensional structure using a powder material, and a cross-section forming section. A manufacturing apparatus is provided that includes a measurement unit that measures a measurement value corresponding to an eddy current flowing through the structure, and a determination unit that determines a formation state of the structure according to a measurement result by the measurement unit.

本発明の一態様においては、3次元造形物の断面部分の構造を検査する検査方法であって、粉末材料を使用して構造を形成する断面形成段階と、断面形成段階において形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、測定段階における測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定段階とを備える検査方法が提供される。   In one aspect of the present invention, there is provided an inspection method for inspecting a structure of a cross-sectional portion of a three-dimensional structure, and a cross-section forming stage in which a structure is formed using a powder material, and a structure formed in the cross-section forming stage. There is provided an inspection method including a measurement stage for measuring a measurement value according to a flowing eddy current, and a determination stage for determining a formation state of a structure according to a measurement result in the measurement stage.

本発明の一態様においては、3次元造形物を製造する製造方法であって、粉末材料を使用して3次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成段階と、断面形成段階において形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、測定段階における測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定段階と、判定段階において形成状態が良好ではないと決定した場合に、構造を補修する段階とを備える製造方法が提供される。   In one aspect of the present invention, a manufacturing method for manufacturing a three-dimensional structure is formed in a cross-section forming stage in which a structure of a cross-sectional portion of the three-dimensional structure is formed using a powder material, and in a cross-section forming stage. The measurement stage for measuring the measured value according to the eddy current flowing in the structure, the determination stage for determining the formation state of the structure according to the measurement result in the measurement stage, and the determination stage that the formation state is not good In some cases, a manufacturing method is provided comprising repairing the structure.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

第1実施形態による製造装置100の模式図である。It is a schematic diagram of the manufacturing apparatus 100 by 1st Embodiment. 第1実施形態による測定部60の模式図である。It is a schematic diagram of the measurement part 60 by 1st Embodiment. 第1実施形態による3次元造形物36の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における代表点で判定するための例示的なグラフである。It is an exemplary graph for judging the formation state of the section structure of three-dimensional structure 36 by a 1st embodiment by the representative point in the surface of a section structure. 第1実施形態による3次元造形物36の製造方法のフロー図である。It is a flowchart of the manufacturing method of the three-dimensional structure 36 by 1st Embodiment. 第2実施形態による3次元造形物36の断面構造の形成状態を、断面構造の表面をコイル探査することによって判定するための例示的なグラフである。It is an exemplary graph for determining the formation state of the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36 according to the second embodiment by performing a coil search on the surface of the cross-sectional structure. 第3実施形態による測定部61の模式図である。It is a schematic diagram of the measurement part 61 by 3rd Embodiment. 第3実施形態による3次元造形物36の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における複数点で判定するための例示的なグラフである。It is an exemplary graph for determining the formation state of the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36 according to the third embodiment at a plurality of points on the surface of the cross-sectional structure. 第4実施形態による製造装置101の模式図である。It is a schematic diagram of the manufacturing apparatus 101 by 4th Embodiment. 第4実施形態による第2測定部70の模式図である。It is a schematic diagram of the 2nd measurement part 70 by 4th Embodiment. 第4実施形態による、粉末層の表面における特定の位置に電子ビームEBを照射する照射時間と、異なる方向に配置された複数の電子検出器による検出信号の強度差との関係の例を示すグラフである。The graph which shows the example of the relationship between the irradiation time which irradiates the electron beam EB to the specific position in the surface of the powder layer according to 4th Embodiment, and the intensity difference of the detection signal by the several electron detector arrange | positioned in a different direction It is. 本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ1200の例を示す図である。And FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a computer 1200 in which aspects of the present invention may be embodied in whole or in part.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention. In the drawings, the same or similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

図1は、第1実施形態による製造装置100の概略図である。図1では、紙面に向かって右方向が+X方向となるX軸と、紙面に向かって上方向が+Z方向となるZ軸と、紙面に向かって奥行き方向が+Y方向となるY軸とが、互いに直交するように示されている。以降では、これらの3軸を用いて説明する場合がある。   FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment. In FIG. 1, an X axis whose right direction is the + X direction toward the paper surface, a Z axis whose upward direction is the + Z direction toward the paper surface, and a Y axis whose depth direction is the + Y direction toward the paper surface are They are shown as orthogonal to each other. Hereinafter, these three axes may be used for explanation.

製造装置100は、粉末31を堆積して粉末層を形成し、粉末層に対してプリヒーティングを施した状態で電子ビームEBを照射することによって粉末31を溶融し、粉末層の形成および粉末31の溶融を繰り返すことにより3次元造形物36を製造する。製造装置100は更に、3次元造形物36の形成状態を、粉末31が仮焼結状態および焼結状態の少なくとも一方の状態において交流磁場を印加することによって検査する。   The manufacturing apparatus 100 deposits the powder 31 to form a powder layer, melts the powder 31 by irradiating the electron beam EB with the powder layer preheated, and forms the powder layer and the powder. The three-dimensional structure 36 is manufactured by repeating the melting of 31. The manufacturing apparatus 100 further inspects the formation state of the three-dimensional structure 36 by applying an alternating magnetic field when the powder 31 is in at least one of a pre-sintered state and a sintered state.

ここで言う焼結状態とは、粉末31が溶融により互いに完全に結合して凝固した状態を指し、仮焼結状態とは、焼結状態と比較して、粉末31が溶融により互いに不完全に結合した状態を指す。隣接する粉末31同士は、仮焼結されることによって互いに電気的に接続される。そのため、仮焼結状態の粉末31の電気抵抗は、仮焼結する前の状態に比べて顕著に低下する。なお、電子ビームEBの強度は、粉末31を仮焼結状態にする場合に比べて、粉末31を焼結状態にする場合の方が強く、換言すると、仮焼結状態の粉末31をより高温で加熱すると、焼結状態の粉末31となる。製造装置100は、粉末31を仮焼結状態にすることで、高強度の電子ビームEBを照射された粉末31がチャージアップにより飛散してしまうことを抑止し、製造された3次元造形物36の全体の応力を低下させる。   As used herein, the sintered state refers to a state in which the powders 31 are completely bonded and solidified by melting, and the presintered state is incomplete to each other due to the melting of the powder 31 compared to the sintered state. Refers to the combined state. Adjacent powders 31 are electrically connected to each other by being pre-sintered. Therefore, the electrical resistance of the powder 31 in the presintered state is significantly reduced as compared to the state before presintering. The strength of the electron beam EB is stronger when the powder 31 is put into a sintered state than when the powder 31 is put into a pre-sintered state. Is heated to a powder 31 in a sintered state. The manufacturing apparatus 100 suppresses the powder 31 irradiated with the high-intensity electron beam EB from being scattered due to charge-up by putting the powder 31 in a pre-sintered state, and the manufactured three-dimensional structure 36 is manufactured. Reduce the overall stress.

粉末31は、例えば、チタン系、クロム系、ニッケル系の合金や、SUSなどの金属材料からなる、導体且つ非磁性体の粉末材料である。粉末31は、磁性体であってもよいが、仮焼結状態の粉末31によって構成される3次元造形物36に交流磁場を印加することで3次元造形物36の形成状態を検査するので、磁界の影響を受けない非磁性体である方が好ましい。   The powder 31 is a conductive and non-magnetic powder material made of a metal material such as a titanium-based, chromium-based or nickel-based alloy or SUS, for example. Although the powder 31 may be a magnetic body, the formation state of the three-dimensional structure 36 is inspected by applying an alternating magnetic field to the three-dimensional structure 36 constituted by the powder 31 in a temporarily sintered state. A non-magnetic material that is not affected by a magnetic field is preferred.

製造装置100は、カラム部200と、造形部300と、測定部60と、制御部400と、格納部500とを備える。カラム部200および造形部300は、粉末材料を使用し、粉末材料を含む粉末層にビームを照射して焼結または仮焼結することにより、3次元造形物36の断面部分の構造を形成する断面形成部の一例である。なお、以降の説明において、3次元造形物36の断面部分の構造を単に断面構造と呼ぶ場合がある。   The manufacturing apparatus 100 includes a column unit 200, a modeling unit 300, a measurement unit 60, a control unit 400, and a storage unit 500. The column unit 200 and the modeling unit 300 use a powder material, and form a cross-sectional structure of the three-dimensional model 36 by irradiating the powder layer containing the powder material with a beam and sintering or presintering the powder layer. It is an example of a cross-section formation part. In the following description, the structure of the cross-sectional portion of the three-dimensional structure 36 may be simply referred to as a cross-sectional structure.

カラム部200は、造形部300の内部に向けて電子ビームEBを出力する。カラム部200は、電子源12と、電子レンズ13と、偏向器14とを有する。   The column unit 200 outputs an electron beam EB toward the inside of the modeling unit 300. The column unit 200 includes an electron source 12, an electron lens 13, and a deflector 14.

電子源12は、熱または電界の作用によって電子を発生させる。電子源12は、発生させた電子を、予め定められた加速電圧、例えば−60KVで、図1中の−Z方向に加速させ、電子ビームEBとして出力する。   The electron source 12 generates electrons by the action of heat or an electric field. The electron source 12 accelerates the generated electrons in a −Z direction in FIG. 1 with a predetermined acceleration voltage, for example, −60 KV, and outputs the electron beam EB.

電子レンズ13は、電子源12から出力された電子ビームEBを、造形部300の内部に堆積された粉末層の表面で収束させる。電子レンズ13は、例えば磁界レンズであって、レンズ軸周りに配されたコイルと、コイルを取り囲んでレンズ軸に関して軸対称な間隙を有するヨークとを含む。   The electron lens 13 converges the electron beam EB output from the electron source 12 on the surface of the powder layer deposited inside the modeling unit 300. The electron lens 13 is, for example, a magnetic lens, and includes a coil disposed around the lens axis, and a yoke that surrounds the coil and has an axisymmetric gap with respect to the lens axis.

偏向器14は、電子源12から出力されて電子レンズ13を通過した電子ビームEBを偏向して、粉末層の表面のX軸方向およびY軸方向における照射位置を調整する。偏向器14は、例えば、上記した電子レンズ13のレンズ軸を挟んで、X軸方向およびY軸方向に対向する2組の偏向コイルを含む。   The deflector 14 deflects the electron beam EB output from the electron source 12 and passed through the electron lens 13 to adjust the irradiation position in the X-axis direction and the Y-axis direction on the surface of the powder layer. The deflector 14 includes, for example, two sets of deflection coils facing the X-axis direction and the Y-axis direction with the lens axis of the above-described electron lens 13 interposed therebetween.

造形部300は、3次元造形物36を造形する。造形部300は、カラム部200に隣接して設けられ、造形部300の内部空間はカラム部200の内部空間と連通する。造形部300は、粉末供給部34と、ステージ52と、側壁部53と、駆動棒55と、駆動部54と、排気ユニット56と、ヒータ57とを有する。   The modeling unit 300 models the three-dimensional model 36. The modeling unit 300 is provided adjacent to the column unit 200, and the internal space of the modeling unit 300 communicates with the internal space of the column unit 200. The modeling unit 300 includes a powder supply unit 34, a stage 52, a side wall 53, a drive rod 55, a drive unit 54, an exhaust unit 56, and a heater 57.

粉末供給部34は、ステージ52上の、ステージ52および側壁部53によって囲まれる空間内に、粉末31を供給して堆積させ、堆積させた粉末31の表面を擦切ることで、表面が平坦化された粉末層を形成する。形成された粉末層は、ステージ52および側壁部53によって形状を保持される。なお、粉末供給部34によって形成される粉末層のうち、電子ビームEBを照射された箇所は溶融して3次元造形物36の断面部分の構造を成し、その他の部分は3次元造形物36の周囲において粉末31のまま堆積される。なお、電子ビームEBを照射されて溶融した粉末層は、既に積層されている3次元造形物36が−Z軸方向に隣接して存在する場合、既に積層されている3次元造形物36の上端面と結合して、3次元造形物36をZ軸方向に増大させる。   The powder supply unit 34 supplies and deposits the powder 31 in the space surrounded by the stage 52 and the side wall 53 on the stage 52, and the surface of the deposited powder 31 is scraped off to flatten the surface. Forming a powder layer. The formed powder layer is held in shape by the stage 52 and the side wall 53. In the powder layer formed by the powder supply unit 34, the portion irradiated with the electron beam EB is melted to form a cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36, and the other portions are the three-dimensional structure 36. The powder 31 is deposited around the periphery. Note that the powder layer melted by irradiation with the electron beam EB is formed on the already stacked three-dimensional structure 36 when the already stacked three-dimensional structure 36 exists adjacent to the −Z-axis direction. Combined with the end face, the three-dimensional structure 36 is increased in the Z-axis direction.

ステージ52は、XY平面方向に広がる面を有する。ステージ52は、+Z方向の表面において、粉末供給部34により供給された粉末31をその上に積載して、粉末31が堆積した状態である粉末層を保持する。側壁部53は、ステージ52の周囲に配され、ステージ52上の粉末層の側面を保持する。   The stage 52 has a surface extending in the XY plane direction. On the surface in the + Z direction, the stage 52 loads the powder 31 supplied by the powder supply unit 34 thereon, and holds the powder layer in a state where the powder 31 is deposited. The side wall 53 is disposed around the stage 52 and holds the side surface of the powder layer on the stage 52.

駆動棒55は、ステージ52の−Z方向の背面に連結され、ステージ52を支持する。駆動部54は、駆動棒55を支持し、駆動棒55がZ軸方向に上下するように駆動棒55を駆動する。駆動部54は、駆動棒55を駆動することによって、ステージ52がZ軸方向に上下するようにステージ52を駆動する。駆動部54は、粉末供給部34によってステージ52上に形成された粉末層に電子ビームEBが照射されて断面構造が形成されると、Z軸方向における断面構造の厚みの分、ステージ52を−Z方向に降下させる。   The drive rod 55 is connected to the back surface of the stage 52 in the −Z direction and supports the stage 52. The drive unit 54 supports the drive rod 55 and drives the drive rod 55 so that the drive rod 55 moves up and down in the Z-axis direction. The drive unit 54 drives the drive rod 55 to drive the stage 52 so that the stage 52 moves up and down in the Z-axis direction. When the powder supply unit 34 irradiates the powder layer formed on the stage 52 with the electron beam EB and forms a cross-sectional structure, the driving unit 54 moves the stage 52 by the thickness of the cross-sectional structure in the Z-axis direction. Lower in the Z direction.

排気ユニット56は、電子ビームEBが通過する製造装置100の内部空間を排気して、当該内部空間が予め定められた真空度となるよう調整する。これにより、排気ユニット56は、電子ビームEBが大気中の気体粒子と衝突することによりエネルギーを損失することを抑止する。   The exhaust unit 56 exhausts the internal space of the manufacturing apparatus 100 through which the electron beam EB passes, and adjusts the internal space to have a predetermined degree of vacuum. Thereby, the exhaust unit 56 suppresses energy loss due to the electron beam EB colliding with gas particles in the atmosphere.

ヒータ57は、側壁部53の外周に配され、側壁部53を介して、ステージ52上に形成された粉末層を加熱する。なお、ヒータ57による粉末層の加熱は、いわゆるプリヒーティングであって、ヒータ57の加熱温度は電子ビームEBによる加熱温度よりも低くてもよい。   The heater 57 is disposed on the outer periphery of the side wall portion 53 and heats the powder layer formed on the stage 52 through the side wall portion 53. The heating of the powder layer by the heater 57 is so-called preheating, and the heating temperature of the heater 57 may be lower than the heating temperature by the electron beam EB.

測定部60は、カラム部200および造形部300によって形成された導電性の断面構造に渦電流を誘導し、断面構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する。   The measurement unit 60 induces an eddy current in the conductive cross-sectional structure formed by the column unit 200 and the modeling unit 300, and measures a measurement value corresponding to the eddy current flowing in the cross-sectional structure.

制御部400は、製造装置100の各構成を制御する。制御部400は、カラム部200の電子源12、電子レンズ13および偏向器14を制御することにより、電子ビームEBの照射時間、照射速度および照射位置を制御する。制御部400は更に、造形部300の粉末供給部34、駆動部54およびヒータ57を制御することにより、ステージ52上での3次元造形物36の造形を制御する。制御部400は更に、測定部60を制御することにより、断面構造の形成状態を間接的に示す測定値の測定を制御する。制御部400は、格納部500を参照することにより、これらの構成をシーケンス制御する。   The control unit 400 controls each configuration of the manufacturing apparatus 100. The control unit 400 controls the irradiation time, irradiation speed, and irradiation position of the electron beam EB by controlling the electron source 12, the electron lens 13, and the deflector 14 of the column unit 200. The control unit 400 further controls the modeling of the three-dimensional model 36 on the stage 52 by controlling the powder supply unit 34, the driving unit 54, and the heater 57 of the modeling unit 300. Further, the control unit 400 controls the measurement unit 60 to control measurement of a measured value that indirectly indicates the formation state of the cross-sectional structure. The control unit 400 performs sequence control of these configurations by referring to the storage unit 500.

制御部400は更に、測定部60による測定結果に応じて、断面構造の形成状態を判定する。なお、制御部400は、判定部の一例として機能する。   The control unit 400 further determines the formation state of the cross-sectional structure according to the measurement result by the measurement unit 60. The control unit 400 functions as an example of a determination unit.

格納部500は、断面構造の形成状態を判定するための参照データ、断面構造の形成状態の判定結果、製造装置100における各構成を制御するためのシーケンスやプログラムなどを格納する。格納部500は、制御部400により参照される。   The storage unit 500 stores reference data for determining the formation state of the cross-sectional structure, a determination result of the formation state of the cross-sectional structure, a sequence and a program for controlling each configuration in the manufacturing apparatus 100, and the like. The storage unit 500 is referred to by the control unit 400.

図2は、第1実施形態による測定部60の模式図である。測定部60は、コイル63と、コイル筐体62と、アーム64と、コイル駆動部65と、交流電源部67と、検出回路部66とを有する。   FIG. 2 is a schematic diagram of the measurement unit 60 according to the first embodiment. The measurement unit 60 includes a coil 63, a coil housing 62, an arm 64, a coil drive unit 65, an AC power supply unit 67, and a detection circuit unit 66.

コイル63は、例えば、針金などを螺旋状に一巻して形成され、磁心が無い空芯コイルである。コイル筐体62は、円筒形を有し、内部にコイル63を収容する。コイル筐体62は、コイル63から生じる交流磁場を通し易い材質からなる。アーム64は、コイル筐体62を支持した状態でX軸方向に進退可能に、測定部60の本体部分に取り付けられる。   The coil 63 is, for example, an air-core coil that is formed by winding a wire or the like in a spiral shape and has no magnetic core. The coil housing 62 has a cylindrical shape and accommodates the coil 63 therein. The coil housing 62 is made of a material that can easily pass an alternating magnetic field generated from the coil 63. The arm 64 is attached to the main body portion of the measuring unit 60 so as to be able to advance and retract in the X-axis direction while supporting the coil housing 62.

コイル駆動部65は、コイル筐体62およびアーム64を介して、コイル63を断面構造の表面に対向する予め定められた位置に移動させる。コイル駆動部65は、アーム64をX軸方向に進退させ、且つ、Y軸方向に移動させることにより、コイル63をXY平面内の特定の位置に移動させる。コイル駆動部65は、コイル63から生じる交流磁場と、断面構造に流れる渦電流による誘導磁場とが互いに結合できるよう、コイル63をXY平面内で移動させて断面構造の表面に近接させる。なお、コイル駆動部65は、アクチュエータの一例である。   The coil driving unit 65 moves the coil 63 to a predetermined position facing the surface of the cross-sectional structure via the coil housing 62 and the arm 64. The coil drive unit 65 moves the coil 63 to a specific position in the XY plane by moving the arm 64 forward and backward in the X-axis direction and moving it in the Y-axis direction. The coil drive unit 65 moves the coil 63 in the XY plane so as to be close to the surface of the cross-sectional structure so that the alternating magnetic field generated from the coil 63 and the induced magnetic field caused by the eddy current flowing in the cross-sectional structure can be coupled to each other. The coil drive unit 65 is an example of an actuator.

交流電源部67は、コイル筐体62およびアーム64を介してコイル63に電気的に接続され、コイル63に交流電流を流す。交流電源部67は、コイル63が断面構造の表面に対向している状態において、コイル63に交流電流を流し、コイル63に交流磁場を生じさせ、コイル63に対向している断面構造に渦電流を発生させる。   The AC power source 67 is electrically connected to the coil 63 via the coil housing 62 and the arm 64, and causes an AC current to flow through the coil 63. In the state where the coil 63 is opposed to the surface of the cross-sectional structure, the AC power supply unit 67 causes an alternating current to flow through the coil 63, generates an alternating magnetic field in the coil 63, and generates an eddy current in the cross-sectional structure facing the coil 63. Is generated.

検出回路部66は、コイル筐体62およびアーム64を介してコイル63に電気的に接続され、コイル63のインピーダンスの変化を検出する。検出回路部66は、交流電源部67と並列に、コイル63に接続される。   The detection circuit unit 66 is electrically connected to the coil 63 via the coil housing 62 and the arm 64, and detects a change in impedance of the coil 63. The detection circuit unit 66 is connected to the coil 63 in parallel with the AC power supply unit 67.

検出回路部66は、コイル63が、渦電流が発生している状態の断面構造の表面に対向することにより、当該渦電流によって生じる磁束によって誘起電圧が発生している状態において、コイル63のインピーダンスの変化を検出する。コイル63のインピーダンスの変化の大きさは、断面構造が良好に形成されているか否か、すなわち、電子ビームEBの照射によって粉末31が仮焼結状態または焼結状態となり、電気抵抗が顕著に小さくなっているか否かに応じて、顕著に異なる。断面構造が良好に形成されている場合、コイル63の交流磁場によって発生する渦電流の電流値は、断面構造が良好に形成されていない場合に比べて顕著に大きいものとなり、渦電流の電流値の大きさに概ね比例するコイル63のインピーダンスの変化が顕著に大きいものとなる。   The detection circuit unit 66 has an impedance of the coil 63 in a state where an induced voltage is generated by a magnetic flux generated by the eddy current by facing the surface of the cross-sectional structure in a state where the eddy current is generated. Detect changes. The magnitude of the change in impedance of the coil 63 depends on whether or not the cross-sectional structure is well formed, that is, the powder 31 is in a pre-sintered state or a sintered state by irradiation with the electron beam EB, and the electrical resistance is remarkably small. Depending on whether or not it is, it differs significantly. When the cross-sectional structure is well formed, the current value of the eddy current generated by the alternating magnetic field of the coil 63 is significantly larger than that when the cross-sectional structure is not well formed. The change in impedance of the coil 63 which is approximately proportional to the magnitude of the coil 63 is significantly large.

検出回路部66は、例えば、コイル63のインピーダンスの変化を検出するのに適しているブリッジ回路、増幅回路などを含んでもよい。この場合、事前の処理として、形成状態が良好な断面構造の表面に渦電流を生じさせ、ブリッジ回路の可変抵抗器のインピーダンスを変化させ、ブリッジ回路の平衡を取り、ブリッジ回路から増幅回路に電流が流れない状態にしておく。このような処理を事前に済ませてあるブリッジ回路を用いて、形成状態が良好ではない断面構造に対して渦電流を発生させ、コイル63のインピーダンスの変化を検出すると、ブリッジの平衡が崩れ、増幅回路に電流が流れるようになる。このように、検出回路部66は、形成状態が良好ではない断面構造を、形成状態が良好である断面構造と区別して検出できる。   The detection circuit unit 66 may include, for example, a bridge circuit and an amplification circuit that are suitable for detecting a change in the impedance of the coil 63. In this case, as a pretreatment, an eddy current is generated on the surface of the cross-sectional structure in a good formation state, the impedance of the variable resistor of the bridge circuit is changed, the bridge circuit is balanced, and the current from the bridge circuit to the amplifier circuit is changed. Make sure that does not flow. When a bridge circuit that has been subjected to such processing in advance is used to generate an eddy current in a cross-sectional structure that is not well formed and a change in the impedance of the coil 63 is detected, the balance of the bridge is lost and amplification is performed. Current flows in the circuit. As described above, the detection circuit unit 66 can detect a cross-sectional structure in which the formation state is not good and distinguish it from a cross-sectional structure in which the formation state is good.

以上の通り、本実施形態における測定部60は、3次元造形物36の断面部分の構造に渦電流を誘導し、渦電流に応じた測定値として、コイル63のインピーダンスを測定する。本実施形態における測定部60では、図2に示す通り、設備の容易さなどの理由から、励磁と検出を同じ1つのコイルで行う自己誘導方式を採用している。これに代えて、測定部60は、励磁と検出を違うコイルで行う相互誘導方式を用いてもよい。   As described above, the measurement unit 60 in the present embodiment induces eddy currents in the structure of the cross-sectional portion of the three-dimensional structure 36, and measures the impedance of the coil 63 as a measurement value corresponding to the eddy currents. As shown in FIG. 2, the measurement unit 60 in the present embodiment employs a self-induction method in which excitation and detection are performed by the same coil for reasons such as ease of equipment. Instead, the measurement unit 60 may use a mutual induction method in which excitation and detection are performed by different coils.

図3は、第1実施形態による3次元造形物36の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における代表点で判定するための例示的なグラフである。グラフの横軸を時間[t]とし、縦軸をインピーダンス[Ω]とする。   FIG. 3 is an exemplary graph for determining the formation state of the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36 according to the first embodiment with the representative points on the surface of the cross-sectional structure. The horizontal axis of the graph is time [t], and the vertical axis is impedance [Ω].

当該グラフ上には、断面構造に流れる渦電流に応じた、測定値としてのコイル63のインピーダンス変化Zおよびその振幅Zampと、形成状態が良好な構造に流れる渦電流に応じた、参照値としてのインピーダンス変化Ref.Zおよびその振幅Ref.Zampとが示されている。ここで言う形成状態が良好な構造とは、例えば、断面構造と同一の形状データに基づいて形成された構造である。 On the graph, as a reference value according to the impedance change Z and the amplitude Z amp of the coil 63 as a measurement value according to the eddy current flowing through the cross-sectional structure, and the eddy current flowing through the structure having a good formation state Impedance change Ref. Z and its amplitude Ref. Z amp is shown. The structure having a good formation state referred to here is, for example, a structure formed based on the same shape data as the cross-sectional structure.

制御部400は、測定値としてのZの振幅Zampと、参照値としてのRef.Zの振幅Ref.Zampとを比較した結果に基づいて、断面構造の形成状態を判定する。一例として、制御部400は、Ref.ZampとZampとの差分ΔZを算出し、差分ΔZが予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する。制御部400は、差分ΔZが当該閾値よりも大きいと決定すると、断面構造の形成状態が良好ではないと決定する。制御部400は更に、断面構造の表面の予め定められた代表点における形成状態の判定結果を、当該断面構造の表面の全体における形成状態の判定結果と見做す。これにより、製造装置100は、3次元造形物36の断面構造の形成状態を検査して適宜に補修できるだけでなく、断面構造を全面的に検査する場合に比べて3次元造形物36の製造時間を短縮することができる。 The control unit 400 uses the Z amplitude Z amp as the measurement value and the Ref. Z amplitude Ref. The formation state of the cross-sectional structure is determined based on the result of comparison with Z amp . As an example, the control unit 400 uses the Ref. A difference ΔZ between Z amp and Z amp is calculated, and it is determined whether or not the difference ΔZ is larger than a predetermined threshold value. When determining that the difference ΔZ is larger than the threshold value, the control unit 400 determines that the cross-sectional structure is not well formed. Further, the control unit 400 considers the determination result of the formation state at a predetermined representative point on the surface of the cross-sectional structure as the determination result of the formation state on the entire surface of the cross-sectional structure. Thereby, the manufacturing apparatus 100 can not only inspect the formation state of the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36 and appropriately repair it, but also the manufacturing time of the three-dimensional structure 36 compared with the case where the cross-sectional structure is inspected completely. Can be shortened.

図4は、第1実施形態による3次元造形物36の製造方法のフロー図である。当該製造方法には、3次元造形物36の断面構造を検査する検査方法が含まれる。図4のフローの説明は、例えば製造装置100に対して3次元造形物36の製造を開始するための入力をユーザが行うことにより開始する。   FIG. 4 is a flowchart of the manufacturing method of the three-dimensional structure 36 according to the first embodiment. The manufacturing method includes an inspection method for inspecting the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36. The description of the flow in FIG. 4 starts when the user performs an input to start manufacturing the three-dimensional structure 36 with respect to the manufacturing apparatus 100, for example.

先ず、制御部400がカラム部200および造形部300を制御することにより、粉末材料を使用して3次元造形物36の断面部分の構造を形成すべく、以下のステップS101からS103を実行する。ステップS101において、粉末供給部34が、粉末31をステージ52上に供給し、擦り切りにより平坦化することで、ステージ52上に粉末層を形成する。ステップS102において、ヒータ57が、粉末層をプリヒーティングする。   First, the control unit 400 controls the column unit 200 and the modeling unit 300 to execute the following steps S101 to S103 in order to form a cross-sectional structure of the three-dimensional model 36 using the powder material. In step S <b> 101, the powder supply unit 34 supplies the powder 31 onto the stage 52, and planarizes by scraping to form a powder layer on the stage 52. In step S102, the heater 57 preheats the powder layer.

ステップS103において、カラム部200が、電子源12から出力した電子ビームEBを粉末層の表面に照射する。粉末供給部34によって形成される粉末層のうち、電子ビームEBを照射された箇所は溶融して断面構造を成し、その他の部分は断面構造の周囲において粉末31のまま残る。   In step S103, the column unit 200 irradiates the surface of the powder layer with the electron beam EB output from the electron source 12. Of the powder layer formed by the powder supply unit 34, the portion irradiated with the electron beam EB is melted to form a cross-sectional structure, and the other portions remain as powder 31 around the cross-sectional structure.

次に、制御部400が測定部60を制御することにより、断面構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定すべく、以下のステップS105からS109を実行する。ステップS105において、コイル駆動部65が、アーム64を駆動して、コイル63をXY平面内の特定の位置、例えば断面構造の表面の代表点に対向する位置に移動させる。   Next, the control unit 400 controls the measurement unit 60 to execute the following steps S105 to S109 in order to measure a measurement value corresponding to the eddy current flowing in the cross-sectional structure. In step S105, the coil drive unit 65 drives the arm 64 to move the coil 63 to a specific position in the XY plane, for example, a position facing a representative point on the surface of the cross-sectional structure.

ステップS107において、交流電源部67が、特定の位置にあるコイル63に対して交流電流を供給する。これにより、測定部60は、コイル63から交流磁場を生じさせ、コイル63に対向する断面構造の表面の代表点に渦電流を誘導させる。   In step S107, the AC power supply unit 67 supplies an AC current to the coil 63 at a specific position. Thereby, the measurement unit 60 generates an alternating magnetic field from the coil 63 and induces an eddy current at a representative point on the surface of the cross-sectional structure facing the coil 63.

ステップS109において、測定部60が、渦電流によって生じる誘導磁場により誘起電圧が発生している状態のコイル63のインピーダンスを測定する。より具体的には、測定部60の検出回路部66が、当該コイル63のインピーダンスの変化を検出する。   In step S109, the measurement unit 60 measures the impedance of the coil 63 in a state where an induced voltage is generated by the induced magnetic field generated by the eddy current. More specifically, the detection circuit unit 66 of the measurement unit 60 detects a change in impedance of the coil 63.

次に、制御部400が、測定部60による測定結果に応じて断面構造の形成状態を判定し、形成状態が良好ではない場合には断面構造を補修すべく、以下のステップS111からS115を実行する。ステップS111において、制御部400は、測定部60の検出回路部66から入力される、コイル63のインピーダンスの変化を示すデータに基づき、断面構造の形成状態を判定する。制御部400は、検出回路部66から入力されるデータと、形成状態が良好な構造に流れる渦電流に応じた参照データとを比較した結果に基づいて、断面構造の形成状態を判定する。   Next, the control unit 400 determines the formation state of the cross-sectional structure according to the measurement result by the measurement unit 60. If the formation state is not good, the following steps S111 to S115 are executed to repair the cross-sectional structure. To do. In step S <b> 111, the control unit 400 determines the formation state of the cross-sectional structure based on the data indicating the change in impedance of the coil 63 input from the detection circuit unit 66 of the measurement unit 60. The control unit 400 determines the formation state of the cross-sectional structure based on the result of comparing the data input from the detection circuit unit 66 and the reference data corresponding to the eddy current flowing in the structure having a good formation state.

ステップS113において、制御部400が、断面構造の形成状態が良好であると決定した場合には(S113:YES)、当該フローは終了する。ステップS113において、制御部400が、断面構造の形成状態が良好ではないと決定した場合には(S113:NO)、ステップS115に進み、制御部400が断面構造の補修処理を実行して、当該フローは終了する。   In step S113, when the control unit 400 determines that the formation state of the cross-sectional structure is good (S113: YES), the flow ends. When the control unit 400 determines in step S113 that the formation state of the cross-sectional structure is not good (S113: NO), the process proceeds to step S115, where the control unit 400 executes the cross-sectional structure repair process, and The flow ends.

ステップS115における補修処理の一例として、制御部400がカラム部200を制御することにより、形成状態が良好ではないと決定した断面構造の表面全体に対して、出力強度を高めた電子ビームEBを再照射することで、断面構造の全体を確実に仮焼結状態または焼結状態にする。   As an example of the repair process in step S115, the control unit 400 controls the column unit 200, so that the electron beam EB with increased output intensity is re-applied to the entire surface of the cross-sectional structure that is determined to be in a poor formation state. Irradiation ensures that the entire cross-sectional structure is in a pre-sintered state or a sintered state.

図4に示すフローは、仮焼結状態または焼結状態の3次元造形物36の全体が造形されるまで繰り返される。造形された3次元造形物36が仮焼結状態の場合、制御部400は、例えば、カラム部200を制御することにより、仮焼結するための電子ビームEBより出力強度が高い電子ビームEBを3次元造形物36に照射することで、仮焼結状態の3次元造形物36を焼結状態にする。   The flow shown in FIG. 4 is repeated until the entire three-dimensional structure 36 in the pre-sintered state or the sintered state is formed. When the modeled three-dimensional structure 36 is in a temporarily sintered state, the control unit 400 controls the column unit 200 to generate an electron beam EB having a higher output intensity than the electron beam EB for temporary sintering, for example. By irradiating the three-dimensional structure 36, the pre-sintered three-dimensional structure 36 is brought into a sintered state.

なお、図4に示すフローでは、製造装置100は、粉末層を一層形成し、電子ビームEBを照射して、断面構造を形成する度に、断面構造の表面における一部の代表点に関してコイル63のインピーダンスを測定し、断面構造の形成状態を判定するものとして説明した。更に、製造装置100は、当該判定により断面構造の形成状態が良好ではないと決定した場合には、次の粉末層を形成する前に補修処理を実行するものとして説明した。このように、製造装置100は、断面構造を1層形成する度にその形成状態を検査してもよく、これに代えて、断面構造を複数層ごとに、例えば、まとめて補修処理を実行可能な2、3層ごとに断面構造を検査し、良好ではないと決定した場合には複数層をまとめて補修してもよい。この場合、製造装置100は、2、3層分の断面構造まで電子ビームEBが浸透するように、電子ビームEBの強度を高めてもよい。   In the flow shown in FIG. 4, each time the manufacturing apparatus 100 forms a powder layer and irradiates the electron beam EB to form a cross-sectional structure, the coil 63 relates to some representative points on the surface of the cross-sectional structure. It has been described that the impedance of the film is measured to determine the formation state of the cross-sectional structure. Further, the manufacturing apparatus 100 has been described as performing the repair process before forming the next powder layer when it is determined that the formation state of the cross-sectional structure is not good by the determination. In this way, the manufacturing apparatus 100 may inspect the formation state every time one layer of the cross-sectional structure is formed. Instead, the cross-sectional structure may be subjected to repair processing for each of a plurality of layers, for example. If the cross-sectional structure is inspected every two or three layers and it is determined that the cross-sectional structure is not good, a plurality of layers may be repaired together. In this case, the manufacturing apparatus 100 may increase the intensity of the electron beam EB so that the electron beam EB penetrates to a cross-sectional structure of two or three layers.

以上、本実施形態の製造装置100によれば、粉末層を溶融凝固させて断面構造を形成するごとに断面構造の形成状態を検査して3次元造形物36を製造する。製造装置100は、断面構造の検査において、例えば巣が形成されているなどの異常が検出されると適宜に補修処理を行うので、製造される3次元造形物36の信頼性を高めることができる。これは、エンジン部品やロケット部品などのハイエンドな構造物を積層造形する場合に特に有用である。   As described above, according to the manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the three-dimensional structure 36 is manufactured by inspecting the formation state of the cross-sectional structure every time the powder layer is melted and solidified to form the cross-sectional structure. In the inspection of the cross-sectional structure, the manufacturing apparatus 100 appropriately performs a repair process when an abnormality such as a nest is formed, so that the reliability of the manufactured three-dimensional structure 36 can be increased. . This is particularly useful when layered modeling of high-end structures such as engine parts and rocket parts.

また、製造装置100によれば、3次元造形物36が完成した後にX線やCTスキャンによって各層の形成状態の検査を行う場合と比較すると、異常が発見された場合に最初から造形処理をやり直す必要がないので、歩留り、製造時間及び費用を削減することができる。また、製造装置100によれば、X線やCTスキャンを行うための高額な設備を不要とすることもできる。   In addition, according to the manufacturing apparatus 100, compared to the case where the formation state of each layer is inspected by X-ray or CT scan after the three-dimensional structure 36 is completed, the modeling process is performed again from the beginning when an abnormality is found. Since it is not necessary, yield, manufacturing time and cost can be reduced. Moreover, according to the manufacturing apparatus 100, expensive equipment for performing X-rays or CT scans can be eliminated.

また、製造装置100によれば、断面構造に渦電流を生じさせてコイル63のインピーダンスを測定し、測定結果に応じて断面構造の形成状態を判定する。そのため、製造装置100によれば、断面構造を構成する粉末31が溶融して仮焼結状態または焼結状態となっているか否かが判断できるだけでなく、測定したインピーダンス変化の振幅の大きさから、溶融凝固した粉末31間の電気抵抗の大きさを検出でき、換言すると、粉末31の溶融の度合いを判断できる。これは、製造装置100によれば粉末31の仮焼結状態または焼結状態を感度良く検出できるとも言える。また、製造装置100によれば、コイル63で生じた交流磁場が行き届く範囲において、最上層の断面構造の形成状態だけでなく、積層された複数の断面構造の積層方向の形成状態も検出できる。   Further, according to the manufacturing apparatus 100, an eddy current is generated in the cross-sectional structure, the impedance of the coil 63 is measured, and the formation state of the cross-sectional structure is determined according to the measurement result. Therefore, according to the manufacturing apparatus 100, not only can it be determined whether or not the powder 31 constituting the cross-sectional structure is melted and is in a pre-sintered state or a sintered state, but also based on the magnitude of the measured impedance change amplitude. The magnitude of the electrical resistance between the melted and solidified powder 31 can be detected, in other words, the degree of melting of the powder 31 can be determined. This can be said that the production apparatus 100 can detect the pre-sintered state or the sintered state of the powder 31 with high sensitivity. In addition, according to the manufacturing apparatus 100, not only the formation state of the cross-sectional structure of the uppermost layer but also the formation state of the plurality of laminated cross-sectional structures in the stacking direction can be detected within a range in which the alternating magnetic field generated by the coil 63 reaches.

なお、図3を用いて説明した代表点は、製造装置100のユーザまたは制御部400が、断面構造の表面における放熱の状態と、断面構造の形状パターンの精度とに基づいて決めてもよい。断面構造の形状がより単純で大きな面積を占める領域の方が、より複雑で小さな面積を占める領域に比べて、隣接する領域との接触面積が大きく、周囲に熱が逃げやすく、仮焼結状態または焼結状態にすることが難しい。形状パターンの精度とは、形状の微細さを含む。製造装置100のユーザまたは制御部400は、これらの事情を総合的に鑑みて代表点を決めてもよい。   The representative point described with reference to FIG. 3 may be determined by the user of the manufacturing apparatus 100 or the control unit 400 based on the state of heat dissipation on the surface of the cross-sectional structure and the accuracy of the shape pattern of the cross-sectional structure. The area of the cross-sectional structure is simpler and occupies a large area. Compared to the more complex area that occupies a small area, the area of contact with the adjacent area is larger, and heat can easily escape to the surrounding area. Or it is difficult to make it into a sintered state. The accuracy of the shape pattern includes the fineness of the shape. The user of the manufacturing apparatus 100 or the control unit 400 may determine the representative point in consideration of these circumstances comprehensively.

なお、本実施形態において、測定部60は、粉末層を一層形成して電子ビームEBを照射することにより断面構造を形成するごとに、断面構造の表面における代表点に関してコイル63のインピーダンスを測定するものとして説明した。これに代えて、測定部60は、粉末層を一層形成して電子ビームEBを照射することにより断面構造を形成するごとに、断面構造の表面における複数の代表点または面全体に関してコイル63のインピーダンスを測定してもよく、この場合、断面構造の一箇所に電子ビームEBが照射されている間に、断面構造の他の箇所に渦電流を生じさせてコイル63のインピーダンスを測定してもよい。   In the present embodiment, the measurement unit 60 measures the impedance of the coil 63 with respect to the representative point on the surface of the cross-sectional structure every time the cross-sectional structure is formed by forming a single powder layer and irradiating the electron beam EB. Explained as a thing. Instead of this, the measuring unit 60 forms a single powder layer and irradiates the electron beam EB to form a cross-sectional structure, so that the impedance of the coil 63 with respect to a plurality of representative points on the surface of the cross-sectional structure or the entire surface is measured. In this case, while the electron beam EB is irradiated on one part of the cross-sectional structure, an eddy current may be generated in the other part of the cross-sectional structure to measure the impedance of the coil 63. .

なお、本実施形態において、制御部400は、測定部60により測定された測定値を、形成状態が良好な断面構造から取得した参照データと比較するものとして説明した。制御部400は、製造装置100の造形部300内で、または、並列に動作する複数の製造装置100の複数の造形部300内で、同じ形状の3次元造形物36を複数まとめて形成する場合には、これに代えて、まとめて形成された複数の断面構造について測定部60が測定した複数の測定値を相互に比較した結果に基づいて、少なくとも1つの断面構造の形成状態を判定してもよい。   In the present embodiment, the control unit 400 has been described as comparing the measurement value measured by the measurement unit 60 with reference data acquired from a cross-sectional structure with a good formation state. When the control unit 400 forms a plurality of three-dimensional structures 36 having the same shape in the modeling unit 300 of the manufacturing apparatus 100 or in the plurality of modeling units 300 of the plurality of manufacturing apparatuses 100 operating in parallel. Instead of this, the formation state of at least one cross-sectional structure is determined based on the result of comparing a plurality of measured values measured by the measurement unit 60 with respect to a plurality of cross-sectional structures formed together. Also good.

なお、本実施形態において、測定部60は、交流電源部67からコイル63に交流電流を印加することで交流磁場を生じさせて渦電流を誘導するものとして説明したが、これに代えて、磁石を断面構造の表面に接近させて離すことを繰り返すことで磁界変化を引き起こし、断面構造に渦電流を生じさせてもよい。   In the present embodiment, the measurement unit 60 has been described as inducing an eddy current by generating an AC magnetic field by applying an AC current from the AC power supply unit 67 to the coil 63, but instead, a magnet is used. The magnetic field may be changed by repeatedly approaching the surface of the cross-sectional structure and releasing the eddy current, and an eddy current may be generated in the cross-sectional structure.

図5は、第2実施形態による3次元造形物36の断面構造の形成状態を、断面構造の表面をコイル探査することによって判定するための例示的なグラフである。本実施形態の説明においては、第1実施形態と同じ構成については同じ参照番号を使用し、重複する説明を省略する。以降の他の実施形態においても、同様とする。   FIG. 5 is an exemplary graph for determining the formation state of the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36 according to the second embodiment by performing a coil search on the surface of the cross-sectional structure. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are used for the same configurations as those in the first embodiment, and duplicate descriptions are omitted. The same applies to other embodiments thereafter.

本実施形態による製造装置100では、第1実施形態と異なる点として、コイル63のインピーダンスの測定を、断面構造の表面の代表点に関してのみ行うのではなく、断面構造の表面をコイル63で探査することにより、断面構造の表面全体に亘って行う。   The manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the impedance of the coil 63 is not measured only with respect to the representative points on the surface of the cross-sectional structure, but the surface of the cross-sectional structure is searched with the coil 63. This is performed over the entire surface of the cross-sectional structure.

より具体的には、測定部60のコイル駆動部65が、交流電源部67により交流電流を印加されている状態のコイル63を断面構造の表面の端部に対向する位置に移動させ、交流電流により交流磁場を生じさせたまま、断面構造の表面に対向している状態でX軸方向に移動させる。X軸方向に移動したコイル63が断面構造の表面の他端に到達すると、コイル駆動部65は、コイル63をY軸方向に一定距離だけ移動させ、当該他端の側から同様にX軸方向に移動させる。コイル駆動部65は、XY平面における当該移動を繰り返すことで、断面構造の表面全体をコイル探査する。検出回路部66は、上記の交流磁場により渦電流を生じている状態の断面構造の表面に対向して誘起電圧が発生している状態で移動するコイル63のインピーダンス変化を検出する。   More specifically, the coil drive unit 65 of the measurement unit 60 moves the coil 63 in a state where an alternating current is applied by the alternating current power supply unit 67 to a position facing the end of the surface of the cross-sectional structure, and the alternating current With the AC magnetic field generated, the X-axis direction is moved while facing the surface of the cross-sectional structure. When the coil 63 moved in the X-axis direction reaches the other end of the surface of the cross-sectional structure, the coil drive unit 65 moves the coil 63 by a certain distance in the Y-axis direction and similarly from the other end side in the X-axis direction. Move to. The coil drive unit 65 searches the entire surface of the cross-sectional structure by repeating the movement in the XY plane. The detection circuit unit 66 detects an impedance change of the coil 63 that moves in a state where an induced voltage is generated facing the surface of the cross-sectional structure in a state where an eddy current is generated by the AC magnetic field.

図5のグラフは、横軸をX座標とし、縦軸をインピーダンス[Ω]とする。X座標の原点は、コイル探査する断面構造の表面における、−X方向の端部とする。   In the graph of FIG. 5, the horizontal axis is the X coordinate, and the vertical axis is the impedance [Ω]. The origin of the X coordinate is the end in the −X direction on the surface of the cross-sectional structure to be searched for coils.

当該グラフ上には、X軸方向の一直線上をコイル探査することにより測定された、測定値としてのコイル63のインピーダンス変化の振幅Zampの推移と、断面構造の形成状態が良好ではないと判断するための、予め定められた参照値としての閾値Zthとが示されている。 On the graph, it is determined that the transition of the amplitude Z amp of the impedance change of the coil 63 as a measured value and the formation state of the cross-sectional structure measured by searching the coil on a straight line in the X-axis direction are not good. A threshold value Z th as a predetermined reference value for this purpose is shown.

本実施形態では、制御部400は、測定部60により測定された振幅ZampをXY平面におけるコイル63の座標情報と共に入力されると、格納部500に格納されている閾値Zthと比較することにより、断面構造の形成状態を判定する。制御部400は、例えば図5のグラフ上で位置Xaとして示す箇所のように、振幅Zampが閾値Zth以下となった時点におけるコイル63の位置において断面構造の形成状態が良好ではないと決定し、当該振幅Zampに対応するコイル63の座標情報に基づいて断面構造の補修箇所を決定し、任意のタイミングで補修箇所に対し高出力の電子ビームEBを照射するなどの補修処理を実行する。 In the present embodiment, when the amplitude Z amp measured by the measurement unit 60 is input together with the coordinate information of the coil 63 on the XY plane, the control unit 400 compares the amplitude Z amp with the threshold value Z th stored in the storage unit 500. Thus, the formation state of the cross-sectional structure is determined. The control unit 400 determines that the state of formation of the cross-sectional structure is not good at the position of the coil 63 at the time when the amplitude Z amp becomes equal to or less than the threshold value Z th , for example, as shown as the position Xa on the graph of FIG. Then, based on the coordinate information of the coil 63 corresponding to the amplitude Z amp , a repair location of the cross-sectional structure is determined, and a repair process such as irradiating the repair location with a high-power electron beam EB is executed. .

以上、本実施形態によっても、第1実施形態の上記の効果と同様の効果を奏する。また、本実施形態の製造装置100によれば、形成状態が良好ではない箇所のみに対して高出力の電子ビームEBを照射するので、形成状態が良好ではないと決定した断面構造の次に積層する粉末層の表面全体に対して高出力の電子ビームEBを照射する場合に比べてエネルギー消費量を抑えることができる。   As described above, this embodiment also has the same effects as the above-described effects of the first embodiment. Further, according to the manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, only a portion where the formation state is not good is irradiated with the high-power electron beam EB. The energy consumption can be suppressed as compared with the case where the entire surface of the powder layer to be irradiated is irradiated with the high-power electron beam EB.

なお、本実施形態の製造装置100では、コイル63を断面構造の表面に対向させた状態で表面全体に亘って走査するものとして説明した。これに代えて、製造装置100は、コイル63から生じる交流磁場に誘導される渦電流が一定範囲に広がることを考慮し、コイル63を断面構造の表面に対向させた状態で表面の内側のより狭い範囲のみを走査してもよい。或いは、製造装置100は、コイル63から生じる交流磁場に誘導される渦電流が一定範囲に広がることを考慮し、より高い分解能でより高精度に断面構造の表面の欠陥を検出すべく、コイル63をより小型化して、より細かくコイル探査してもよい。   In addition, in the manufacturing apparatus 100 of this embodiment, it demonstrated as what scans over the whole surface in the state which made the coil 63 oppose the surface of a cross-sectional structure. Instead, the manufacturing apparatus 100 considers that the eddy current induced by the alternating magnetic field generated from the coil 63 spreads over a certain range, and the coil 63 is placed on the inner side of the surface with the coil 63 facing the surface of the cross-sectional structure. Only a narrow range may be scanned. Alternatively, in consideration of the fact that the eddy current induced by the alternating magnetic field generated from the coil 63 spreads over a certain range, the manufacturing apparatus 100 detects the surface defect of the cross-sectional structure with higher resolution and higher accuracy. The coil may be further miniaturized and the coil search may be performed more finely.

なお、本実施形態の製造装置100によれば、断面構造の表面をコイル探査することで局所的に形成状態が良好ではない箇所を検出し、当該箇所を局所的に補修してから、次の粉末層の形成に移行する。これに代えて、製造装置100は、断面構造において局所的に形成状態が良好ではない箇所を検出したら、当該箇所を局所的に補修せず、次の粉末層の形成に移行し、電子ビームEBの出力を高めた状態で次の断面構造を形成することで、前の断面構造を含めて全体的に補修してもよい。   In addition, according to the manufacturing apparatus 100 of this embodiment, the location where the formation state is not good locally is detected by performing a coil search on the surface of the cross-sectional structure, and after repairing the location locally, the next Move on to powder layer formation. Instead, when the manufacturing apparatus 100 detects a location where the formation state is not locally good in the cross-sectional structure, the manufacturing apparatus 100 proceeds to formation of the next powder layer without repairing the location locally, and the electron beam EB By forming the next cross-sectional structure in a state where the output is increased, the entire structure including the previous cross-sectional structure may be repaired.

図6は、第3実施形態による測定部61の模式図である。本実施形態では、第1実施形態と異なる点として、測定部61は、複数のコイル筐体62と、その内部に収容された複数のコイル63とを含むコイルアレイを有する。ただし、図6においては、単に説明の簡略化のため、複数のコイル筐体62の内部に収容される複数のコイル63と、複数のコイル63に電気的に接続される交流電源部67および検出回路部66の図示を省略している。コイルアレイの複数のコイル63は、コイル駆動部65によって移動されて、断面構造の表面の異なる領域に対向することが可能である。   FIG. 6 is a schematic diagram of a measurement unit 61 according to the third embodiment. In the present embodiment, as a point different from the first embodiment, the measurement unit 61 has a coil array including a plurality of coil housings 62 and a plurality of coils 63 accommodated therein. However, in FIG. 6, for simplification of description, a plurality of coils 63 housed in a plurality of coil housings 62, an AC power supply unit 67 electrically connected to the plurality of coils 63, and a detection The circuit portion 66 is not shown. The plurality of coils 63 of the coil array can be moved by the coil driving unit 65 and face different regions on the surface of the cross-sectional structure.

また、更に異なる点として、測定部61の交流電源部67は、複数のコイル63のうち、断面構造の異なる領域で同じ時間帯に生じた渦電流によって生成する磁束が異なる領域の間で相互に干渉しないような2つ以上のコイル63に対し、少なくとも一部の時間帯が重なるように交流電流を流す。これにより、交流電源部67は、少なくとも一部の時間帯において、異なる領域で同時に渦電流を発生させる。測定部61は、対応する交流電流を流した2つ以上のコイル63のインピーダンスの変化を同時に検出する。   Further, as another point of difference, the AC power source 67 of the measuring unit 61 is mutually connected between regions having different magnetic fluxes generated by eddy currents generated in the same time zone in regions having different cross-sectional structures. An alternating current is passed through two or more coils 63 that do not interfere so that at least some of the time zones overlap. Thereby, the AC power supply unit 67 generates eddy currents simultaneously in different regions in at least a part of the time zone. The measuring unit 61 simultaneously detects a change in impedance of two or more coils 63 through which a corresponding alternating current is passed.

なお、図6で例示的に示すコイルアレイは、25組のコイル筐体62およびコイル63を有するが、これに限定されず、任意の組数のコイル筐体62およびコイル63を有してもよい。好ましくは、複数のコイル63の交流磁場によって生じる渦電流の範囲が、製造装置100で製造する3次元造形物36のXY平面における最大面積と同程度となるように、コイル筐体62およびコイル63の組数を設定する。これにより、コイル駆動部65によってコイルアレイを駆動し、断面構造の表面をコイル探査することを省略できる。   The coil array exemplarily shown in FIG. 6 includes 25 sets of coil casings 62 and coils 63, but is not limited thereto, and may include any number of sets of coil casings 62 and coils 63. Good. Preferably, the coil housing 62 and the coil 63 are set so that the range of the eddy current generated by the alternating magnetic field of the plurality of coils 63 is approximately the same as the maximum area in the XY plane of the three-dimensional structure 36 manufactured by the manufacturing apparatus 100. Set the number of pairs. Thereby, it is possible to omit driving the coil array by the coil driving unit 65 and searching the surface of the cross-sectional structure for the coil.

なお、図6で例示的に示すコイルアレイは、全体として正方形を成すようなコイル筐体62およびコイル63の配置としているが、これに限定されず、任意の配置であってもよい。また、図6で例示的に示す複数のコイル筐体62およびコイル63は、互いに接するように配置しているが、これに限定されず、互いに離間していてもよい。   The coil array exemplarily shown in FIG. 6 has an arrangement of the coil casing 62 and the coil 63 that form a square as a whole, but is not limited thereto, and may be an arbitrary arrangement. Moreover, although the some coil housing | casing 62 and the coil 63 which are illustrated in FIG. 6 are arrange | positioned so that it may mutually contact, it is not limited to this, You may mutually space apart.

図7は、第3実施形態による3次元造形物36の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における複数点で判定するための例示的なグラフである。グラフの横軸をコイルアレイに含まれる25個のコイル63のそれぞれに設定されているコイルNo.とし、縦軸をインピーダンス[Ω]とする。   FIG. 7 is an exemplary graph for determining the formation state of the cross-sectional structure of the three-dimensional structure 36 according to the third embodiment at a plurality of points on the surface of the cross-sectional structure. The horizontal axis of the graph indicates the coil number set for each of the 25 coils 63 included in the coil array. And the vertical axis is impedance [Ω].

当該グラフ上には、コイルアレイの複数のコイル63のそれぞれによって測定された測定値としてのインピーダンス変化の振幅Zampのプロットと、断面構造の形成状態が良好ではないと判断するための、予め定められた参照値としての閾値Zthとが示されている。 On the graph, a plot of the amplitude change Z amp of the impedance change as a measurement value measured by each of the plurality of coils 63 of the coil array and a predetermined value for determining that the formation state of the cross-sectional structure is not good. A threshold value Z th as a reference value is shown.

本実施形態では、制御部400が、コイルアレイの複数のコイル63におけるインピーダンスの変化の検出を順次切り替えて実行するよう測定部61を制御する。より具体的には、交流電源部67は、断面構造の表面に接近した状態の複数のコイル63のそれぞれに対して、順次切り替えて交流電流を流すことで、断面構造の異なる領域に順に渦電流を生じさせる。また、検出回路部66は、断面構造の表面の異なる領域に対向する複数のコイル63に誘起電圧が発生している状態において、複数のコイル63のそれぞれのインピーダンスの変化を検出する。   In the present embodiment, the control unit 400 controls the measurement unit 61 so as to sequentially detect and change the impedance change in the plurality of coils 63 of the coil array. More specifically, the AC power supply unit 67 switches the eddy current in order to different regions of the cross-sectional structure by sequentially switching and flowing an AC current to each of the plurality of coils 63 in a state of approaching the surface of the cross-sectional structure. Give rise to In addition, the detection circuit unit 66 detects a change in impedance of each of the plurality of coils 63 in a state where induced voltages are generated in the plurality of coils 63 facing different regions on the surface of the cross-sectional structure.

本実施形態では、制御部400は、複数のコイル63のそれぞれについて、測定部60により測定された振幅Zampを格納部500に格納されている閾値Zthと比較することにより、断面構造の形成状態を判定する。制御部400は、例えば図5のグラフ上でコイルNo.4として示す箇所のように、振幅Zampが閾値Zth以下であるコイル63の位置において断面構造の形成状態が良好ではないと決定し、当該振幅Zampに対応するコイル63のコイルNo.4に対応する位置座標に基づいて断面構造の補修箇所を決定し、任意のタイミングで補修箇所に対し高出力の電子ビームEBを照射するなどの補修処理を実行する。 In the present embodiment, the control unit 400 compares the amplitude Z amp measured by the measurement unit 60 with the threshold value Z th stored in the storage unit 500 for each of the plurality of coils 63, thereby forming the cross-sectional structure. Determine the state. For example, the control unit 400 may have a coil No. on the graph of FIG. 4, it is determined that the formation state of the cross-sectional structure is not good at the position of the coil 63 where the amplitude Z amp is equal to or smaller than the threshold value Z th , and the coil No. of the coil 63 corresponding to the amplitude Z amp is determined. A repair location of the cross-sectional structure is determined based on the position coordinates corresponding to 4, and a repair process such as irradiating the repair location with a high-power electron beam EB is executed at an arbitrary timing.

以上、本実施形態によっても、第1実施形態および第2実施形態の上記の効果と同様の効果を奏する。また、本実施形態の製造装置100によれば、複数のコイル63の交流磁場によって生じる渦電流の範囲が、製造装置100で製造する3次元造形物36のXY平面における最大面積と同程度となるように、コイル筐体62およびコイル63の組数を設定することで、断面構造の表面をコイル探査することを省略でき、断面構造の形成状態を検査する時間を短縮することができる。   As described above, the present embodiment also provides the same effects as the effects of the first embodiment and the second embodiment. Moreover, according to the manufacturing apparatus 100 of this embodiment, the range of the eddy current generated by the alternating magnetic field of the plurality of coils 63 is approximately the same as the maximum area in the XY plane of the three-dimensional structure 36 manufactured by the manufacturing apparatus 100. Thus, by setting the number of sets of the coil housing 62 and the coil 63, it is possible to omit the coil search for the surface of the cross-sectional structure, and to shorten the time for inspecting the formation state of the cross-sectional structure.

なお、本実施形態では、参照値としての閾値Zthは、複数のコイル63のそれぞれの振幅Zampに対して、すなわち断面構造の表面の異なる領域に対して同じ値として説明したが、これに代えて、断面構造の表面の位置ごとに異なる値であってもよい。この場合の閾値Zthは、例えば、断面構造の表面における放熱の状態と、断面構造の形状パターンの精度とに応じて異なってもよい。 In the present embodiment, the threshold value Z th as a reference value has been described as the same value for each amplitude Z amp of the plurality of coils 63, that is, for different regions of the surface of the cross-sectional structure. Instead, a different value may be used for each position on the surface of the cross-sectional structure. The threshold value Zth in this case may be different depending on, for example, the state of heat dissipation on the surface of the cross-sectional structure and the accuracy of the shape pattern of the cross-sectional structure.

図8は、第4実施形態による製造装置101の模式図であり、図9は、第4実施形態による第2測定部70の模式図である。本実施形態では、第1実施形態と異なる点として、製造装置101が追加的に、制御部400によって制御される第2測定部70を備える。   FIG. 8 is a schematic diagram of a manufacturing apparatus 101 according to the fourth embodiment, and FIG. 9 is a schematic diagram of a second measurement unit 70 according to the fourth embodiment. In the present embodiment, as a difference from the first embodiment, the manufacturing apparatus 101 additionally includes a second measurement unit 70 that is controlled by the control unit 400.

図9に示す通り、第2測定部70は、複数の電子検出器(一例として4つの電子検出器72a、72b、72c、72d)を有し、粉末層に入射する電子ビームEBが、粉末層の表面近くで散乱して様々な方向に放出される電子を検出する。複数の電子検出器72a等は、粉末層に対する電子ビームEBの入射側であって、粉末層の表面から放出される電子を検出可能な位置に設置される。複数の電子検出器72a等は、造形部300と結合されるカラム部200の下部や、粉末供給部34および測定部60などと干渉しない位置、例えば造形部300の側壁に配置される。   As shown in FIG. 9, the second measuring unit 70 has a plurality of electron detectors (for example, four electron detectors 72a, 72b, 72c, 72d), and the electron beam EB incident on the powder layer is converted into the powder layer. Electrons scattered near the surface and emitted in various directions are detected. The plurality of electron detectors 72a and the like are disposed on the incident side of the electron beam EB with respect to the powder layer and at a position where electrons emitted from the surface of the powder layer can be detected. The plurality of electron detectors 72a and the like are arranged at the lower part of the column unit 200 coupled to the modeling unit 300, at a position that does not interfere with the powder supply unit 34, the measurement unit 60, and the like, for example, on the side wall of the modeling unit 300.

複数の電子検出器72a等は、粉末層の表面における電子ビームEBの照射位置から略等距離の位置で、照射位置を取り囲む。複数の電子検出器72a等はそれぞれ、検出面が粉末層の表面における電子ビームEBの照射位置側を向いており、複数の電子検出器72a等のそれぞれと当該照射位置とを結ぶ直線がZ軸方向に対して45〜80°の角度となるように設置されるのが好ましい。   The plurality of electron detectors 72a and the like surround the irradiation position at a position approximately equidistant from the irradiation position of the electron beam EB on the surface of the powder layer. Each of the plurality of electron detectors 72a and the like has a detection surface facing the irradiation position side of the electron beam EB on the surface of the powder layer, and a straight line connecting each of the plurality of electron detectors 72a and the like and the irradiation position is a Z axis. It is preferable to be installed at an angle of 45 to 80 ° with respect to the direction.

電子ビームEBの照射位置を原点とする座標系を仮定すると、複数の電子検出器72a等は、Z軸と略等しい角度を有し、Z軸周りに略等しい角度間隔を有する4方向に配置されている。また当該座標系において、電子検出器72aおよび電子検出器72cは、Z軸を挟んでX軸方向に対向する位置に配され、電子検出器72bおよび電子検出器72dは、Z軸を挟んでY軸方向に対向する位置に配される。   Assuming a coordinate system with the irradiation position of the electron beam EB as the origin, the plurality of electron detectors 72a and the like are arranged in four directions having substantially the same angle as the Z axis and approximately the same angular interval around the Z axis. ing. Further, in the coordinate system, the electron detector 72a and the electron detector 72c are arranged at positions facing each other in the X-axis direction with the Z axis interposed therebetween, and the electron detector 72b and the electron detector 72d are arranged with the Z axis interposed therebetween. It arrange | positions in the position which opposes an axial direction.

複数の電子検出器72a等は、電子検出器72a等の近くに到達する電子の強度、すなわち単位時間に到達する電子数を、電流信号の大きさ、すなわち検出信号の強度に変換して検出する半導体検出器であってもよい。複数の電子検出器72a等は、検出した電子の強度に比例する強度の検出信号を制御部400に出力する。   The plurality of electron detectors 72a and the like detect the intensity of electrons that reach the vicinity of the electron detector 72a and so on, that is, the number of electrons that reach a unit time by converting the magnitude of the current signal, that is, the intensity of the detection signal. It may be a semiconductor detector. The plurality of electron detectors 72 a and the like output a detection signal having an intensity proportional to the detected electron intensity to the control unit 400.

本実施形態における制御部400は、複数の電子検出器72a等の検出信号をもとに粉末層の溶融結合状態を判断する。電子ビームEBの照射範囲に含まれる粉末層は、粉末31が完全に溶融される前の状態において、少なくともその一部に、粉末31が粒子形状を保ちながら集積している状態にある。この状態における粉末層の表面は、粒子形状の粉末31が存在することや、粉末31間の間隙が存在することに起因して、凸凹を有している。   The control unit 400 in the present embodiment determines the melt-bonded state of the powder layer based on detection signals from the plurality of electron detectors 72a and the like. In the state before the powder 31 is completely melted, the powder layer included in the irradiation range of the electron beam EB is in a state where the powder 31 is accumulated at least partially while maintaining the particle shape. The surface of the powder layer in this state has unevenness due to the presence of the particle-shaped powder 31 and the presence of gaps between the powders 31.

ここで、電子ビームEBのショット、すなわち一度に照射される領域の大きさは、粉末31の粒子サイズと同程度またはそれより小さく設定されてもよい。粉末31のサイズとは、粉末31が例えば金属粒子の1次粒子のみで構成されている場合には、金属粒子の粒子サイズを指し、複数の金属粒子が凝集した2次粒子によって構成されている場合には、2次粒子の粒子サイズを指す。   Here, the shot of the electron beam EB, that is, the size of the region irradiated at one time may be set to be equal to or smaller than the particle size of the powder 31. The size of the powder 31 refers to the particle size of the metal particles when the powder 31 is composed only of primary particles of metal particles, for example, and is composed of secondary particles in which a plurality of metal particles are aggregated. In some cases, it refers to the particle size of the secondary particles.

粉末層の表面から放出される電子の強度は、粉末層の表面の凸凹構造や粉末31間の間隙を反映したものとなる。また、粉末層の表面から放出される電子は、表面の状態の影響を受けて、方向によって放出され易かったり放出され難かったりするため、粉末層の表面に凸凹構造等が存在する場合、当該表面から放出される電子の強度は、放出方向に応じて変化する。よって、粉末層の表面に凸凹構造等が存在する場合、Z軸を挟んでX軸方向に対向する電子検出器72aおよび電子検出器72cは互いに異なる強度の信号を検出し、同様に、Z軸を挟んでY軸方向に対向する電子検出器72bおよび電子検出器72dも互いに異なる強度の信号を検出する。   The intensity of electrons emitted from the surface of the powder layer reflects the uneven structure on the surface of the powder layer and the gap between the powders 31. In addition, electrons emitted from the surface of the powder layer are affected by the state of the surface and are easily emitted or difficult to be emitted depending on the direction. The intensity of the electrons emitted from the light varies depending on the emission direction. Therefore, when an uneven structure or the like exists on the surface of the powder layer, the electron detector 72a and the electron detector 72c facing each other in the X-axis direction across the Z-axis detect signals having different strengths, and similarly, the Z-axis The electron detector 72b and the electron detector 72d opposed to each other in the Y-axis direction with respect to each other also detect signals having different intensities.

電子ビームEBの照射範囲の粉末層において、粉末31が完全に溶融し、粉末層の表面が滑らかで一様な状態になっている場合、電子は当該表面からZ軸周りに均一に放出される。この場合、複数の電子検出器72a等は、互いに略等しい強度の信号を検出する。   In the powder layer in the irradiation range of the electron beam EB, when the powder 31 is completely melted and the surface of the powder layer is smooth and uniform, electrons are uniformly emitted from the surface around the Z axis. . In this case, the plurality of electron detectors 72a and the like detect signals having substantially the same intensity.

制御部400は、異なる方向に配置された複数の電子検出器72a等による検出信号の強度差に基づいて粉末層の溶融結合状態を判断する。より具体的には、制御部400は、電子検出器72aおよび電子検出器72cの検出信号の強度差と、電子検出器72bおよび電子検出器72dの検出信号の強度差とをそれぞれ算出し、それぞれの差が予め定められた閾値以下になったことを条件として、粉末層における粉末31が完全に溶融結合した状態、すなわち仮焼結状態または焼結状態になったと決定する。   The control unit 400 determines the melt-bonded state of the powder layer based on the difference in the intensity of detection signals from the plurality of electron detectors 72a and the like arranged in different directions. More specifically, the control unit 400 calculates an intensity difference between detection signals of the electron detector 72a and the electron detector 72c and an intensity difference between detection signals of the electron detector 72b and the electron detector 72d, respectively. Is determined to be in a state where the powder 31 in the powder layer is completely melt-bonded, that is, in a pre-sintered state or a sintered state.

図10は、第4実施形態による、粉末層の表面における特定の位置に電子ビームEBを照射する照射時間と、異なる方向に配置された複数の電子検出器による検出信号の強度差との関係の例を示すグラフである。グラフの横軸を照射時間[t]とし、縦軸を信号強度差とする。また、当該グラフ上には、粉末層における粉末31が完全に溶融結合した状態になったと判断するための、信号強度差の予め定められた閾値ΔIthが示されている。 FIG. 10 shows the relationship between the irradiation time for irradiating a specific position on the surface of the powder layer with the electron beam EB and the difference in intensity of detection signals from a plurality of electron detectors arranged in different directions according to the fourth embodiment. It is a graph which shows an example. The horizontal axis of the graph is the irradiation time [t], and the vertical axis is the signal intensity difference. Further, on the graph, a predetermined threshold value ΔI th of the signal intensity difference for determining that the powder 31 in the powder layer is completely melt-bonded is shown.

電子ビームEBの照射時間を増やしていくと、異なる方向に配置された複数の電子検出器での信号強度差が大きい状態から、殆ど無い状態、すなわち信号強度差が0に近い状態へと変化する。当該変化は、照射範囲の粉末層が、完全に溶融される前の粉末31を含んでいる状態から、粉末31が完全に溶融されて下層の断面構造と一体的に結合した状態へと変化することに対応する。   As the irradiation time of the electron beam EB is increased, the signal intensity difference between a plurality of electron detectors arranged in different directions changes from a state where there is almost no signal intensity, that is, a state where the signal intensity difference is close to zero. . The change changes from a state in which the powder layer in the irradiation range includes the powder 31 before being completely melted to a state in which the powder 31 is completely melted and integrally joined to the lower cross-sectional structure. Corresponding to that.

制御部400は、図10のグラフに示すように、照射範囲における信号強度差が閾値ΔIth以下になってから予め定められた一定時間Δt後に、粉末層における粉末31が完全に溶融結合した状態になっていると決定する。なお、制御部400は、閾値ΔIthおよび時間Δtを調整することで、粉末層における粉末31が完全に溶融結合した状態になったと決定するための条件を調整してもよい。なお、制御部400は更に、当該判断結果に基づいて、カラム部200における電子ビームEBの照射条件を制御する。 State control unit 400, as shown in the graph of FIG. 10, the signal strength difference is a predetermined fixed time Δt after the equal to or less than a threshold value [Delta] I th in the irradiation range, the powder 31 in the powder layer is completely melted bond It is determined that Control unit 400 may adjust conditions for determining that powder 31 in the powder layer is completely melt-bonded by adjusting threshold value ΔI th and time Δt. The control unit 400 further controls the irradiation condition of the electron beam EB in the column unit 200 based on the determination result.

以上、本実施形態によっても、第1実施形態の上記の効果と同様の効果を奏する。また、本実施形態の製造装置101によれば、断面構造に渦電流を生じさせてコイル63のインピーダンスを測定し、測定結果に応じて断面構造の形成状態を判定することに追加して、粉末層の表面から放出される電子の強度を異なる方向から検出する複数の電子検出器72a等の検出信号を用いて断面構造の形成状態を判断するので、製造される3次元造形物36の信頼性をより一層高めることができる。   As described above, this embodiment also has the same effects as the above-described effects of the first embodiment. In addition, according to the manufacturing apparatus 101 of the present embodiment, in addition to measuring the impedance of the coil 63 by generating an eddy current in the cross-sectional structure and determining the formation state of the cross-sectional structure according to the measurement result, the powder Since the formation state of the cross-sectional structure is determined using detection signals from a plurality of electron detectors 72a that detect the intensity of electrons emitted from the surface of the layer from different directions, the reliability of the manufactured three-dimensional structure 36 Can be further increased.

なお、本実施形態において、製造装置101は、第2測定部70は4つの電子検出器72a等を有するものとして説明したが、これに代えて、電子検出器72a等と同様に照射位置を取り囲むように配置された、4つよりも多い又は少ない電子検出器を有してもよい。   In the present embodiment, the manufacturing apparatus 101 has been described on the assumption that the second measurement unit 70 has four electron detectors 72a and the like, but instead, surrounds the irradiation position in the same manner as the electron detector 72a and the like. You may have more or less than four electron detectors arranged in such a way.

以上のいずれの実施形態においても、電子ビームEBは、粒子ビーム、電磁波ビーム、超音波ビームなどの任意のビームを含んでもよい。また、電子ビームEBに代えて、レーザー光を用いてもよい。また、電子ビームEBの照射に代えて、ヒータ加熱や、誘導加熱などで、粉末31を仮焼結または焼結させてもよい。また、常温で導電材料を溶融させてステージ52上に滴下し、その後、造形部300内をオーブンで加熱することで、断面構造を形成してもよい。また、ステージ52上に一様に粉末31を堆積して平坦な粉末層を形成した後に電子ビームEBを照射する構成に代えて、粉末31やワイヤなどをステージ52上に供給しながら電子ビームEBを照射することで余分な粉末31などを供給しない構成としてもよい。これらの、ヒータ加熱、誘導加熱、導電材料の溶融滴下および加熱、ワイヤ供給などを行うための各構成も断面形成部の一例である。なお、誘導加熱を行う場合、コイル63をヒータとして使用し、粉末層に強力な渦電流を生成することで誘導加熱を行ってもよい。   In any of the above embodiments, the electron beam EB may include an arbitrary beam such as a particle beam, an electromagnetic wave beam, or an ultrasonic beam. Further, a laser beam may be used instead of the electron beam EB. Further, instead of irradiation with the electron beam EB, the powder 31 may be temporarily sintered or sintered by heater heating, induction heating, or the like. Alternatively, the cross-sectional structure may be formed by melting the conductive material at room temperature and dropping it on the stage 52, and then heating the inside of the modeling part 300 in an oven. Further, instead of the configuration in which the powder 31 is uniformly deposited on the stage 52 to form a flat powder layer and then the electron beam EB is irradiated, the electron beam EB is supplied while supplying the powder 31 and the wire onto the stage 52. It is good also as a structure which does not supply the excess powder 31 etc. by irradiating. Each of the configurations for performing heater heating, induction heating, melting and dropping of a conductive material, heating, wire supply, and the like is also an example of a cross-section forming portion. When induction heating is performed, the coil 63 may be used as a heater, and induction heating may be performed by generating a strong eddy current in the powder layer.

以上の第1実施形態および第2実施形態では、特に図4に示す通り、粉末層に電子ビームEBを照射することを終えてから断面構造の表面に対向する位置にコイル63を移動させてコイル63のインピーダンス変化を検出する構成として説明した。これに代えて、粉末層の一部に電子ビームEBを照射しながら、粉末層の他の部分において既に形成されている断面構造の表面に対向する位置にコイル63を移動させてコイル63のインピーダンス変化を検出してもよい。この場合、コイル63に流す交流電流によって生じる交流磁場や渦電流によって生じる誘導磁場によって、同時に照射している電子ビームEBが曲がらないように、ビーム照射する部分と検査する部分との間隔を一定以上に保つことが好ましい。   In the first and second embodiments described above, the coil 63 is moved to a position facing the surface of the cross-sectional structure after the irradiation of the electron beam EB to the powder layer as shown in FIG. The configuration for detecting 63 impedance changes has been described. Instead of this, while irradiating a part of the powder layer with the electron beam EB, the coil 63 is moved to a position facing the surface of the cross-sectional structure already formed in the other part of the powder layer to thereby change the impedance of the coil 63. A change may be detected. In this case, the interval between the beam irradiation portion and the portion to be inspected is more than a fixed value so that the electron beam EB irradiated at the same time is not bent by the alternating magnetic field generated by the alternating current flowing through the coil 63 or the induced magnetic field generated by the eddy current. Is preferably maintained.

以上のいずれの実施形態においても、ステージ52上における、3次元造形物36を形成しないスペースに、予め縦置きのコイルを配置しておいたり、3次元造形物36と同様に当該スペースに縦置きのコイルを造形したりして、測定部60のコイル63と同様、当該コイルにより3次元造形物36に渦電流を生じさせ、当該コイルのインピーダンス変化を検出してもよい。当該検出結果を用いることで、3次元造形物36が積層方向においても形成状態が良好であるか否か、応力により変形していないかどうか、などを検査することができる。   In any of the embodiments described above, a vertically placed coil is arranged in advance in a space on the stage 52 where the three-dimensional structure 36 is not formed, or in the same manner as the three-dimensional structure 36, As in the case of the coil 63 of the measurement unit 60, an eddy current may be generated in the three-dimensional structure 36 by the coil, and the impedance change of the coil may be detected. By using the detection result, it is possible to inspect whether the three-dimensional structure 36 is well formed in the stacking direction, whether it is not deformed by stress, or the like.

以上のいずれの実施形態においても、製造装置100の造形部300は更に、形成した断面構造の表面の温度分布を検出するための放射温度計を有してもよい。この場合、放射温度計で検出される、粉末層の表面から放出される光の波長から、粉末層の表面温度を推定してもよい。   In any of the above embodiments, the modeling unit 300 of the manufacturing apparatus 100 may further include a radiation thermometer for detecting the temperature distribution of the surface of the formed cross-sectional structure. In this case, the surface temperature of the powder layer may be estimated from the wavelength of light emitted from the surface of the powder layer detected by a radiation thermometer.

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、(1)操作が実行されるプロセスの段階または(2)操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および/またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび/またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)および/またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理AND、論理OR、論理XOR、論理NAND、論理NOR、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックアレイ(PLA)等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。   Various embodiments of the invention may be described with reference to flowcharts and block diagrams, where a block is either (1) a stage in a process in which the operation is performed or (2) an apparatus responsible for performing the operation. May represent a section of Certain stages and sections are implemented by dedicated circuitry, programmable circuitry supplied with computer readable instructions stored on a computer readable medium, and / or processor supplied with computer readable instructions stored on a computer readable medium. It's okay. Dedicated circuitry may include digital and / or analog hardware circuitry and may include integrated circuits (ICs) and / or discrete circuits. Programmable circuits include memory elements such as logical AND, logical OR, logical XOR, logical NAND, logical NOR, and other logical operations, flip-flops, registers, field programmable gate arrays (FPGA), programmable logic arrays (PLA), etc. Reconfigurable hardware circuitry, including and the like.

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(RTM)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。   Computer readable media may include any tangible device capable of storing instructions to be executed by a suitable device, such that a computer readable medium having instructions stored thereon is specified in a flowchart or block diagram. A product including instructions that can be executed to create a means for performing the operation. Examples of computer readable media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like. More specific examples of computer readable media include floppy disks, diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory), Electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), static random access memory (SRAM), compact disc read only memory (CD-ROM), digital versatile disc (DVD), Blu-ray (RTM) disc, memory stick, integrated A circuit card or the like may be included.

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはSmalltalk、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「C」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。   Computer readable instructions can be assembler instructions, instruction set architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, or object oriented programming such as Smalltalk, JAVA, C ++, etc. Including any source code or object code written in any combination of one or more programming languages, including languages and conventional procedural programming languages such as "C" programming language or similar programming languages Good.

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。   Computer readable instructions may be directed to a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing device processor or programmable circuit locally or in a wide area network (WAN) such as a local area network (LAN), the Internet, etc. The computer-readable instructions may be executed to create a means for performing the operations provided via and specified in the flowchart or block diagram. Examples of processors include computer processors, processing units, microprocessors, digital signal processors, controllers, microcontrollers, and the like.

図11は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ1200の例を示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の1又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。   FIG. 11 illustrates an example computer 1200 in which aspects of the present invention may be embodied in whole or in part. The program installed in the computer 1200 causes the computer 1200 to function as an operation associated with the apparatus according to the embodiment of the present invention or one or more “units” of the apparatus, or to perform the operation or the one or more “parts”. Can be executed and / or the computer 1200 can execute a process according to an embodiment of the present invention or a stage of the process. Such a program may be executed by CPU 1212 to cause computer 1200 to perform certain operations associated with some or all of the blocks in the flowcharts and block diagrams described herein.

本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、グラフィックコントローラ1216、及びディスプレイデバイス1218を含み、これらはホストコントローラ1210によって相互に接続される。コンピュータ1200はまた、通信インターフェース1222、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROMドライブ1226、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続される。コンピュータはまた、ROM1230及びキーボード1242のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続される。   A computer 1200 according to this embodiment includes a CPU 1212, a RAM 1214, a graphic controller 1216, and a display device 1218, which are connected to each other by a host controller 1210. The computer 1200 also includes input / output units such as a communication interface 1222, a hard disk drive 1224, a DVD-ROM drive 1226, and an IC card drive, which are connected to the host controller 1210 via the input / output controller 1220. The computer also includes legacy input / output units such as ROM 1230 and keyboard 1242, which are connected to input / output controller 1220 via input / output chip 1240.

CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ1216自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示させる。   The CPU 1212 operates according to programs stored in the ROM 1230 and the RAM 1214, thereby controlling each unit. The graphic controller 1216 acquires image data generated by the CPU 1212 in a frame buffer or the like provided in the RAM 1214 or the graphic controller 1216 itself, and causes the image data to be displayed on the display device 1218.

通信インターフェース1222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVD−ROMドライブ1226は、プログラム又はデータをDVD−ROM1201から読み取り、ハードディスクドライブ1224にRAM1214を介してプログラム又はデータを提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。   The communication interface 1222 communicates with other electronic devices via a network. The hard disk drive 1224 stores programs and data used by the CPU 1212 in the computer 1200. The DVD-ROM drive 1226 reads a program or data from the DVD-ROM 1201 and provides the program or data to the hard disk drive 1224 via the RAM 1214. The IC card drive reads programs and data from the IC card and / or writes programs and data to the IC card.

ROM1230は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。   The ROM 1230 stores therein, for example, a boot program executed by the computer 1200 at the time of activation and / or a program depending on the hardware of the computer 1200. The input / output chip 1240 may also connect various input / output units to the input / output controller 1220 via a parallel port, a serial port, a keyboard port, a mouse port, and the like.

プログラムが、DVD−ROM1201又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。   The program is provided by a computer-readable storage medium such as a DVD-ROM 1201 or an IC card. The program is read from a computer-readable storage medium, installed in the hard disk drive 1224, the RAM 1214, or the ROM 1230, which is also an example of a computer-readable storage medium, and executed by the CPU 1212. Information processing described in these programs is read by the computer 1200 to bring about cooperation between the programs and the various types of hardware resources. An apparatus or method may be configured by implementing information operations or processing in accordance with the use of computer 1200.

例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェース1222に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェース1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROM1201、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。   For example, when communication is performed between the computer 1200 and an external device, the CPU 1212 executes a communication program loaded in the RAM 1214 and performs communication processing on the communication interface 1222 based on processing described in the communication program. You may order. The communication interface 1222 reads transmission data stored in a transmission buffer area provided in a recording medium such as a RAM 1214, a hard disk drive 1224, a DVD-ROM 1201, or an IC card under the control of the CPU 1212, and the read transmission. Data is transmitted to the network or received data received from the network is written into a reception buffer area provided on the recording medium.

また、CPU1212は、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROMドライブ1226(DVD−ROM1201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。   Further, the CPU 1212 allows the RAM 1214 to read all or a necessary part of a file or database stored in an external recording medium such as a hard disk drive 1224, a DVD-ROM drive 1226 (DVD-ROM 1201), an IC card, etc. Various types of processing may be performed on the data on the RAM 1214. The CPU 1212 may then write back the processed data to an external recording medium.

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。   Various types of information, such as various types of programs, data, tables, and databases, may be stored on a recording medium to be processed. The CPU 1212 describes various types of operations, information processing, conditional judgment, conditional branching, unconditional branching, and information retrieval that are described throughout the present disclosure for data read from the RAM 1214 and specified by the instruction sequence of the program. Various types of processing may be performed, including / replacement, etc., and the result is written back to RAM 1214. In addition, the CPU 1212 may search for information in files, databases, etc. in the recording medium. For example, when a plurality of entries each having the attribute value of the first attribute associated with the attribute value of the second attribute are stored in the recording medium, the CPU 1212 selects the first entry from the plurality of entries. An entry that matches the condition for which the attribute value of the attribute is specified is read, the attribute value of the second attribute stored in the entry is read, and the first attribute that satisfies the predetermined condition is thereby read. The attribute value of the associated second attribute may be obtained.

以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ1200にネットワークを介して提供する。   The program or software module according to the above description may be stored in a computer-readable storage medium on the computer 1200 or in the vicinity of the computer 1200. In addition, a recording medium such as a hard disk or a RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet can be used as a computer-readable storage medium, whereby the program is transmitted to the computer 1200 via the network. provide.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。また、各構成要素は、名称が同一で、参照符号が異なる他の構成要素と同様の特徴を有してもよい。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. In addition, the matters described in the specific embodiment can be applied to other embodiments within a technically consistent range. Moreover, each component may have the same characteristics as other components having the same name and different reference numerals. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

12 電子源、13 電子レンズ、14 偏向器、31 粉末、34 粉末供給部、36 3次元造形物、52 ステージ、53 側壁部、54 駆動部、55 駆動棒、56 排気ユニット、57 ヒータ、60、61 測定部、62 コイル筐体、63 コイル、64 アーム、65 コイル駆動部、66 検出回路部、67 交流電源部、70 第2測定部、72a、72b、72c、72d 電子検出器、100、101 製造装置、200 カラム部、300 造形部、400 制御部、500 格納部、1200 コンピュータ、1201 DVD−ROM、1210 ホストコントローラ、1212 CPU、1214 RAM、1216 グラフィックコントローラ、1218 ディスプレイデバイス、1220 入出力コントローラ、1222 通信インターフェース、1224 ハードディスクドライブ、1226 DVD−ROMドライブ、1230 ROM、1240 入出力チップ、1242 キーボード 12 Electron source, 13 Electron lens, 14 Deflector, 31 Powder, 34 Powder supply part, 36 Three-dimensional structure, 52 Stage, 53 Side wall part, 54 Drive part, 55 Drive rod, 56 Exhaust unit, 57 Heater, 60, 61 measurement unit, 62 coil housing, 63 coil, 64 arm, 65 coil drive unit, 66 detection circuit unit, 67 AC power supply unit, 70 second measurement unit, 72a, 72b, 72c, 72d electron detector, 100, 101 Manufacturing apparatus, 200 column section, 300 modeling section, 400 control section, 500 storage section, 1200 computer, 1201 DVD-ROM, 1210 host controller, 1212 CPU, 1214 RAM, 1216 graphic controller, 1218 display device, 1220 input / output controller, 1222 messages Interface, 1224 hard disk drive, 1226 DVD-ROM drive, 1230 ROM, 1240 input / output chip, 1242 keyboard

Claims (14)

3次元造形物を製造する製造装置であって、
粉末材料を使用して前記3次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成部と、
前記断面形成部によって形成された前記構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定部と、
前記測定部による測定結果に応じて、前記構造の形成状態を判定する判定部と
を備える製造装置。
A manufacturing apparatus for manufacturing a three-dimensional structure,
A cross-section forming portion that forms a structure of a cross-sectional portion of the three-dimensional structure using a powder material;
A measurement unit for measuring a measurement value according to an eddy current flowing in the structure formed by the cross-section forming unit;
A manufacturing apparatus provided with the determination part which determines the formation state of the structure according to the measurement result by the measurement part.
前記断面形成部は、前記粉末材料を含む粉末層にビームを照射して前記構造を形成する、
請求項1に記載の製造装置。
The cross-section forming unit irradiates a powder layer containing the powder material with a beam to form the structure.
The manufacturing apparatus according to claim 1.
前記測定部は、前記断面形成部によって前記構造の一部に前記ビームが照射されている間に、前記構造の他の部分の前記測定値を測定する、
請求項2に記載の製造装置。
The measurement unit measures the measurement value of the other part of the structure while the beam is irradiated to a part of the structure by the cross-section forming unit.
The manufacturing apparatus according to claim 2.
前記測定部は、
コイルと、
前記コイルを前記構造の表面に対向する位置に移動させるアクチュエータと、
前記表面に対向する前記コイルが、前記渦電流によって生じる磁束によって誘起電圧を生じている状態において、前記コイルのインピーダンスの変化を検出する検出回路と
を有する、
請求項1から3の何れか一項に記載の製造装置。
The measuring unit is
Coils,
An actuator for moving the coil to a position facing the surface of the structure;
A detection circuit that detects a change in impedance of the coil in a state in which the coil facing the surface generates an induced voltage due to a magnetic flux generated by the eddy current;
The manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記測定部は、
前記コイルに交流電流を流して前記構造に前記渦電流を発生させる交流電源を有し、
前記アクチュエータは、前記コイルを前記表面に対向している状態で移動させ、
前記検出回路は、前記表面に対向して前記誘起電圧が発生している状態で移動する前記コイルのインピーダンスの変化を検出する、
請求項4に記載の製造装置。
The measuring unit is
An AC power source for generating an eddy current in the structure by passing an AC current through the coil;
The actuator moves the coil in a state of facing the surface,
The detection circuit detects a change in impedance of the coil moving in a state where the induced voltage is generated facing the surface;
The manufacturing apparatus according to claim 4.
前記測定部は、
前記アクチュエータによって移動されて前記表面の異なる領域に対向する複数の前記コイルを含むコイルアレイを有し、
前記検出回路は、前記表面の異なる領域に対向する前記複数のコイルが前記誘起電圧を生じている状態において、前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスの変化を検出する、
請求項4に記載の製造装置。
The measuring unit is
A coil array including a plurality of the coils moved by the actuator and facing different areas of the surface;
The detection circuit detects a change in impedance of each of the plurality of coils in a state where the plurality of coils facing different regions of the surface generate the induced voltage.
The manufacturing apparatus according to claim 4.
前記測定部は、
前記複数のコイルのうち、前記構造の異なる領域で同じ時間帯に生じた前記渦電流によって生成する磁束が前記異なる領域の間で相互に干渉しない2つ以上のコイルに対し、少なくとも一部の時間帯が重なるように交流電流を流して前記渦電流を発生させる交流電源を有する、
請求項6に記載の製造装置。
The measuring unit is
Among the plurality of coils, at least a part of time is required for two or more coils in which magnetic flux generated by the eddy current generated in the same time zone in different regions of the structure does not interfere with each other between the different regions. Having an AC power source for generating the eddy current by flowing an AC current so that the belts overlap,
The manufacturing apparatus according to claim 6.
前記断面形成部は、前記粉末材料が仮焼結された状態である前記構造を形成する、
請求項1から7の何れか一項に記載の製造装置。
The cross-section forming part forms the structure in which the powder material is pre-sintered.
The manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記判定部は、前記構造に流れる前記渦電流に応じた前記測定値と、形成状態が良好な構造に流れる渦電流に応じた参照値とを比較した結果に基づいて、前記構造の形成状態を判定する、
請求項1から8の何れか一項に記載の製造装置。
The determination unit determines the formation state of the structure based on a result of comparing the measured value according to the eddy current flowing through the structure and a reference value according to the eddy current flowing through the structure having a good formation state. judge,
The manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記形成状態が良好な構造は、前記構造と同一の形状データに基づいて形成された構造である、
請求項9に記載の製造装置。
The structure having a good formation state is a structure formed based on the same shape data as the structure.
The manufacturing apparatus according to claim 9.
前記判定部は、前記断面形成部によって形成された複数の前記構造について前記測定部が測定した複数の前記測定値を相互に比較した結果に基づいて、少なくとも1つの前記構造の形成状態を判定する、
請求項1から8の何れか一項に記載の製造装置。
The determination unit determines a formation state of at least one structure based on a result of comparing the plurality of measurement values measured by the measurement unit with respect to the plurality of structures formed by the cross-section forming unit. ,
The manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 8.
3次元造形物の断面部分の構造を検査する検査方法であって、
粉末材料を使用して前記構造を形成する断面形成段階と、
前記断面形成段階において形成された前記構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、
前記測定段階における測定結果に応じて、前記構造の形成状態を判定する判定段階と
を備える検査方法。
An inspection method for inspecting the structure of a cross-sectional portion of a three-dimensional structure,
A cross-section forming step using powder material to form the structure;
A measurement step of measuring a measurement value according to an eddy current flowing in the structure formed in the cross-section formation step;
An inspection method comprising: a determination step of determining a formation state of the structure according to a measurement result in the measurement step.
コンピュータに請求項12に記載の検査方法を実行させるためのプログラム。   A program for causing a computer to execute the inspection method according to claim 12. 3次元造形物を製造する製造方法であって、
粉末材料を使用して前記3次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成段階と、
前記断面形成段階において形成された前記構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、
前記測定段階における測定結果に応じて、前記構造の形成状態を判定する判定段階と、
前記判定段階において前記形成状態が良好ではないと決定した場合に、前記構造を補修する段階と
を備える製造方法。
A manufacturing method for manufacturing a three-dimensional structure,
A cross-section forming step of forming a structure of a cross-sectional portion of the three-dimensional structure using a powder material;
A measurement step of measuring a measurement value according to an eddy current flowing in the structure formed in the cross-section formation step;
In accordance with the measurement result in the measurement step, a determination step of determining the formation state of the structure;
A manufacturing method comprising: repairing the structure when it is determined that the formation state is not good in the determination step.
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