JP2021042465A - 3次元積層造形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
粉末供給機構は、アーム部と、ガイド機構と、接続部と、駆動機構と、を備えている。アーム部には、粉末材料を均す均し板が固定されている。ガイド機構は、造形ボックスに固定され、アーム部をステージの一面と平行な方向である第1の方向に移動可能に支持する。接続部は、アーム部に接続し、アーム部に対して第1の方向へのみ力を伝達する。駆動機構は、造形ボックスとは異なる支持部材に固定され、接続部を第1の方向に移動させる駆動部を有する。
1−1.3次元積層造形装置の構成
まず、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という。)にかかる3次元積層造形装置の第1の実施の形態例について図1を参照して説明する。
図1は、本例の3次元積層造形装置を模式的に示す概略断面図である。
次に、粉末供給機構7の詳細な構成について図1から図3を参照して説明する。
図2は、3次元積層造形装置1を図1とは異なる方向から見た断面図である。
図3に示すように、接続部25には、アーム部21の一端部が挿入される接続凹部25aが形成されている。接続凹部25aは、第2の方向Yの他端部から一端部に向かって凹んでいる。接続凹部25aにおける第3の方向Zの両端部と、第2の方向Yの他端部が開放されている。
次に、造形ボックス3の構成例及び造形ボックス3の支持構造について図4及び図5を参照して説明する。
図4は、造形ボックス3を示す平面図、図5は、造形ボックス3及び支持台6を示す断面図である。
次に、図1、図6を参照して上述した構成を有する3次元積層造形装置1の動作について説明する。
図6は、3次元積層造形装置1で造形物を形成した状態示す概略断面図である。
2−1.第2の実施の形態例の構成例
次に、図7を参照して第2の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置ついて説明する。
図7は、第2の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置を示す概略断面図である。
次に、図8A及び図8Bを参照して、第2の実施の形態例にかかる3次元積層装置の変形例いついて説明する。
図8Aはアーム部を示す平面図、図8Bは粉末供給機構を示す概略断面図である。
次に、図9及び図10を参照して第3の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置について説明する。
図9は、第3の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置の造形ボックス及び支持台を示す平面図、図10は、第3の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置の造形ボックス及び支持台を示す側面図である。
次に、図11を参照して第4の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置について説明する。
図11は、第4の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置を示す概略断面図である。
次に、図12を参照して第5の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置について説明する。
図12は、第5の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置を示す概略断面図である。
次に、図13及び図14を参照して第6の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置について説明する。
図13及び図14は、第6の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置の造形ボックスを示す図である。図14は、図13に示すA−A線から造形ボックスを見た平面図である。
次に、図15を参照して第7の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置について説明する。
図15は、第7の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置の概略構成を示す図である。
次に、図16から図18を参照して第8の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置について説明する。
図16は、第8の実施の形態例にかかる3次元積層造形装置の概略構成を示す図である。図17は、接続部とアーム部との接続状態を拡大して示す斜視図、図18は、アーム部お示す正面図である。
第1アーム支持部331の第1部材333におけるスライダ326との固定箇所から第2部材334との固定箇所までの長さS1は、第2部材334における第1部材333との固定箇所からアーム部321との固定箇所までの長さT1よりも短く設定されている。すなわち、第1部材333の第3の方向Zの長さS1は、第2部材334の第3の方向Zの長さT1よりも短い。
Claims (23)
- 造形物を形成するための粉末材料が積層されるステージと、
前記ステージが摺動可能に配置される筒部を有する造形ボックスと、
前記ステージに前記粉末材料を供給し、かつ前記粉末材料を均す粉末供給機構と、を備え、
前記粉末供給機構は、
前記粉末材料を均す均し板が固定されたアーム部と、
前記造形ボックスに固定され、前記アーム部を前記ステージの一面と平行な方向である第1の方向に移動可能に支持するガイド機構と、
前記アーム部に接続し、前記アーム部に対して前記第1の方向へのみ力を伝達する接続部と、
前記造形ボックスとは異なる支持部材に固定され、前記接続部を前記第1の方向に移動させる駆動部を有する駆動機構と、
を備えた3次元積層造形装置。 - 前記接続部は、前記アーム部が挿入される接続凹部が形成され、
前記接続凹部は、前記ステージの一面と直交する方向が開放されている
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記接続凹部には、前記アーム部と接触する衝撃吸収材からなる当接ピンが設けられている
請求項2に記載の3次元積層造形装置。 - 前記当接ピンは、半球状に形成されて、前記アーム部と点接触する
請求項3に記載の3次元積層造形装置。 - 前記接続部及び前記アーム部の一方には、前記第1の方向と直交する第2の方向に向けて突出する接続ピンが設けられ、
前記接続部及び前記アーム部の残りの他方には、前記接続ピンが挿入される接続孔が設けられ、
前記接続孔は、前記第1の方向と直交し、前記第2の方向とも直交する第3の方向に沿って延在する長孔である
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記ガイド機構は、
前記アーム部における前記ステージの一面と平行をなし、かつ前記第1の方向と直交する第2の方向の一端部を支持する第1ガイド機構と、
前記アーム部における前記第2の方向の他端部を支持する第2ガイド機構と、を有する
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記第2ガイド機構は、前記アーム部の前記他端部を前記第2の方向に支持する
請求項6に記載の3次元積層造形装置。 - 前記第1ガイド機構は、
前記アーム部に設けられたスライダと、
前記第1の方向に沿って延在するガイドレールと、を有し、
前記ガイドレールは、前記スライダを前記第1の方向に沿って摺動可能に支持する円柱状のガイド部を有し、
前記スライダは、前記ガイド部の外周面の曲率に対応して円形に凹み、前記ガイド部の外周面を摺動する摺動面を有し、
前記スライダは、前記ガイド部の中心軸周りに回動可能に支持される
請求項6又は7に記載の3次元積層造形装置。 - 前記ガイド部は、前記ガイドレールにおける上下方向の下部に設けられる
請求項8に記載の3次元積層造形装置。 - 前記第2ガイド機構は、
前記アーム部に設けられたガイドローラと、
前記第1の方向に沿って延在し、前記ガイドローラが摺動するガイド面部と、を有し、
前記ガイドローラにおける前記ガイド面部と接触する接触面は、曲面状に形成されている
請求項8又は9に記載の3次元積層造形装置。 - 前記アーム部における前記第2の方向の一端部に設けられたアーム支持部を備え、
前記アーム支持部は、
前記第1ガイド機構の前記スライダが固定された第1部材と、
前記第1部材に固定され、かつ前記アーム部における前記第2の方向の一端部に固定される第2部材と、を有し、
前記第1部材と前記第2部材は、線膨張係数が異なる材質により形成される
請求項8又は9に記載の3次元積層造形装置。 - 前記第1部材における前記スライダとの固定箇所から前記第2部材との固定箇所の長さと、前記第2部材における前記アーム部との固定箇所から前記第1部材との固定箇所の長さの比は、前記第1部材と前記第2部材の線膨張係数に応じて設定される
請求項11に記載の3次元積層造形装置。 - 前記第1部材における前記スライダとの固定箇所から前記第2部材との固定箇所の長さと、前記第2部材における前記アーム部との固定箇所から前記第1部材との固定箇所の長さの比は、前記第1部材と前記第2部材の線膨張係数の逆比である
請求項12に記載の3次元積層造形装置。 - 前記支持部材は、前記造形ボックスを収容する処理室である
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記造形ボックスは、支持台によって支持されて、
前記筒部の軸方向の一端部側が固定端となり、前記筒部の軸方向の他端部側が自由端となる
請求項1に記載の3次元積層造形装置。 - 前記造形ボックスは、
前記筒部の軸方向の一端部側に設けられ、前記ステージの一面と平行をなし、前記支持台によって支持される基準板を有する
請求項15に記載の3次元積層造形装置。 - 前記筒部の軸方向の一端部は、前記基準板に当接し、
前記筒部を前記基準板に向けて押圧する押圧機構をさらに備えた
請求項16に記載の3次元積層造形装置。 - 前記ステージを前記ステージの一面と直交する方向に移動させるステージ駆動機構をさらに備え、
前記ステージ駆動機構は、前記造形ボックスにおける前記筒部の軸方向の他端部に取り付けられる
請求項15に記載の3次元積層造形装置。 - 前記造形ボックス及び前記支持台に設けられ、前記造形ボックスを支持する支持機構を備え、
前記支持機構は、前記造形ボックスを前記ステージの一面と平行をなす方向に摺動可能に支持する
請求項15に記載の3次元積層造形装置。 - 前記支持機構は、前記筒部を囲むようにして、等間隔に複数配置される
請求項19に記載の3次元積層造形装置。 - 複数の前記支持機構は、前記筒部の中心から放射状に配置されて、前記造形ボックスを摺動可能に支持する
請求項20に記載の3次元積層造形装置。 - 前記支持機構は、
前記筒部の外周面に設けられ、前記外周面から外側に向けて突出する支持ピンと、
前記支持台における上下方向の上端部に設けられ、前記支持ピンが配置される支持溝と、
前記支持溝に配置された前記支持ピンを前記上下方向の上方から押さえるピン押さえ部と、を有する
請求項19から21のいずれか1項に記載の3次元積層造形装置。 - 前記支持ピンにおける前記筒部の外周面とは反対側の端部と、前記支持溝における前記支持台の内壁面とは反対側の端部には、隙間が形成されている
請求項22に記載の3次元積層造形装置。
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