JP2021142695A - Three-dimensional molding device - Google Patents
Three-dimensional molding device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021142695A JP2021142695A JP2020042359A JP2020042359A JP2021142695A JP 2021142695 A JP2021142695 A JP 2021142695A JP 2020042359 A JP2020042359 A JP 2020042359A JP 2020042359 A JP2020042359 A JP 2020042359A JP 2021142695 A JP2021142695 A JP 2021142695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder material
- supply
- unit
- recorder
- movable portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title abstract 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 27
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
Description
本発明は、三次元の物体を造形する三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional object.
従来、三次元造形装置として、例えば、特許第4639087号公報に記載されるように、テーブルに敷き均された粉末材料に対しエネルギビームを照射し、粉末材料を加熱し凝固させて、三次元の物体を造形する装置が知られている。この装置は、エネルギビームを照射すべき領域を格子状に複数の領域として分割して造形を行うことにより、造形物の内部応力の低減を図ろうとするものである。 Conventionally, as a three-dimensional modeling apparatus, for example, as described in Japanese Patent No. 4639087, an energy beam is applied to a powder material spread on a table, and the powder material is heated and solidified to be three-dimensional. Devices for modeling objects are known. This device aims to reduce the internal stress of a modeled object by dividing the area to be irradiated with the energy beam into a plurality of areas in a grid pattern and performing modeling.
このような三次元造形装置では、造形物を造形するにあたり、粉末材料の敷き均し、予備加熱、ビーム照射を行う必要がある。このため、限られた空間において、粉末材料の敷き均し、予備加熱、ビーム照射を行う機器を設置するには、機器や装置をできるだけシンプルに構成することが望ましい。 In such a three-dimensional modeling apparatus, it is necessary to spread the powder material, preheat, and irradiate the beam when modeling the modeled object. For this reason, in order to install equipment for leveling powder materials, preheating, and beam irradiation in a limited space, it is desirable to configure the equipment and devices as simple as possible.
そこで、シンプルに構成できる三次元造形装置の開発が望まれている。 Therefore, it is desired to develop a three-dimensional modeling device that can be configured simply.
本開示の一態様に係る三次元造形装置は、回転するテーブルの上に粉末材料を供給し、その粉末材料に対しエネルギビームを照射して三次元の造形物を造形する三次元造形装置であって、上下方向に向けた軸線を中心に回転し、造形物を造形するためのテーブルと、テーブルの上方に設けられ、テーブル上に粉末材料を供給する供給部と、供給部と一体に設けられ、供給部によりテーブル上に供給された粉末材料を敷き均すリコータとを備えて構成されている。この三次元造形装置によれば、テーブルの上方に供給部を設け、この供給部と一体にリコータを設けることにより、造形を行う機構をシンプルに構成することができる。また、回転するテーブル上に供給部により粉末材料を供給しリコータで敷き均すことができ、粉末材料の供給と敷き均しが効率良く行える。 The three-dimensional modeling apparatus according to one aspect of the present disclosure is a three-dimensional modeling apparatus that supplies a powder material on a rotating table and irradiates the powder material with an energy beam to form a three-dimensional modeled object. A table for modeling a modeled object by rotating around an axis in the vertical direction, a supply unit provided above the table and supplying powder material on the table, and a supply unit are provided integrally with the supply unit. , A recorder for spreading the powder material supplied on the table by the supply unit is provided. According to this three-dimensional modeling apparatus, a mechanism for performing modeling can be simply configured by providing a supply unit above the table and providing a recorder integrally with the supply unit. Further, the powder material can be supplied on the rotating table by the supply unit and spread with a recoater, so that the powder material can be efficiently supplied and spread.
また、本開示の一態様に係る三次元造形装置において、供給部は、粉末材料を収容するタンク、およびタンクに接続され粉末材料を供給路に沿ってテーブル上へ導く供給管を有し、供給管は、粉末材料を排出するための供給口を形成し、上下方向へ移動可能とされ、下方への移動により供給路を開通させて供給口から粉末材料を排出させ、上方への移動により供給路を閉塞させて供給口からの粉末材料の排出を停止する可動部を有していてもよい。この場合、可動部を上方へ移動させることにより、テーブル上から造形物の取り出しが容易に行える。また、可動部を上方へ移動させることにより、供給路を閉塞させて供給口からの粉末材料の排出を停止させることができる。つまり、可動部を上下方向へ移動可能とすることにより、造形物の取り出しを容易とし、粉末材料の排出の停止が可能となる。このため、可動部を移動させる一つの機構により、造形物の取り出しを容易とし、粉末材料の排出の停止が可能となる。従って、三次元造形装置をシンプルに構成することができる。 Further, in the three-dimensional modeling apparatus according to one aspect of the present disclosure, the supply unit has a tank for accommodating the powder material and a supply pipe connected to the tank to guide the powder material onto the table along the supply path, and supplies the powder material. The pipe forms a supply port for discharging the powder material and is movable in the vertical direction. The supply path is opened by moving downward to discharge the powder material from the supply port, and the powder material is supplied by moving upward. It may have a movable part that blocks the path and stops the discharge of the powder material from the supply port. In this case, by moving the movable portion upward, the modeled object can be easily taken out from the table. Further, by moving the movable portion upward, the supply path can be blocked and the discharge of the powder material from the supply port can be stopped. That is, by making the movable portion movable in the vertical direction, it is possible to easily take out the modeled object and stop the discharge of the powder material. Therefore, one mechanism for moving the movable portion facilitates the taking out of the modeled object and makes it possible to stop the discharge of the powder material. Therefore, the three-dimensional modeling device can be simply configured.
本開示によれば、シンプルに構成できる三次元造形装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a three-dimensional modeling apparatus that can be simply configured.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
図1は、本開示の実施形態に係る三次元造形装置の構成概要図である。三次元造形装置1は、粉末材料Aから三次元の造形物Oを製造するいわゆる3Dプリンタである。例えば、三次元造形装置1は、粉末材料Aにエネルギビームを照射して粉末材料Aを溶融又は焼結させて三次元の造形物Oを造形する。本実施形態の三次元造形装置1は、敷き均した粉末材料Aに対し電子ビームを照射して造形を行うパウダーベッド方式に適用したものである。粉末材料Aは、金属の粉末であり、例えばチタン系金属粉末、インコネル粉末、アルミニウム粉末等である。また、粉末材料Aは、金属粉末に限定されず、例えば樹脂粉末、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)などの炭素繊維と樹脂とを含む粉末であってもよい。また、粉末材料Aは、導電性を有するその他の粉末でもよい。なお、本開示における粉末材料は、導電性を有するものには限定されない。例えばエネルギビームとしてレーザを用いる場合には、粉末材料は導電性を有しなくてもよい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment of the present disclosure. The three-dimensional modeling apparatus 1 is a so-called 3D printer that manufactures a three-dimensional modeled object O from the powder material A. For example, the three-dimensional modeling apparatus 1 irradiates the powder material A with an energy beam to melt or sinter the powder material A to form a three-dimensional model O. The three-dimensional modeling apparatus 1 of the present embodiment is applied to a powder bed method in which an electron beam is irradiated to a powder material A that has been spread and leveled to perform modeling. The powder material A is a metal powder, for example, a titanium-based metal powder, an inconel powder, an aluminum powder, or the like. Further, the powder material A is not limited to the metal powder, and may be a powder containing carbon fibers and a resin such as resin powder and CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics). Further, the powder material A may be another powder having conductivity. The powder material in the present disclosure is not limited to a material having conductivity. For example, when a laser is used as the energy beam, the powder material does not have to have conductivity.
三次元造形装置1は、駆動部3、制御部4、供給部5、リコータ6、加熱部7、ビーム源8およびハウジング9を備えている。駆動部3は、造形に要する種々の動作を実現する。例えば、駆動部3は、テーブル13を回転及び昇降させる。テーブル13は、上下方向に向けた軸線を中心に回転し、造形物Oを造形するための台部材として機能する。例えば、テーブル13は、鉛直方向に向けた軸線を中心に回転するように構成される。駆動部3は、回転ユニット31および昇降ユニット32を有する。回転ユニット31は、上下方向の回転軸線を中心にテーブル13を回転させる回転駆動部として機能する。例えば、回転ユニット31の上端はテーブル13に連結され、回転ユニット31の下端には駆動源(例えばモータ)が取り付けられている。昇降ユニット32は、テーブル13を造形タンク14に対して相対的に昇降させる直線駆動部として機能する。この昇降は、回転ユニット31の回転軸線に沿っている。なお、駆動部3は、テーブル13を回転及び昇降させることができる機構であればよく、上述した機構に限定されない。
The three-dimensional modeling device 1 includes a
ハウジング9は、複数のコラム91によって支持されている。ハウジング9は、造形空間Sを形成するチャンバとして機能する。造形空間Sは、粉末材料Aを収容し、造形物Oを造形するための減圧可能な気密空間である。
The
造形空間Sには、テーブル13と造形タンク14とが配置されている。テーブル13は、例えば円板状のものが用いられ、造形面13aに造形物Oの原料である粉末材料Aが配置される。造形面13aは、テーブル13の主面又は上面である。テーブル13は、その中心軸線がハウジング9の中心軸線と重複するように配置されている。テーブル13には、駆動部3が接続されている。従って、テーブル13は、駆動部3によって、回転及び回転軸線に沿った直線移動を行う。
A table 13 and a
図2は、造形処理に用いられる主要な部品を示した概要図である。テーブル13の上方には、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8が配置されている。すなわち、テーブル13の上方において、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8がテーブル13の周方向に沿って順次配置されている。言い換えれば、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8は、テーブル13の上方においてテーブル13の回転方向に沿って設けられている。
FIG. 2 is a schematic view showing the main parts used in the modeling process. A
供給部5は、テーブル13上に粉末材料Aを供給するための構成部品である。リコータ6は、供給部5によりテーブル13上に供給された粉末材料Aを敷き均す構成部品である。供給部5及びリコータ6は、一体に設けられ、テーブル13の上方に設けられている。供給部5及びリコータ6の構成の詳細については、後述する。加熱部7は、敷き均された粉末材料Aを予備加熱する機器であり、例えばヒータが用いられる。加熱部7は、ビーム照射される前に粉末材料Aの予備加熱を行う。加熱部7は、テーブル13の上方に配置され、放射熱によって粉末材料Aの温度を上昇させる。加熱部7として、他の方式により加熱するものであってもよく、例えば赤外線ヒータを用いてもよい。
The
このように、造形処理を行う供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8をテーブル13の回転方向に沿って配置し、テーブル13を回転させて造形を行うことにより、テーブル13上への粉末材料Aの供給、粉末材料Aの予備加熱およびビーム照射による造形の各処理を並行して行うことができる。つまり、供給部5及びリコータ6の位置で粉末材料Aの供給が行われ、加熱部7の位置で粉末材料Aの予備加熱が行われ、ビーム源8の位置でビーム照射が行われて、造形物Oが造形される。このため、粉末材料Aの供給、粉末材料Aの予備加熱及びビーム照射を順次行う場合と比べて、造形物Oの造形を効率良く行え、造形物Oを短時間で造形することができる。特に、大型の造形物Oを造形する場合に有効である。
In this way, the
図1において、制御部4は、三次元造形装置1の装置全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばCPU、ROM、RAMを含むコンピュータを含んで構成される。制御部4は、テーブル13の昇降制御および回転制御、供給部5及びリコータ6の作動制御、加熱部7の作動制御、ビーム源8の作動制御などを行う。また、制御部4は、造形物Oの水平断面のスライスデータを取得する。例えば、制御部4は、造形物Oの回転軸線Cを中心とした螺旋状のスライスデータを取得し、スライスデータに対する電子ビームの照射位置を設定する。
In FIG. 1, the
制御部4は、回転ユニット31と電気的に接続され、回転ユニット31に対し制御信号を出力し、回転ユニット31の動作を通じてテーブル13の回転制御を行う。例えば、制御部4は、回転ユニット31を作動させて、回転軸線Cを中心にテーブル13を回転させる。回転軸線Cは、上下方向に向けて設定され、例えば鉛直方向に向けて設定される。また、回転軸線Cは、テーブル13を貫通する位置に設定される。これにより、回転ユニット31の作動により、テーブル13は回転軸線Cを中心に自転する。
The
具体的に説明すると、制御部4は、反時計方向に一定の回転速度をもってテーブル13を回転させる。この回転速度は、例えば予備加熱及び造形における粉末材料Aなどの温度上昇速度に応じて決定すればよい。つまり、予備加熱前の粉末材料Aの温度を予備加熱後に所定の温度まで上昇させるために要するエネルギ量を取得し、そのエネルギ量を粉末材料Aに与えるために要する所要時間を決定する。そして、その所要時間および予熱領域71を通過する際に通過する軌跡の長さに応じて、テーブル13の回転速度が決定される。
Specifically, the
制御部4は、昇降ユニット32と電気的に接続され、昇降ユニット32に対し制御信号を出力し、昇降ユニット32の動作を通じてテーブル13の昇降制御を行う。例えば、制御部4は、昇降ユニット32を作動させて、テーブル13を昇降させる。具体的には、制御部4は、造形の初期においてテーブル13を造形タンク14の上部の位置に配置させ、造形物Oの造形が進むに連れてテーブル13を降下させる。テーブル13の降下速度は、例えばテーブル13の回転速度に応じて決定される。
The
制御部4は、加熱部7と電気的に接続され、加熱部7に対し制御信号を出力し、粉末材料Aの予熱制御を行う。例えば、制御部4は、加熱部7を作動させて、テーブル13上の粉末材料Aを加熱させ、粉末材料Aの予備加熱を実行させる。粉末材料Aの加熱量は、粉末材料Aの材質や種類、テーブル13の回転速度などに応じて設定すればよい。
The
制御部4は、ビーム源8と電気的に接続され、ビーム源8に対し制御信号を出力し、ビームの出射制御を行う。例えば、制御部4は、ビーム源8を作動させて、電子ビームを出射させ、粉末材料Aの所定の位置に電子ビームを照射させる。電子ビームを照射させる位置は造形物Oを造形すべき領域であり、予め設定される照射位置に従って電子ビームが照射される。
The
図3及び図4は、三次元造形装置1の供給部5及びリコータ6の構成概要を示している。図3は粉末材料Aの供給時を示しており、図4は粉末材料Aの供給停止時を示している。図3に示すように、供給部5は、支持体92に支持されてテーブル13上に設けられている。支持体92は、ハウジング9の内部に水平に向けて設けられる部材である。図3では、テーブル13が図示されておらず、テーブル13上に造形された造形物Oが示されている。供給部5は、タンク51及び供給管52を備えている。タンク51は、粉末材料Aを収容する容器である。タンク51には供給管52が接続されている。供給管52は、タンク51内の粉末材料Aを供給路52cに沿ってテーブル13上へ導く管体である。
3 and 4 show an outline of the configuration of the
供給管52は、本管52a及び可動部52bを有している。本管52aは、タンク51と接続される管体であり、下方に向けて設けられている。可動部52bは、本管52aの下部に取り付けられ、上下方向へ移動可能に設けられている。可動部52bには、粉末材料Aを排出するための供給口52dが形成されている。本管52a及び可動部52bの内部には、粉末材料Aを流通させる供給路52cが形成されている。
The
可動部52bは、例えば本管52aを下方へ延長するように本管52aの下部に取り付けられている。例えば、可動部52bに形成される供給路52cは、斜め下方へ曲折して形成される。つまり、曲折した供給路52cの先端側の内面は斜めに形成される。このため、図4に示すように、可動部52bが上方へ移動すると、本管52aの下端が可動部52b内の供給路52cの内面に当接して供給路52cが閉塞する。このとき、本管52aは、支持体92に取り付けられており、上方へは移動しない。本管52aの下端は、例えば、供給路52cと同じ方向へ斜めに切断された形状とされる。これにより、可動部52bにおいて、供給路52c内の粉末材料Aを下方へ流しつつ、本管52aの下端の当接により供給路52cを確実に閉塞することができる。なお、可動部52bの上方への移動により供給路52cを閉塞させる機構は、可動部52bの上方への移動により供給路52cの閉塞が可能であれば、本管52aの下端を供給路52cの内面に当接させる機構以外の機構であってもよい。
The
一方、図4の状態において可動部52bが下方へ移動すると、図3に示すように、本管52aの下端が可動部52bの供給路52cの内面から離間する。これにより、供給路52cが開通し、供給路52c内を粉末材料Aが流下して供給口52dから粉末材料Aが排出される。
On the other hand, when the
図3に示すように、テーブル13上に供給された粉末材料A(テーブル13上に造形された造形物O上に供給された粉末材料Aを含む)は、リコータ6により敷き均される。リコータ6は、供給部5と一体に設けられている。例えば、リコータ6は、供給部5の可動部52bと一体に設けられ、可動部52bの上下方向の移動と共に移動する。リコータ6は、均し板61及び支持体62を有している。均し板61は、粉末材料Aを敷き均すための板部材である。均し板61の下端は、テーブル13の造形面13aと平行となるように形成されている。また、均し板61の下端は、供給口52dより下方の位置に設けられている。この均し板61は、支持体62を介して取り付けられている。支持体62は、均し板61を支持するための部材である。可動部52bは、支持体62に取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the powder material A supplied on the table 13 (including the powder material A supplied on the modeled object O formed on the table 13) is spread by the
支持体62は、昇降体53に取り付けられ、昇降機構54の作動により、上下方向へ移動する。昇降機構54は、昇降体53を昇降させるアクチュエータを有しており、制御部4の制御信号により作動する。昇降機構54は、例えば支持体92に取り付けられている。昇降機構54の作動により、昇降体53が上方へ移動すると、リコータ6及び可動部52bが上方へ移動する。一方、昇降機構54の作動により、昇降体53が下方へ移動すると、リコータ6及び可動部52bが下方へ移動する。
The
次に、本実施形態に係る三次元造形装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the three-dimensional modeling apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
まず、図1において、テーブル13が上方へ移動させられ造形タンク14の上部の位置に配置される。すなわち、制御部4から昇降ユニット32に制御信号が出力され、昇降ユニット32の作動によりテーブル13が上方へ移動し造形タンク14の上部の位置に配置される。
First, in FIG. 1, the table 13 is moved upward and placed at the upper position of the
そして、図2において、回転軸線Cを中心にテーブル13が回転させられる。すなわち、制御部4から回転ユニット31に制御信号が出力され、回転ユニット31の作動によりテーブル13が回転軸線Cを中心に回転する。
Then, in FIG. 2, the table 13 is rotated about the rotation axis C. That is, a control signal is output from the
そして、図3に示すように、供給部5によりテーブル13上に粉末材料Aが供給される。すなわち、制御部4から昇降機構54に制御信号が出力されて可動部52bが下方へ移動され、供給口52dから粉末材料Aが排出され、テーブル13上に粉末材料Aが供給される。そして、テーブル13上の粉末材料Aは、リコータ6により敷き均される。すなわち、粉末材料Aは、所定の厚さでテーブル13上に塗布される。
Then, as shown in FIG. 3, the powder material A is supplied onto the table 13 by the
このとき、供給部5とリコータ6が一体に形成されることにより、供給部5及びリコータ6がシンプルに構成される。供給部5の供給口52dと均し板61の間の距離が一定であるため、敷き均しの調整が容易となる。また、供給部5とリコータ6が一体に形成されることにより、供給部5及びリコータ6がコンパクトに構成され、テーブル13上に収まるように設置することができる。
At this time, since the
次いで、図2に示すように、加熱部7により粉末材料Aの予備加熱が行われる。すなわち、制御部4から加熱部7に制御信号が出力されて加熱部7が作動し、テーブル13の回転によって加熱部7の下方に移動してくる粉末材料Aが加熱される。
Next, as shown in FIG. 2, the
そして、ビーム源8により粉末材料Aに電子ビームが照射され、造形物Oの造形が行われる。すなわち、制御部4からビーム源8に制御信号が出力されビーム源8が作動し、テーブル13の回転によってビーム源8の下方の粉末材料Aに対し電子ビームが照射される。これにより、粉末材料Aが溶融又は焼結し、造形物Oが造形されていく。
Then, the powder material A is irradiated with an electron beam by the
また、テーブル13は、造形物Oの造形が進むに連れて降下される。すなわち、制御部4から昇降ユニット32に制御信号が出力され、昇降ユニット32の作動によりテーブル13が回転軸線Cに沿って降下する。このテーブル13の降下は、テーブル13の回転と同期させてもよいが、完全には同期させなくてもよい。
Further, the table 13 is lowered as the modeling of the modeled object O progresses. That is, a control signal is output from the
そして、造形物Oが徐々に積層されて形成され、所望の造形物Oが造形されると、粉末材料Aの供給が停止される。すなわち、制御部4から昇降機構54に制御信号が出力され、図4に示すように、昇降体53を介してリコータ6及び可動部52bが上方へ移動される。可動部52bの上方の移動により、可動部52b内の供給路52cの内面が本管52aの下端と当接する。これにより、供給路52cが閉塞し、粉末材料Aの供給が停止される。
Then, when the modeled object O is gradually laminated and formed and the desired modeled object O is formed, the supply of the powder material A is stopped. That is, a control signal is output from the
このとき、可動部52bと共にリコータ6が上方へ移動するため、供給部5及びリコータ6とテーブル13上の造形物Oとの間に大きな空間が形成される。このため、造形タンク14、テーブル13及び造形物Oを上方へ持ち上げて、昇降ユニット32と切り離すことで、造形物Oを容易に取り出すことができる。
At this time, since the
このように、可動部52bと共にリコータ6を上下方向に移動可能とすることにより、造形物Oの取り出しを容易とし、粉末材料Aの排出の停止が可能となる。このため、可動部52bを移動させる一つの昇降機構54により、造形物Oの取り出しを容易とし、粉末材料Aの排出の停止が可能となる。従って、供給部5及びリコータ6を上下方向へ移動させる機構と供給路52cを閉塞させる機構を個別に設ける必要がない。これにより、三次元造形装置1をシンプルに構成することができる。また、三次元造形装置1をコンパクトに構成でき、小型化を図ることができる。また、三次元造形装置1の低コスト化を図ることができる。
By making the
以上説明したように、本実施形態に係る三次元造形装置1によれば、テーブル13の上方に供給部5を設け、この供給部5と一体にリコータ6を設けることにより、造形物Oの造形を行う機器をシンプルに構成することができる。また、回転するテーブル13上に供給部5により粉末材料Aを供給しリコータ6で敷き均すことができ、粉末材料Aの供給と敷き均しが効率良く行える。
As described above, according to the three-dimensional modeling apparatus 1 according to the present embodiment, the
また、本実施形態に係る三次元造形装置1によれば、可動部52bを上方へ移動させることにより、供給部5と造形物Oとの間に大きな空間を形成することができる。このため、造形物Oの取り出しが容易に行える。また、可動部52bを上方へ移動させることにより、供給路52cを閉塞させて供給口52dからの粉末材料Aの排出を停止させることができる。つまり、可動部52bを上下方向へ移動可能とすることにより、造形物Oの取り出しを容易とし、粉末材料Aの排出の停止が可能となる。このため、可動部52bを移動させる一つの機構により、造形物Oの取り出しを容易とし、粉末材料Aの排出の停止が可能となる。従って、三次元造形装置1をシンプルに構成でき、小型化が図れる。また、三次元造形装置1の製造コストを低減できる。
Further, according to the three-dimensional modeling apparatus 1 according to the present embodiment, by moving the
以上のように本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様を取ることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can take various modifications without departing from the gist of the claims.
例えば、上述した実施形態では、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8をそれぞれ一つずつ備えた三次元造形装置1について説明したが、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8をそれぞれ複数備えていてもよい。例えば、図5に示すように、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8をそれぞれ二つずつ備えていてもよい。すなわち、テーブル13の周方向に供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8を二セット備えていてもよい。この場合、図6に示すように、可動部52b及びリコータ6を上下移動させる支持体62を共用してもよい。つまり、各セットで一つの支持体62により可動部52b及びリコータ6を上下移動させてもよい。これにより、三次元造形装置1の部品点数が低減し、三次元造形装置1の小型化、低コスト化が図れる。また、供給部5、リコータ6、加熱部7及びビーム源8をそれぞれ三つ以上備えて構成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the three-dimensional modeling apparatus 1 including one each of the
また、上述した実施形態では、図4に示すように、可動部52bを上方へ移動させると、供給路52cが閉塞するものであるが、供給路52cが閉塞した状態で更に可動部52bを上方へ移動可能としてもよい。例えば、本管52aをテレスコピック方式などにより伸縮可能に構成し、供給路52cが閉塞した状態で更に可動部52bを上方へ移動できるようにすればよい。この場合、可動部52bを短い距離の移動で供給路52cを閉塞することができる。また、供給部5及びリコータ6とテーブル13上の造形物Oとの間の空間を大きく形成することができ、造形物Oを取り出すことがより容易となる。
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, when the
また、上述した実施形態では、エネルギビームとして電子ビームを用いて造形物Oを造形する場合について説明したが、電子ビーム以外のエネルギビームを用いて造形を行うものであってもよい。例えば、イオンビーム、レーザビーム、紫外線などを照射して造形物Oを造形するものであってもよい。また、パウダーベッド方式以外の方式で造形物Oを造形するものであってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the modeled object O is modeled by using an electron beam as the energy beam has been described, but the model may be modeled by using an energy beam other than the electron beam. For example, the modeled object O may be modeled by irradiating an ion beam, a laser beam, ultraviolet rays, or the like. Further, the modeled object O may be modeled by a method other than the powder bed method.
1 三次元造形装置
3 駆動部
4 制御部
5 供給部
6 リコータ
7 加熱部
8 ビーム源
9 ハウジング
13 テーブル
13a 造形面
14 造形タンク
31 回転ユニット
32 昇降ユニット
51 タンク
52 供給管
52a 本管
52b 可動部
52c 供給路
52d 供給口
53 昇降体
54 昇降機構
61 均し板
62 支持体
92 支持体
A 粉末材料
C 回転軸線
O 造形物
S 造形空間
1 Three-
Claims (2)
上下方向に向けた軸線を中心に回転し、前記造形物を造形するためのテーブルと、
前記テーブルの上方に設けられ、前記テーブル上に前記粉末材料を供給する供給部と、
前記供給部と一体に設けられ、前記供給部により前記テーブル上に供給された前記粉末材料を敷き均すリコータと、
を備える三次元造形装置。 It is a three-dimensional modeling device that supplies powder material on a rotating table and irradiates the powder material with an energy beam to create a three-dimensional model.
A table for modeling the modeled object by rotating around the axis in the vertical direction, and
A supply unit provided above the table and supplying the powder material on the table,
A recoater that is provided integrally with the supply unit and spreads the powder material supplied on the table by the supply unit, and
A three-dimensional modeling device equipped with.
前記供給管は、前記粉末材料を排出するための供給口を形成し、上下方向へ移動可能とされ、下方への移動により前記供給路を開通させて前記供給口から前記粉末材料を排出させ、上方への移動により前記供給路を閉塞させて前記供給口からの前記粉末材料の排出を停止する可動部を有する、
請求項1に記載の三次元造形装置。 The supply unit has a tank for accommodating the powder material and a supply pipe connected to the tank and guiding the powder material along the supply path onto the table.
The supply pipe forms a supply port for discharging the powder material, is movable in the vertical direction, opens the supply path by moving downward, and discharges the powder material from the supply port. It has a movable portion that blocks the supply path by moving upward and stops the discharge of the powder material from the supply port.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020042359A JP7456206B2 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 3D printing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020042359A JP7456206B2 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 3D printing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021142695A true JP2021142695A (en) | 2021-09-24 |
JP7456206B2 JP7456206B2 (en) | 2024-03-27 |
Family
ID=77765620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020042359A Active JP7456206B2 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 3D printing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7456206B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024048234A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 株式会社Ihi | Three-dimensional shaping device and pre-heating device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005059477A (en) | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Shiyoufuu:Kk | Apparatus of manufacturing three-dimensional structure |
JP6046534B2 (en) | 2013-03-26 | 2016-12-14 | 本田技研工業株式会社 | Powder supply apparatus and three-dimensional modeling apparatus provided with this powder supply apparatus |
US20160167303A1 (en) | 2014-12-15 | 2016-06-16 | Arcam Ab | Slicing method |
US20180345371A1 (en) | 2017-05-31 | 2018-12-06 | General Electric Company | Apparatus and method for angular and rotational additive manufacturing |
CN108555299B (en) | 2018-06-20 | 2024-03-19 | 华中科技大学 | Powder spreading device suitable for advanced laser manufacturing, system and method thereof |
-
2020
- 2020-03-11 JP JP2020042359A patent/JP7456206B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024048234A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 株式会社Ihi | Three-dimensional shaping device and pre-heating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7456206B2 (en) | 2024-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6939423B2 (en) | Powder saving device and powder saving method | |
JP2906188B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object | |
JP6340040B2 (en) | Apparatus and method for additive manufacturing of products | |
US10723071B2 (en) | Device and method for generatively producing a three-dimensional object | |
CN110461507B (en) | Device and method for producing three-dimensional workpieces | |
CN104416907A (en) | Apparatus for manufacturing three-dimensional objects | |
EP2259912B1 (en) | Additive layer manufacturing technique and apparatus therefor | |
JP2011251529A (en) | Device and method of generatively manufacturing three-dimensional object with working field limitation | |
CN107835738B (en) | Method and device for producing three-dimensional objects | |
US10967575B2 (en) | Method and device for the generative manufacturing of a three-dimensional object | |
EP3689503A1 (en) | Recoating assembly for an additive manufacturing machine | |
KR20180052225A (en) | Partition chamber for 3d printing | |
KR20160141144A (en) | 3-dimensional laser sintering printer | |
US20200198235A1 (en) | Lifting system for device and a method for generatively manufacturing a three-dimensional object | |
JP2021142695A (en) | Three-dimensional molding device | |
KR101872212B1 (en) | Three-dimensional printer | |
KR101966829B1 (en) | Resin temperature maintenance device of 3D printer | |
JP4739507B2 (en) | 3D modeling equipment | |
KR102476579B1 (en) | Printer for manufacturing three-dimensional object | |
EP3950181A1 (en) | Three-dimensional manufacturing apparatus | |
US10814395B2 (en) | Heated gas circulation system for an additive manufacturing machine | |
JP7155919B2 (en) | 3D printer | |
JPWO2019220901A1 (en) | 3D modeling device and 3D modeling method | |
JP2020084195A (en) | Additive manufacturing apparatus, additive manufacturing method and additive manufacturing article | |
JP7320084B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing equipment for multi-material workpiece |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230919 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230926 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240226 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7456206 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |