JP2021176978A - 積層造形装置および三次元造形物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態に係る積層造形装置1の構成を示した図である。図1に示すように、積層造形装置1は、チャンバ11と、造形テーブル2と、材料層形成装置4と、照射装置5と、測定装置6(ビーム径/焦点位置測定装置61、光強度測定装置62、温度測定装置63)と、制御装置8(図1では不図示)と、を備える。
積層造形装置1は、図4および図5に示すように、測定装置6として、ビーム径/焦点位置測定装置61と、光強度測定装置62と、温度測定装置63とを備える。なお、図4は、ビーム径/焦点位置測定装置61によりレーザ光Lを測定している状態を示し、図5は、光強度測定装置62によりレーザ光Lを測定している状態を示しており、温度測定装置63は、いずれの状態でもチャンバウインドウ12の温度を測定する。
次に、積層造形装置1を制御する制御装置8について説明する。図7に示すように、制御装置8は、主制御装置81と、表示装置82と、照射制御装置86と、複数のドライバ83、84、851、852、853、854、861、862、863と、を有している。
続いて、図12を参照して積層造形装置1の動作について説明する。
2 :造形テーブル
3 :造形テーブル駆動装置
4 :材料層形成装置
5 :照射装置
6 :測定装置
8 :制御装置
9 :CAM装置
10 :造形室
11 :チャンバ
12 :チャンバウインドウ
13 :照射装置ウインドウ
14 :周壁
15 :ヒューム拡散部
21 :ベースプレート
41 :ベース台
42 :リコータヘッド
43 :リコータヘッド駆動装置
51 :光源
52 :コリメータ
53 :フォーカス制御ユニット
54 :走査装置
61 :ビーム径/焦点位置測定装置
62 :光強度測定装置
63 :温度測定装置
71 :第1の搬送装置
72 :第1のシャッタ
73 :第1のシャッタ駆動装置
74 :第2の搬送装置
75 :第2のシャッタ
76 :第2のシャッタ駆動装置
81 :主制御装置
82 :表示装置
83 :ドライバ
84 :ドライバ
86 :照射制御装置
151 :筐体
152 :拡散部材
153 :不活性ガス供給空間
154 :開口部
155 :細孔
156 :清浄室
531 :可動レンズ
532 :レンズアクチュエータ
533 :集光レンズ
541 :第1のガルバノミラー
542 :第1のミラーアクチュエータ
543 :第2のガルバノミラー
544 :第2のミラーアクチュエータ
611 :第1の受光体
612 :アーム
621 :第2の受光体
811 :記憶装置
812 :演算装置
813 :メモリ
814 :取得部
815 :補正係数算出部
816 :補正値算出部
851 :ドライバ
852 :ドライバ
853 :ドライバ
854 :ドライバ
861 :ドライバ
862 :ドライバ
863 :ドライバ
B :矢印
C :矢印
D :ビーム径
I :光強度
L :レーザ光
M :材料層
P :焦点位置
R :造形領域
S :固化層
T :温度
Claims (5)
- 所望の三次元造形物が形成される造形領域を有する造形室を覆うチャンバと、
前記チャンバの上面に設けられるチャンバウインドウと、
前記チャンバの上方に設けられ、レーザ光の光強度の設定値に基づきレーザ光を出力する光源と、前記レーザ光の焦点位置を調整する可動レンズと前記可動レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させるレンズアクチュエータとを有するフォーカス制御ユニットと、前記レーザ光を走査して前記チャンバウインドウを通して前記チャンバ内に形成された材料層に対し前記レーザ光を照射して固化層を形成する走査装置と、を含む照射装置と、
前記レーザ光を終端させるレーザ光終端装置と、
前記チャンバウインドウの温度を測定する温度測定装置と、
前記レーザ光の受光位置におけるビーム径を取得する第1の受光体を有し、所定高さにおけるビーム径または焦点位置を測定するビーム径/焦点位置測定装置と、
前記固化層の形成中に前記チャンバウインドウの温度に応じて前記レーザ光の焦点位置を補正するための補正係数を算出する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
複数の光強度で照射された前記レーザ光の光強度の設定値または実測値と、前記複数の光強度で照射される前記レーザ光が照射されたときの前記チャンバウインドウの温度と、前記複数の光強度で照射される前記レーザ光が照射されたときの前記レーザ光の前記所定高さにおけるビーム径または焦点位置と、を取得し、
前記レーザ光の光強度の設定値または実測値と前記チャンバウインドウの温度との相関を示す第1の一次関数および前記レーザ光の光強度の設定値または実測値と前記レーザ光のビーム径または焦点位置との相関を示す第2の一次関数とを求め、
前記第1の一次関数と前記第2の一次関数とから、前記チャンバウインドウの温度あたりのビーム径の変化量、または前記チャンバウインドウの温度あたりの焦点位置の変化量を前記補正係数として算出し、
前記固化層の形成時、前記チャンバウインドウの温度を取得し、当該温度と所定の基準温度との差の値に前記補正係数を掛けて前記レーザ光の前記材料層上面におけるビーム径または焦点位置の前記基準温度からの変位量を算出して、前記可動レンズの補正値を求める、積層造形装置。 - 前記レーザ光終端装置は、前記レーザ光の光強度の実測値を取得する第2の受光体を有する光強度測定装置である、請求項1に記載の積層造形装置。
- 前記第1の受光体は、鉛直方向に移動可能に構成される、請求項1または請求項2に記載の積層造形装置。
- 前記温度測定装置は前記チャンバウインドウの最高温度箇所を捕捉して測定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の積層造形装置。
- 所望の三次元造形物が形成される造形領域を有する造形室を覆うチャンバの上面に設けられるチャンバウインドウの上方に設けられた照射装置から複数の光強度で照射されたレーザ光の光強度の設定値または実測値と、前記複数の光強度で照射される前記レーザ光が照射されたときの前記チャンバウインドウの温度と、前記複数の光強度で照射される前記レーザ光が照射されたときの前記レーザ光の所定高さにおけるビーム径または焦点位置と、を取得し、
前記レーザ光の光強度の設定値または実測値と前記チャンバウインドウの温度との相関を示す第1の一次関数および前記レーザ光の光強度の設定値または実測値と前記レーザ光のビーム径または焦点位置との相関を示す第2の一次関数とを求め、
前記第1の一次関数と前記第2の一次関数とから、前記チャンバウインドウの温度あたりのビーム径の変化量、または前記チャンバウインドウの温度あたりの焦点位置の変化量を補正係数として算出し、
前記チャンバ内に形成された材料層に対し前記レーザ光を照射して固化層を形成する形成時に、前記チャンバウインドウの温度を取得し、当該温度と所定の基準温度との差の値に前記補正係数を掛けて前記レーザ光の前記材料層上面におけるビーム径または焦点位置の前記基準温度からの変位量を算出して、前記レーザ光の焦点位置を調整する可動レンズの補正値を求める、
三次元造形物の製造方法。
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CN117696930A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 西安赛隆增材技术股份有限公司 | 一种用于增材制造装置的吹粉检测方法及增材制造装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002062220A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Ricoh Co Ltd | 走査光学系の検査方法及び検査装置 |
JP2012187591A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Hitachi Zosen Corp | レーザ加工ヘッド |
JP2016191144A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-11-10 | エスエルエム ソルーションズ グループ アーゲー | 熱による焦点ずれの補正による三次元ワークピースの製造方法及び装置 |
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CN117696930B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-05-03 | 西安赛隆增材技术股份有限公司 | 一种用于增材制造装置的吹粉检测方法及增材制造装置 |
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