JP2022045570A - 三次元積層造形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る三次元積層造形装置の構成を概略的に示す側断面図である。以降の説明では、三次元積層造形装置の各部の形状や位置関係などを明確にするために、図1の左右方向をX方向、図1の奥行き方向をY方向、図1の上下方向をZ方向とする。X方向、Y方向およびZ方向は、互いに直交する方向である。また、X方向およびY方向は水平方向に平行な方向であり、Z方向は鉛直方向に平行な方向である。
まず、ステージ22の上面22aを造形テーブル18の上面よりも所定量だけ下げた状態で、粉末供給装置16により造形テーブル18上に粉末32を供給する。その際、ホッパー16aに貯蔵されている粉末は、粉末投下器16bによって造形テーブル18上に投下される。造形テーブル18上に投下された粉末32は、アーム16cの移動によって造形テーブル18上に敷き詰められる。アーム16cは、移動中にステージ22の上を通過する。このため、ステージ22上にも粉末32が敷き詰められる。
図4は、連結部の構成を示す拡大図である。
図4に示すように、連結部44は、スタッドボルト45と、2つのナット46,47と、2つのスラストボールベアリング48,49と、スペーサー50とを備えている。
続いて、本発明の第2実施形態について説明する。本発明の第2実施形態に係る三次元積層造形装置は、上記第1実施形態に係る三次元積層造形装置10と比較して、遮熱部26の構成が異なる。以下、第2実施形態に係る三次元積層造形装置が備える遮熱部26の構成について説明する。
図6に示すように、遮熱部26-2は、複数の遮熱板61を有している。本実施形態では、一例として、遮熱部26-2が4つの遮熱板61を有している。4つの遮熱板61は、上下方向に隙間をあけて重ねて配置されている。遮熱板61は、上述した遮熱板41と同様に、円形の板で構成されるとともに、ステージ22から放射される熱をステージ22側へと反射させる反射面62を有している。遮熱板61には、上述したシャフト24aとの干渉を避けるための貫通孔が設けられている。この貫通孔については、図6~図8において図示を省略している。
また、上下方向で隣り合う遮熱板61の間に隙間を形成する突部61aを、遮熱板61と一体に形成しているため、遮熱部26-2の構成を簡素化することができる。
続いて、本発明の第3実施形態について説明する。本発明の第3実施形態に係る三次元積層造形装置は、上記第1実施形態に係る三次元積層造形装置10と比較して、遮熱部26の構成が異なる。以下、第3実施形態に係る三次元積層造形装置が備える遮熱部26の構成について説明する。
図9に示すように、遮熱部26-3は、遮熱層71と断熱層72を複数層ずつ積層してなる積層体によって構成されている。この積層体は、スーパーインシュレーションまたはマルチレイヤーインシュレーションとも呼ばれる。遮熱層71と断熱層72は上下方向で密着した状態に配置されている。遮熱層71は、たとえば、ポリイミド、ポリエステル等からなる樹脂フィルムと、この樹脂フィルムの両面を覆う金属膜とによって構成される。金属膜は、樹脂フィルムに金属蒸着によってアルミニウムなどをコーティングすることで形成される。遮熱層71は、ステージ22から放射される熱を遮るとともに、その熱をステージ22側に反射させる役目を果たす。
また、遮熱層71と断熱層72は上下方向で密着した状態に配置されているため、遮熱部26-3による遮熱効果を高めるべく上記積層体の層数を多くした場合でも、遮熱部26-3全体の高さを低く抑えることができる。
12…真空チャンバー
12c…底壁
22…ステージ
24a…シャフト
26,26-2,26-3…遮熱部
30…内面
32…粉末
34…シール部材
36…接続部材
41,61…遮熱板
42,62…反射面
53,63…ボールスクリュー(接触部材)
61a…突部
71…遮熱層
72…断熱層
Claims (12)
- 底壁を有する真空チャンバーと、
前記真空チャンバーの内部に配置され、粉末が敷き詰められるステージと、
前記真空チャンバーの底壁を貫通して前記ステージに接続されたシャフトと、
前記真空チャンバーの底壁を貫通する前記シャフトの貫通部分に配置されたシール部材と、
前記真空チャンバーの底壁と前記ステージとの間に配置され、前記ステージから放射される熱を遮る遮熱部と、
を備える三次元積層造形装置。 - 前記遮熱部は、前記ステージと対向する部分で前記真空チャンバーの底壁の内面を覆うように配置されている
請求項1に記載の三次元積層造形装置。 - 前記遮熱部は、少なくとも1つの遮熱板を有する
請求項1または2に記載の三次元積層造形装置。 - 前記遮熱板は、前記ステージから放射される熱を前記ステージ側へと反射させる反射面を有する
請求項3に記載の三次元積層造形装置。 - 前記遮熱部は、複数の遮熱板を有し、
前記複数の遮熱板は、上下方向に隙間をあけて重ねて配置されている
請求項3に記載の三次元積層造形装置。 - 前記遮熱部は、前記遮熱板と前記真空チャンバーの底壁との接触状態を点接触とする接触部材を有する
請求項3に記載の三次元積層造形装置。 - 前記遮熱板は、上下方向で隣り合う2つの遮熱板の間に隙間を形成する突部を有する
請求項5に記載の三次元積層造形装置。 - 前記突部は、前記遮熱板に一体に形成されている
請求項7に記載の三次元積層造形装置。 - 前記遮熱部は、遮熱層と断熱層を少なくとも一層ずつ積層してなる積層体によって構成されている
請求項1または2に記載の三次元積層造形装置。 - 前記シャフトは、中空のシャフトである
請求項1~9のいずれか一項に記載の三次元積層造形装置。 - 前記シャフトは、前記シャフトの構成材料よりも熱伝導率の低い材料で構成された接続部材を介して前記ステージに接続されている
請求項1~10のいずれか一項に記載の三次元積層造形装置。 - 前記ステージと前記接続部材との接触面積は、前記シャフトの横断面積よりも狭い
請求項11に記載の三次元積層造形装置。
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