JP2023149551A - Three-dimensional molding device and manufacturing method for three-dimensional molding body - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、粉末材料を選択的に溶融固化させる処理を繰り返すことによって三次元造形物を製造する三次元造形装置と三次元造形物の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a three-dimensional printing apparatus and a method for manufacturing a three-dimensional structure, which manufacture a three-dimensional structure by repeating a process of selectively melting and solidifying a powder material.
金属粉末材料を用いて、電子ビームを照射することにより選択的に金属粉末材料を固化させた層を複数重ね合わせることによって三次元の造形物を製造する三次元造形装置が知られている。三次元造形装置では、造形ボックスと呼ばれる三次元の造形物を造形する領域に金属粉末材料をホッパから供給し、造形用粉末層を形成する供給工程と、造形用粉末層の金属粉末材料に選択的に造形用の電子ビームを照射して金属粉末材料を溶融固化させて造形を行う造形工程と、を複数回繰り返して実施することができる手段を含む。 2. Description of the Related Art A three-dimensional modeling apparatus is known that uses a metal powder material to manufacture a three-dimensional object by stacking a plurality of layers in which the metal powder material is selectively solidified by irradiation with an electron beam. In a three-dimensional printing apparatus, metal powder material is supplied from a hopper to an area called a modeling box where a three-dimensional object is formed, and a powder layer for modeling is formed. The method includes a means that can repeatedly perform a shaping step of irradiating a shaping electron beam to melt and solidify a metal powder material to create a shape.
供給工程では、ホッパから一定量の金属粉末材料を排出し、その後、金属製の可撓性プレートを有するスキージを動作させることで、金属粉末材料を造形ボックス内のベースプレート上で敷き均し、平坦な造形用粉末層を形成する。特許文献1では、スキージの可撓性プレートをベースプレートに対し垂直に固定し、動作させることで造形用粉末層を形成する方法が開示されている。 In the supply process, a certain amount of metal powder material is discharged from the hopper, and then a squeegee with a metal flexible plate is operated to spread the metal powder material on the base plate in the modeling box and flatten it. Forms a powder layer for modeling. Patent Document 1 discloses a method of forming a modeling powder layer by fixing a flexible plate of a squeegee perpendicularly to a base plate and operating the flexible plate.
特許文献1に記載の三次元造形装置では、ベースプレートの上面に対して垂直な可撓性プレートを粉末分配器に取り付けた構造のスキージを、ベースプレートの上面に平行な方向であって、可撓性プレートに垂直な方向に動作させている。この場合、三次元造形物または電子ビームによって金属粉末材料が仮焼結した造形物粉末とスキージとが繰り返し干渉し、スキージが変形してしまう。この結果、スキージが破損し、ベースプレート上に金属粉末材料が平坦に供給されず、造形用粉末層を形成することができないという問題があった。また、スキージと三次元造形物とが干渉することで、スキージからの応力が三次元造形物に作用し、三次元造形物が変形してしまうという問題もあった。 In the three-dimensional printing apparatus described in Patent Document 1, a squeegee having a structure in which a flexible plate perpendicular to the upper surface of the base plate is attached to a powder distributor is attached to a flexible plate in a direction parallel to the upper surface of the base plate. It is moving in a direction perpendicular to the plate. In this case, the squeegee repeatedly interferes with the three-dimensional object or the object powder obtained by temporarily sintering the metal powder material using the electron beam, resulting in deformation of the squeegee. As a result, there was a problem in that the squeegee was damaged and the metal powder material was not evenly supplied onto the base plate, making it impossible to form a modeling powder layer. There is also a problem in that when the squeegee and the three-dimensional structure interfere, stress from the squeegee acts on the three-dimensional structure, causing the three-dimensional structure to deform.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、可撓性プレートの破損を抑制しつつ、三次元造形物の変形を抑制することができる三次元造形装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a three-dimensional printing apparatus that can suppress deformation of a three-dimensional structure while suppressing damage to a flexible plate.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る三次元造形装置は、昇降ステージと、スキージと、電子ビーム出射部と、ガイドと、制御部と、を備える。昇降ステージは、造形ボックス内に設けられ、上下方向である第1軸の方向に移動可能である。スキージは、三次元造形物を造形する土台となるベースプレート上に供給される造形用粉末を、ベースプレートを含む昇降ステージの上部で敷き均して造形用粉末層を形成する。電子ビーム出射部は、ベースプレートまたは造形用粉末層に電子ビームを照射する。ガイドは、スキージを保持し、昇降ステージの上部で第1軸と直交する第2軸に沿った方向へのスキージの移動をガイドする。制御部は、目標とする三次元造形物の三次元データに基づいて生成された目標とする三次元造形物を二次元においてスライスしたときのデータであるスライスデータに基づいて、電子ビームを造形用粉末層に照射する。スキージは、第1軸および第2軸の両方に直交する第3軸の方向に延在し、造形用粉末を敷き均す可撓性プレートと、可撓性プレートを保持するプレート保持部と、プレート保持部をガイドに支持させる支持部と、を有する。スキージを第2軸の方向へ移動させて造形用粉末を敷き均す場合に、第1軸の方向を基準にしてスキージの移動する方向とは反対側に定められた傾斜角で可撓性プレートを傾斜させるように、プレート保持部が支持部に保持される。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, a three-dimensional printing apparatus according to the present disclosure includes an elevating stage, a squeegee, an electron beam emitting section, a guide, and a control section. The elevating stage is provided within the modeling box and is movable in the direction of the first axis, which is the vertical direction. The squeegee spreads modeling powder supplied onto a base plate, which is a base for modeling a three-dimensional object, on the upper part of an elevating stage that includes the base plate to form a modeling powder layer. The electron beam emitting unit irradiates the base plate or the modeling powder layer with an electron beam. The guide holds the squeegee and guides movement of the squeegee in a direction along a second axis perpendicular to the first axis above the lifting stage. The control unit controls the electron beam for modeling based on slice data that is data obtained by slicing the target 3D model in two dimensions, which is generated based on the 3D data of the target 3D model. Irradiate the powder layer. The squeegee includes a flexible plate that extends in the direction of a third axis perpendicular to both the first axis and the second axis and spreads the modeling powder evenly, and a plate holding section that holds the flexible plate. It has a support part that supports the plate holding part on the guide. When the squeegee is moved in the direction of the second axis to spread the modeling powder, the flexible plate has an inclination angle set on the opposite side to the direction in which the squeegee moves with respect to the direction of the first axis. The plate holding part is held by the support part so as to tilt the plate holding part.
本開示によれば、可撓性プレートの破損を抑制しつつ、三次元造形物の変形を抑制することができるという効果を奏する。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the deformation of the three-dimensional structure while suppressing damage to the flexible plate.
以下に、本開示の実施の形態に係る三次元造形装置と三次元造形物の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Below, a three-dimensional printing apparatus and a method for manufacturing a three-dimensional structure according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る三次元造形装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。三次元造形装置1Aは、造形用粉末Aを照射領域Cに供給し、敷き均した後、造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射することによって造形用粉末Aを溶融、固化させる処理を繰り返して行って、溶融固化した造形用粉末Aが堆積された三次元物体である三次元造形物Oの造形を行う装置である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of a three-dimensional printing apparatus according to the first embodiment. The three-
実施の形態1に係る三次元造形装置1Aは、電子ビーム出射部2と、造形部3と、制御部4と、を備える。なお、以下の説明において、上下方向は、電子ビーム出射部2から電子ビームBが出射される方向に平行な方向であり、鉛直方向に対応し、図中に表記されるZ軸と平行な方向である。また、左右方向は、電子ビーム出射部2から電子ビームBが出射される方向に垂直な方向であり、水平面内の一方向に対応し、図中で表記されるX軸と平行な方向である。また、図1の紙面の奥行き方向は、上下方向および左右方向のそれぞれと直交関係にあり、図中で表示されるY軸と平行な方向である。Z軸は第1軸に対応し、X軸は第2軸に対応し、Y軸は第3軸に対応する。
The three-
電子ビーム出射部2は、電子ビームBを出射する。電子ビーム出射部2から出射された電子ビームBは、後述する照射領域Cに敷き均された造形用粉末Aに照射される。電子ビームBが造形用粉末Aに照射されることによって、造形用粉末Aは溶融し、その後、固化する。また、電子ビーム出射部2は、三次元造形物Oの造形を行う前に造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射し、造形用粉末Aの予備的な加熱を行ってもよい。
The electron
電子ビーム出射部2は、電子銃部21と、収束コイル22と、偏向コイル23と、を備える。電子銃部21と収束コイル22と偏向コイル23とは、例えば、電子ビーム出射部2の筐体であって筒状を呈するコラム24の内部に設置される。
The electron
電子銃部21は、制御部4と電気的に接続されている。電子銃部21は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて作動する。電子銃部21は、電子ビームBを生成し、出射する。電子銃部21は、例えば、電子銃部21の下方に向けて電子ビームBを出射する。実施の形態1では、電子銃部21は、鉛直方向下向きに電子ビームBを出射するものとする。
The
収束コイル22は、制御部4と電気的に接続されている。収束コイル22は、電子ビームBを収束させる。偏向コイル23は、制御部4と電気的に接続されている。偏向コイル23は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて作動する。偏向コイル23は、制御信号に基づいて電子ビームBの照射位置を調整する。偏向コイル23は、電子ビームBの電磁的なビーム偏向を行う。したがって、偏向コイル23は、機械的なビーム偏向と比べて、電子ビームBの照射時における走査速度を高速なものとすることができる。以上のように、電子ビーム出射部2は、ベースプレート33または造形用粉末層51に電子ビームBを照射する。
The
造形部3は、チャンバ30の内部で、造形用粉末Aが配置され、造形用粉末Aによって所望の三次元造形物Oが造形される部位である。造形部3は、チャンバ30の内部に、造形ボックス31と、昇降ステージ32と、ベースプレート33と、昇降機34と、ホッパ35と、スキージ36と、ガイド37と、を備える。チャンバ30には、排気装置である真空ポンプが接続されている。真空ポンプの図示は省略する。真空ポンプによりチャンバ30の内部が排気されることで、チャンバ30の内部は真空または真空に近い状態とされる。
The
造形ボックス31は、三次元造形物Oを造形する領域を規定し、チャンバ30内の下部に配置される。造形ボックス31は、Z軸方向に延在した形状を有する。造形ボックス31は、一例では、水平方向に平行な断面である水平断面が矩形の角筒状または断面が円形の円筒状に形成されている。
The
昇降ステージ32は、造形ボックス31内で上下方向であるZ軸方向に昇降可能である。昇降ステージ32は、造形ボックス31の内側形状に対応している。つまり、造形ボックス31の内側形状が水平断面で矩形の場合、昇降ステージ32の外形も矩形である。これによって、造形ボックス31に供給される造形用粉末Aは、昇降ステージ32よりも下方へ漏れ落ちにくくなる。また、造形用粉末Aが昇降ステージ32の下方へ漏れ落ちることを抑制するために、昇降ステージ32の外縁部にシール材を設けてもよい。
The elevating
ベースプレート33は、造形ボックス31の内部に配置され、造形用粉末Aおよび造形される三次元造形物Oの土台となる。三次元造形物Oは、ベースプレート33上で造形される。ベースプレート33は、一例では矩形状の板状体である。ベースプレート33は、矩形状の板状体に限らず、円状の板状体であってもよい。ベースプレート33は、一例では、上面が水平方向と平行とされるように設けられる。ベースプレート33は、ベースプレート33の下方に設置されている昇降ステージ32に、支持用粉末層50を介して支持されている。ベースプレート33は、昇降ステージ32と共に上下方向に移動する。
The
昇降機34は、昇降ステージ32の下方に設置され、昇降ステージ32を支持するとともに昇降ステージ32を昇降させる。昇降機34は、制御部4と電気的に接続されている。昇降機34は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて作動する。昇降機34は、昇降ステージ32を上下方向に移動させることにより、上下方向における昇降ステージ32上のベースプレート33の位置を調節することができる。
The
例えば、昇降機34は、三次元造形装置1Aにおける三次元造形物Oの造形の初期において昇降ステージ32と共にベースプレート33を上方へ移動させる。昇降機34は、ベースプレート33上における造形用粉末Aの溶融および固化によって造形用粉末Aが積層されるごとに、ベースプレート33を降下させる。昇降機34は、ベースプレート33を昇降できる構造のものであれば、構造は特に制限されない。
For example, the
ホッパ35は、チャンバ30の内部において予め決められた高さに支持され、造形用粉末Aを収容する収容タンクである。ホッパ35は、造形用粉末Aが収納される粉末収納部と、ホッパ35の下部、すなわち粉末収納部の下部に形成されて造形用粉末Aをホッパ35の外部に排出する排出口351を有する。ホッパ35は、排出口351を開閉するシャッタ352を有する。シャッタ352が開状態の場合には、排出口351が開放され、排出口351から排出された造形用粉末Aはベースプレート33上へ供給される。シャッタ352が閉状態の場合には、排出口351が閉じられた状態となり、排出口351からの造形用粉末Aの供給を停止することができる。排出口351から排出された造形用粉末Aは、スキージ36によってベースプレート33上へ供給される。
The
造形用粉末Aは、溶融固化して三次元造形物Oを構成する粉末状の材料である。造形用粉末Aは、電子ビーム出射部2から出射された電子ビームBが照射されることで溶融固化または焼結する。造形用粉末Aには、例えば金属粉末が用いられる。具体的には、チタン、ニッケル、コバルト、鉄、銅、アルミニウム、これらを含む合金が多く利用されるが、これに限定されない。なかでも、金属材料において相対的に焼結しやすい銅等の粉末を造形用粉末Aに用いる場合、後述する実施の形態1による効果が顕著となる。
The modeling powder A is a powdery material that is melted and solidified to form the three-dimensional structure O. The modeling powder A is melted and solidified or sintered by being irradiated with the electron beam B emitted from the electron
造形用粉末Aの粒径は、電子ビームBで十分に固化させることができ、かつ表面精度の高い三次元造形物Oを得るために、一般的には20μm以上150μm以下の粒径の粉末を用いることが多いが、これに限定されるものではない。 The particle size of the modeling powder A is generally 20 μm or more and 150 μm or less in order to be able to sufficiently solidify with the electron beam B and to obtain a three-dimensional model O with high surface precision. Although it is often used, it is not limited to this.
支持用粉末層50は、昇降ステージ32の上方に配置され、ベースプレート33を支持するために設けられる。支持用粉末層50は、造形用粉末Aによって構成されている。支持用粉末層50の最表面は、ベースプレート33の最表面と同等か、それより下方に配置されている。造形の際には、支持用粉末層50の最表面の上には、造形用粉末Aが敷き均されている。さらに、造形中には毎層、造形用粉末Aがスキージ36によって照射領域Cに薄く敷き均され造形用粉末層51が形成され、電子ビームBによって予熱と固化が行われる。造形用粉末層51は、造形用粉末Aを、ベースプレート33を含む昇降ステージ32の上部で層状に敷き均したものである。支持用粉末層50の最表面が固化した造形用粉末Aによりベースプレート33の最表面より上方に突出している場合、スキージ36で造形用粉末Aを敷き均す際に、スキージ36に取り付けられる可撓性プレート361と接触し、可撓性プレート361が破損する可能性がある。
The supporting
三次元造形物Oは、造形用粉末Aに電子ビームBが照射され、造形用粉末Aが溶融することで形成される。三次元造形物Oの最表面は電子ビームBによって加熱されるが、下層との温度差によりひずみが蓄積し、三次元造形物Oに残留応力が発生する。残留応力により、三次元造形物O中の層間が剥離し、三次元造形物Oが変形する場合がある。この場合、三次元造形物Oが変形することで、最表面がベースプレート33の最表面より突出し、スキージ36に取り付けられた可撓性プレート361と干渉し、可撓性プレート361の破損または三次元造形物Oの変形につながる可能性がある。
The three-dimensional structure O is formed by irradiating the modeling powder A with the electron beam B and melting the modeling powder A. Although the outermost surface of the three-dimensional structure O is heated by the electron beam B, strain accumulates due to the temperature difference with the lower layer, and residual stress is generated in the three-dimensional structure O. Due to the residual stress, layers in the three-dimensional structure O may peel off and the three-dimensional structure O may be deformed. In this case, as the three-dimensional structure O deforms, the outermost surface protrudes from the outermost surface of the
スキージ36は、ベースプレート33の上方に配される造形用粉末Aを敷き均す均し部材である。スキージ36は、アクチュエータを含む移動機構である図示しないスキージ移動機構によってベースプレート33の上面と平行な方向に移動可能である。ホッパ35の排出口351から排出された造形用粉末Aは、スキージ36によってベースプレート33上へ予め定められた厚さで供給される。また、スキージ36を水平方向に移動させることによって、ベースプレート33を含む照射領域C上の造形用粉末Aの表面が敷き均される。なお、ここでは、スキージ36は、Y軸方向に延在し、X軸方向に移動可能であるものとする。スキージ36の構成の詳細については、後述する。
The
ガイド37は、スキージ36を支持するとともに、スキージ36のX軸に沿った方向へのスキージ36の移動をガイドする部材である。スキージ36は、X軸方向に移動されるので、ガイド37は、X軸方向に延在する。
The
制御部4は、三次元造形装置1Aの装置全体の制御を行う電子制御ユニットである。制御部4は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を含むコンピュータにより実現される。制御部4は、後述する昇降ステージ32を昇降させる制御である昇降ステージ32の昇降制御、シャッタ352を開閉させる制御であるシャッタ352の開閉制御、スキージ36を作動させる制御であるスキージ36の作動制御、電子ビームBの出射の制御である電子ビームBの出射制御、および偏向コイル23を作動させる制御である偏向コイル23の作動制御を実行する。
The control section 4 is an electronic control unit that controls the entire three-
制御部4は、昇降ステージ32の昇降制御として、昇降機34に制御信号を送信することにより、昇降機34を作動させる。昇降機34の作動によって、昇降ステージ32の上下位置が調整される。
The control unit 4 operates the
制御部4は、シャッタ352の開閉制御として、シャッタ352に制御信号を送信する。制御部4からシャッタ352に制御信号を送信することにより、シャッタ352が開閉する。シャッタ352の開閉により、ホッパ35から造形用粉末Aが流出し、所望の粉末供給量の造形用粉末Aが、照射領域Cおよび照射領域Cの周辺を含むベースプレート33上へ供給される。
The control unit 4 transmits a control signal to the
制御部4は、スキージ36の作動制御として、電子ビームBの出射前にスキージ36を作動させる。スキージ36の作動によって、ベースプレート33上に配置された造形用粉末Aが敷き均される。
The control unit 4 operates the
制御部4は、電子ビームBの出射制御として、電子銃部21に制御信号を送信する。制御部4から電子銃部21に送信された制御信号に基づいて、電子銃部21は電子ビームBを出射する。
The control unit 4 transmits a control signal to the
制御部4は、偏向コイル23の作動制御として、偏向コイル23に制御信号を送信する。制御部4から偏向コイル23に送信された制御信号に基づいて、電子ビームBの照射位置が制御される。例えば、制御部4には、造形すべき物体の三次元データである三次元CAD(Computer-Aided Design)データが入力される。制御部4は、入力された三次元CADデータに基づいて、目標となる三次元造形物Oを二次元においてスライスしたときのデータである二次元のスライスデータを生成する。スライスデータは、例えば、目標となる三次元造形物Oの水平断面のデータである。スライスデータは、上下方向における位置に対応した多数のデータの集合体である。制御部4は、スライスデータに基づいて、造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射する領域である照射領域Cを決定する。照射領域Cは、造形用粉末Aに対して電子ビームBを照射して三次元造形物Oが形成される造形領域といえる。照射領域Cは、一例では、ベースプレート33の上方から見てベースプレート33の領域内となるように設定される。そして、制御部4は、決定した照射領域Cに対応して、偏向コイル23に制御信号を送信する。
The control unit 4 transmits a control signal to the
つぎに、実施の形態1に係る三次元造形装置1Aに設けられるスキージ36の具体的な構成について説明する。図2は、実施の形態1に係る三次元造形装置に設けられるスキージの構成の一例を模式的に示す上面図である。スキージ36は、Y軸方向に延在する部材であって、ベースプレート33の上方に配される造形用粉末Aをベースプレート33上において敷き均す部材である。スキージ36は、ベースプレート33が配置される造形ボックス31の上方をX軸方向に延在するガイド37に締結される。ガイド37のX軸方向の長さは、造形ボックス31のX軸方向の長さよりも長くされる。三次元造形装置1Aは、X軸方向、すなわち図1の右方向Rと左方向Lとにスキージ36を移動させる図示しないスキージ移動機構を有する。スキージ36は、スキージ移動機構によって移動させられることで、造形用粉末Aを敷き均す。
Next, a specific configuration of the
図3は、実施の形態1に係る三次元造形装置に設けられるスキージの構成の一例を示す断面図である。スキージ36は、可撓性プレート361と、プレート保持部362と、回動部363と、を有する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a squeegee provided in the three-dimensional modeling apparatus according to the first embodiment. The
可撓性プレート361は、スキージ36の移動方向と鉛直方向との両方に垂直な方向であるY軸方向に延在し、可撓性を有する板状部材である。可撓性プレート361の一例は、ステンレス等の金属、樹脂、その他の材料によって構成される薄板である。可撓性プレート361は、昇降ステージ32のY軸方向のサイズよりも長いサイズを有する。
The
プレート保持部362は、可撓性プレート361を保持する部材である。プレート保持部362は、Y軸方向に延在し、可撓性プレート361の上部を保持する。プレート保持部362は、一例ではY軸方向に延在する棒状の樹脂によって構成される。図3では、プレート保持部362の延在方向に垂直な断面は、三角形の形状を有している。プレート保持部362の断面の形状は、これに限定されるものではなく、円形、楕円形、四角形、多角形、他の二次元形状を含む任意の形状であってもよい。図3の例では、プレート保持部362は、1つの可撓性プレート361を保持する。
The
回動部363は、プレート保持部362を固定し、ガイド37に保持され、スキージ36の移動方向と鉛直方向との両方に垂直な方向であるY軸方向に平行な回転軸363bを中心に回転可能である。回動部363を回転させることで、プレート保持部362および可撓性プレート361も回動部363の回転に伴って回転する。回動部363は、プレート保持部362をガイド37に支持させる支持部に対応し、Y軸に平行な軸を中心にプレート保持部362を回転させる。ここで、可撓性プレート361がプレート保持部362のZ軸負方向側に位置し、鉛直線と重なる位置、すなわちZ軸方向を基準にして、回転軸363bを中心に時計回りに回転する方向を正方向とし、反時計回りに回転する方向を負方向と定義する。回動部363の回転の結果、可撓性プレート361は、基準の位置から傾斜角αだけ傾いた状態となる。すなわち、プレート保持部362は、傾斜角αだけ傾いた状態で可撓性プレート361を保持する。また、可撓性プレート361は、昇降ステージ32の上面に対して垂直ではなく、90°-αの傾きを持って配置されることになる。この傾斜角αは回動部363が回転する量に対応して決定される。したがって、回動部363の回転量を制御することで、スキージ36の傾斜角αを調整することが可能となる。
The
なお、図3にはスキージ36が右方向Rに移動する場合が例示されている。つまり、スキージ36の移動方向である右方向Rに対し、可撓性プレート361の先端が反対側に位置し、可撓性プレート361の傾斜角がαとなるまで回動部363が反時計回りに回転する。
Note that FIG. 3 illustrates a case where the
回動部363は、アクチュエータを用いて回転される。アクチュエータの一例は、モータ等の外部駆動器である。具体的なモータの動力に、電力、油圧、ガス圧等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、アクチュエータはモータに限定されない。図3では、アクチュエータの図示は省略されている。回動部363に取り付けられたアクチュエータは、制御部4と電気的に接続されている。回動部363は、制御部4から送信される制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて回動する。つまり、回動部363の回転量は、制御部4によって制御される。
The rotating
制御部4は、上記した制御に加えて、回動部363を回転させるアクチュエータの動作の制御である回動部363の回動制御を実行する。制御部4は、回動部363の回動制御として、スキージ36の移動動作前に回動部363を回転させる。具体的には、上記したように、制御部4は、基準となる位置から、スキージ36を移動させる移動方向とは反対側に可撓性プレート361の先端が位置する定められた傾斜角αで可撓性プレート361が傾斜した状態となるように、回動部363の回転を制御する。これによって、可撓性プレート361は基準の位置から傾斜角αだけ傾いた状態で、造形用粉末Aの上を移動することになる。
In addition to the above-described control, the control unit 4 executes rotation control of the
つぎに、可撓性プレート361を基準の位置から傾斜角αだけ傾斜させた状態でスキージ36を移動させる場合に、可撓性プレート361に作用する応力について説明する。図4は、ベースプレートの上面に対して可撓性プレートを垂直に固定した場合の可撓性プレートに働く応力の様子を模式的に示す図である。図4には、スキージ36を移動させたときに、可撓性プレート361と造形用粉末Aの仮焼結体55との接触によって、可撓性プレート361に作用する応力Sが示されている。図4に示されるように、ベースプレート33の上面に対して可撓性プレート361を垂直に固定した場合には、仮焼結体55との接触によって、可撓性プレート361に生じたせん断応力が全て曲げ応力として、可撓性プレート361に作用する。このため、可撓性プレート361に作用する応力Sが大きくなり、可撓性プレート361の曲げ変形量が大きくなり、破損する可能性が大きくなる。
Next, the stress that acts on the
図5は、ベースプレートの上面に対して可撓性プレートを傾斜させた場合の可撓性プレートに働く応力の様子を模式的に示す図である。図5に示されるように、可撓性プレート361が基準となる位置から傾斜角だけ傾いた状態で仮焼結体55と接触した場合には、可撓性プレート361に作用する応力Sの一部Saは、可撓性プレート361に対し圧縮方向に分散する。このため、可撓性プレート361に働くせん断応力成分Sbが、図4の場合に比して小さくなる。したがって、可撓性プレート361に作用する曲げ応力が小さくなり、可撓性プレート361の曲げ変形量が小さくなる。この結果、図4の場合に比して、可撓性プレート361の破損を抑制する効果が得られる。なお、ここでは、仮焼結体55から可撓性プレート361に作用する応力Sについて説明したが、可撓性プレート361から仮焼結体55に作用する応力についても同様である。すなわち、可撓性プレート361から仮焼結体55に作用する応力の内水平方向の成分の大きさは、可撓性プレート361を垂直に設けた場合の仮焼結体55に作用する応力の水平方向成分の大きさに比して小さくなる。この結果、三次元造形物Oに対する変形を抑制することが可能となる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of stress acting on the flexible plate when the flexible plate is inclined with respect to the upper surface of the base plate. As shown in FIG. 5, when the
図3の例では、スキージ36が1本の可撓性プレート361を備える場合を示したが、図1に示されるように、スキージ36は、2本の可撓性プレート361をX方向に間隔をおいて備えていてもよい。図1の場合で、右方向Rにスキージ36を移動させる場合には、図1中の右側、すなわち進行方向に対して前側の可撓性プレート361が、三次元造形物Oおよび造形用粉末層51に接触し、造形用粉末Aが敷き均される。このとき、進行方向に対して後側の可撓性プレート361は、三次元造形物Oおよび造形用粉末層51に接触しない。また、左方向Lにスキージ36を移動させる場合には、図1中の左側、すなわち進行方向に対して前側の可撓性プレート361が、三次元造形物Oおよび造形用粉末層51に接触し、造形用粉末Aが敷き均される。このとき、進行方向に対して後側の可撓性プレート361は、三次元造形物Oおよび造形用粉末層51に接触しない。このように、右方向Rへの移動時のみだけでなく左方向Lへの移動時にも造形用粉末Aが運ばれ粉末床を均一化する。このため、スキージ36に設ける可撓性プレート361を2本とすることで、可撓性プレート361を1本とする場合に比して、1本当たりの可撓性プレート361による三次元造形物Oおよび造形用粉末層51との接触回数を半分に減らすことができる。つまり、2本の可撓性プレート361を取り付けることで、1本当たりの可撓性プレート361が三次元造形物Oおよび造形用粉末層51と干渉する頻度が減少する。したがって、実施の形態1に係る三次元造形装置1Aの可撓性プレート361の破損を抑制する効果がより一層得られる。
In the example of FIG. 3, the
また、スキージ36が2本の可撓性プレート361を有することで、1本の可撓性プレート361を有する場合に比して、可撓性プレート361の損傷を抑制することができる。これは同じ積層厚さを得るために必要な可撓性プレート361の長さが、1本の場合より2本の場合の方が短くなるためである。具体的には、YZ面と平行になるように可撓性プレート361を配置した場合に、可撓性プレート361が1本の場合では、左右対称な積層厚さを得るためにプレート保持部362のX軸方向の中心位置に可撓性プレート361が取り付けられるのに対し、可撓性プレート361が2本の場合では、プレート保持部362のX軸方向の中心位置よりX軸方向に幅を持って取り付けられるためである。これによって、スキージ36の移動方向が右方向Rから左方向Lに切り替わるとき、すなわち可撓性プレート361の傾斜角がαから-αとなるように回動部363が回転するときに、可撓性プレート361が造形ボックス31と接触し、可撓性プレート361が変形する量を、1本の場合に比して2本の場合の方が抑制できる。これは、スキージ36の移動方向が左方向Lから右方向Rに切り替わるとき、すなわち可撓性プレート361の傾斜角が-αからαとなるように回動部363が回転するときも同様である。このように、可撓性プレート361の回転動作時に、可撓性プレート361が2本の場合の方が1本の場合に比して、可撓性プレート361が造形ボックス31と接触し、可撓性プレート361が変形する量を抑制できるため、可撓性プレート361の損傷を抑制することができる。なお、スキージ36は、2本以上の可撓性プレート361を備えていてもよい。
Moreover, since the
図6から図8は、可撓性プレートの延在方向に垂直な方向の先端形状の一例を示す断面図である。図6から図8において、可撓性プレート361の厚さ方向の中心を通る線が、破線で示されている。図6から図8に示されるように、可撓性プレート361の断面において、可撓性プレート361の先端形状を可撓性プレート361の中心を通る線に対して対称な形状とすることで、スキージ36の右方向Rに向かう動作および左方向Lに向かう動作のいずれの場合でも均一に粉末床を形成する効果が得られる。また、図6に示されるように、可撓性プレート361の断面形状を長方形の形状とすることで、可撓性プレート361の剛性を向上させることができる。この結果、可撓性プレート361の破損を抑制する効果が得られる。また、図7に示されるように、可撓性プレート361の先端形状を円形状にしてもよいし、図8に示されるように、可撓性プレート361の先端形状を、先端部が楔形状等の鋭利な形状にしてもよい。なお、図6から図8に示される可撓性プレート361の先端形状は一例であり、これらに限定されるものではない。
6 to 8 are cross-sectional views showing an example of the tip shape in a direction perpendicular to the extending direction of the flexible plate. In FIGS. 6 to 8, a line passing through the center of the
つぎに、上記した三次元造形装置1Aを用いた三次元造形物Oの製造方法について説明する。図9は、実施の形態1に係る三次元造形物の製造方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、シャッタ352の開閉により、ホッパ35から所望の粉末供給量の造形用粉末Aを照射領域Cに供給する(ステップS11)。照射領域Cは、造形ボックス31内の昇降ステージ32上に設定され、三次元造形物Oを造形する土台となるベースプレート33上に設けられる。ステップS11の工程は、粉末供給工程に対応する。
Next, a method for manufacturing a three-dimensional structure O using the above-mentioned three-
ついで、スキージ移動機構によってスキージ36を移動させることで、ベースプレート33および支持用粉末層50上に造形用粉末Aを敷き均し、造形ボックス31に造形用粉末層51を形成する(ステップS12)。制御部4がスキージ移動機構および回動部363に制御信号を送信することで、スキージ36の作動制御と、回動部363の回動制御と、が実行される。ステップS12の工程は、造形用粉末層形成工程に対応する。
Next, by moving the
図10は、図9のステップS12の造形用粉末層の形成処理の詳細な手順の一例を示すフローチャートである。また、図11から図14は、三次元造形物の製造方法におけるスキージの状態の一例を示す図である。なお、ここでは、スキージ36の初期位置は、図1において、造形ボックス31のX軸方向の左端にあるものとする。また、初期位置でスキージ36の可撓性プレート361は、基準となる位置からαだけ傾斜した状態にあるものとする。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a detailed procedure for forming the modeling powder layer in step S12 of FIG. Moreover, FIGS. 11 to 14 are diagrams showing an example of the state of the squeegee in the method for manufacturing a three-dimensional structure. It is assumed here that the initial position of the
まず、図11に示されるように、スキージ移動機構は、可撓性プレート361の傾斜角をαに固定した状態でスキージ36をガイド37に沿って右方向Rに移動させる(ステップS31)。これによって、スキージ36が造形ボックス31の上方を移動し、右端に到達するまでの間に、造形ボックス31の上方に配される造形用粉末Aが敷き均される。
First, as shown in FIG. 11, the squeegee moving mechanism moves the
スキージ36が右方向Rの端部に達した後、図12に示されるように、スキージ36の可撓性プレート361の傾斜角が-αとなるように回動部363を回転させる(ステップS32)。つまり、移動方向である左方向Lとは反対側に可撓性プレート361が傾斜角αを有するように回動部363が回転する。その後、図13に示されるように、スキージ移動機構は、可撓性プレート361の傾斜角を-αに固定した状態でスキージ36をガイド37に沿って左方向Lに移動させる(ステップS33)。これによって、スキージ36が造形ボックス31の上方を移動し、左端に到達するまでの間に、造形ボックス31の上方に配される造形用粉末Aが敷き均される。
After the
スキージ36が左方向Lの端部、すなわち初期位置に達した後、図14に示されるように、スキージ36の可撓性プレート361の傾斜角がαとなるように回動部363を回転させる(ステップS34)。以上のように、回動部363を粉末供給時に回転させることで、可撓性プレート361の傾斜角の絶対値を往復動作中に一定とすることができる。また、上記した説明では、右方向Rへのスキージ36の移動時と左方向Lへのスキージ36の移動時とにおける可撓性プレート361の傾斜角の絶対値が同じであったが、右方向Rへの移動時と左方向Lへの移動時とで、可撓性プレート361の傾斜角の絶対値を異ならせてもよい。以上で造形用粉末層51の形成処理が終了し、図9に処理が戻る。
After the
図9に戻り、照射領域Cに対し予熱用電子ビームを照射し、造形用粉末層51を予熱する(ステップS13)。ステップS13の予熱用電子ビームの照射では、三次元造形物Oの造形を行う前に予め粉末材料を加熱するものである。制御部4が電子ビーム出射部2に制御信号を出力することにより、電子銃部21からの電子ビームBの出射と、偏向コイル23による電子ビームBの照射位置の制御と、が行われる。ベースプレート33上の造形用粉末Aに電子ビームBが照射されるので、造形用粉末Aが加熱される。一例では、予備加熱処理では、造形用粉末Aが溶融しない温度で造形用粉末Aが加熱される。なお、予熱用電子ビームの照射は、必要に応じて行われればよい。
Returning to FIG. 9, the irradiation area C is irradiated with a preheating electron beam to preheat the modeling powder layer 51 (step S13). In the irradiation with the preheating electron beam in step S13, the powder material is heated in advance before the three-dimensional structure O is formed. By outputting a control signal from the control section 4 to the electron
その後、制御部4は、生成されたスライスデータに基づいて造形用粉末層51に溶融用電子ビームを照射し、1層分の三次元造形物Oを造形する(ステップS14)。一例では、制御部4は、スライスデータに基づいて、造形用粉末Aに対し電子ビームBを照射する造形領域を決定する。そして、制御部4は、造形領域に応じて電子ビーム出射部2から電子ビームBを照射させる。電子ビームBが照射された造形領域の造形用粉末Aは、溶融固化し、電子ビームBが照射されなかった造形用粉末Aとは異なり、三次元造形物Oを構成する一部の層となる。ステップS14の工程は、電子ビーム照射工程に対応する。
Thereafter, the control unit 4 irradiates the
その後、制御部4は、三次元造形物Oの造形が完了したか否かを判定する(ステップS15)。一例では、三次元造形物Oが所望の高さに達していない場合に、造形が完了していないと判定する。 After that, the control unit 4 determines whether or not the modeling of the three-dimensional structure O is completed (step S15). In one example, when the three-dimensional structure O has not reached a desired height, it is determined that the modeling is not completed.
三次元造形物Oの造形が完了していない場合(ステップS15でNoの場合)には、制御部4は、1層分の高さだけ昇降ステージ32を降下させ(ステップS16)、処理がステップS11に戻る。ステップS16の工程は、ステージ降下工程に対応する。そして、三次元造形物Oの全ての層の造形が完了するまで、ステップS11からステップS16までの手順が繰り返される。
If the modeling of the three-dimensional structure O is not completed (No in step S15), the control unit 4 lowers the elevating
全ての層の造形が完了した場合、すなわち三次元造形物Oの造形が完了した場合(ステップS15でYesの場合)には、制御部4は、三次元造形物Oの製造が完了したと判断し、処理が終了する。 When the modeling of all the layers has been completed, that is, when the modeling of the three-dimensional structure O has been completed (Yes in step S15), the control unit 4 determines that the manufacturing of the three-dimensional structure O has been completed. and the process ends.
実施の形態1では、造形ボックス31に粉末材料を供給した後、鉛直下向きを基準としたときに、可撓性プレート361をスキージ36の移動方向とは逆方向に定められた傾斜角だけ傾斜させた状態で固定したスキージ36を、造形ボックス31上で移動させるようにした。これによって、スキージ36の移動中に、可撓性プレート361が、仮焼結体55または三次元造形物Oと干渉した場合に、仮焼結体55または三次元造形物Oから受ける応力の一部が可撓性プレート361を圧縮させる方向に分散する。このため、可撓性プレート361に働くせん断応力成分が、可撓性プレート361をベースプレート33の上面に対して垂直に固定した場合に比して小さくすることができる。この結果、可撓性プレート361の破損が抑制され、ベースプレート33上に造形用粉末Aが平坦に供給されない状態が生じてしまうことが抑制され、所望の造形用粉末層51を形成することができる。また、可撓性プレート361と三次元造形物Oとの干渉によって、三次元造形物Oに可撓性プレート361から応力が作用するが、三次元造形物Oに水平方向に作用する応力の大きさが、可撓性プレート361をベースプレート33の上面に対して垂直に固定した場合に比して小さくなるので、三次元造形物Oが変形してしまうことも抑制することができる。つまり、スキージ36の破損を抑制しながら、三次元造形物Oの変形も抑制することができるという効果を有する。
In the first embodiment, after supplying the powder material to the
実施の形態2.
図15は、実施の形態2に係る三次元造形装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。なお、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部分について説明する。
FIG. 15 is a sectional view schematically showing an example of the configuration of a three-dimensional printing apparatus according to the second embodiment. Note that the same components as those in Embodiment 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and the different parts will be explained.
三次元造形装置1Bは、チャンバ30内でのスキージ36のX軸方向に沿った移動経路の右端部に第1位置決めピン38aを有し、左端部に第2位置決めピン38bを有する。第1位置決めピン38aおよび第2位置決めピン38bは、チャンバ30内で固定されている。第1位置決めピン38aおよび第2位置決めピン38bは、後述するように、スキージ36の可撓性プレート361の角度を変更させる部材である。
The three-
図16は、実施の形態2に係る三次元造形装置に設けられるスキージの構成の一例を模式的に示す断面図であり、図17は、実施の形態2に係る三次元造形装置に設けられるスキージの構成の一例を示す一部正面図である。スキージ36は、可撓性プレート361と、プレート保持部362と、固定部364と、を有する。
FIG. 16 is a sectional view schematically showing an example of the configuration of a squeegee provided in the three-dimensional printing apparatus according to the second embodiment, and FIG. FIG. 2 is a partial front view showing an example of the configuration. The
プレート保持部362は、可撓性プレート361を保持するとともに、Y軸に平行な回転軸364aを中心に、固定部364に対して回転可能である。プレート保持部362は、チャンバ30内のX軸方向の端部に到達したときに、第1位置決めピン38aまたは第2位置決めピン38bと接触するように、可撓性プレート361とは反対側の方向に延在している。この例では、プレート保持部362は、可撓性プレート361の高さ方向に延在し、中央部分が延在方向の端部よりも幅の狭い括れ部分を有する形状である砂時計状である。プレート保持部362は、Y軸方向におけるプレート保持部362の両端部の括れ部分で、固定部364に回転可能に保持される。プレート保持部362が固定部364に回転可能に保持される位置は、以下では固定位置とも称される。また、プレート保持部362は、Y軸方向における端面に溝部362aを有する。溝部362aは、プレート保持部362の状態を固定するために使用される。なお、ここでは、プレート保持部362の側面形状が砂時計状である場合を例に挙げたが、矩形状等他の形状であってもよい。
The
固定部364は、ガイド37に支持されるとともに、プレート保持部362のY軸方向の両端部を回転可能に保持する。固定部364は、プレート保持部362を保持する側の側面に、2つの固定ピン364b,364cを有する。固定ピン364b,364cは、プレート保持部362のY軸方向の端面に設けられる溝部362aと嵌合可能である。固定ピン364bは、プレート保持部362の溝部362aに嵌合したときに、可撓性プレート361が、基準となる位置から時計回りに傾斜角αだけ傾いた状態となる位置に設けられる。つまり、固定ピン364bがプレート保持部362の溝部362aに嵌りこんだときに、可撓性プレート361は基準となる位置から傾斜角αだけ傾斜した状態となる。固定ピン364cは、プレート保持部362の溝部362aに嵌合したときに、可撓性プレート361が、基準となる位置から傾斜角-αだけ傾いた状態となる位置に設けられる。つまり、固定ピン364cがプレート保持部362の溝部362aに嵌りこんだときに、可撓性プレート361が基準となる位置から傾斜角-αだけ傾斜した状態となる。固定部364は、プレート保持部362をガイド37に支持させる支持部に対応し、プレート保持部362を固定部364との固定位置を中心に回転可能に保持する。プレート保持部362の溝部362aと、固定部364の固定ピン364b,364cと、は、プレート保持部362を固定部364に固定する固定機構に対応する。
The fixing
スキージ36が右方向Rに移動する場合には、固定部364の固定ピン364bとプレート保持部362の溝部362aとが嵌合した状態となる。すなわち、可撓性プレート361が移動方向とは逆方向に鉛直方向から傾斜角αだけ回転した状態となる。この状態でスキージ36を右方向Rに移動させると、チャンバ30内の右端付近で、図16に示されるように、チャンバ30内の右端に設けられる第1位置決めピン38aにプレート保持部362が接触する。この状態でスキージ36がさらに右方向Rに移動すると、プレート保持部362に曲げモーメントが作用する。すなわち、プレート保持部362は固定されている第1位置決めピン38aに押され、固定部364との固定位置を中心に反時計回りに回転する力を受ける。そして、さらにスキージ36が右方向Rに移動すると、プレート保持部362の溝部362aから固定部364の固定ピン364bが外れる状態となり、プレート保持部362の溝部362aに、固定部364の固定ピン364cが入り込む。このとき、第1位置決めピン38aはチャンバ30内に固定されており、スキージ36と連動して動くことはない。また、このとき、右方向Rへ移動していたスキージ36は停止する。固定ピン364cが溝部362aに入り込み、接触することで、固定ピン364cとプレート保持部362との間で摩擦力が生じる。この摩擦力によって、可撓性プレート361およびプレート保持部362に作用する重力によるプレート保持部362の回転を抑制し、傾斜角αを保持する効果が得られる。これによって、可撓性プレート361が鉛直方向から傾斜角-αだけ回転した状態となる。以上のように、スキージ36が第1端部である右端に到達し、第1位置決めピン38aと接触したときに、Z軸方向を基準にして右端部側に可撓性プレート361が傾斜角-αで傾斜した状態で固定される。
When the
この状態でスキージ36を左方向Lに移動させると、チャンバ30内の左端付近で、チャンバ30内の左端に設けられる第2位置決めピン38bにプレート保持部362が接触する。この状態でスキージ36がさらに左方向Lに移動すると、プレート保持部362に曲げモーメントが作用する。すなわち、プレート保持部362は固定されている第2位置決めピン38bに押され、固定部364との固定位置を中心に時計回りに回転する力を受ける。そして、さらにスキージ36が左方向Lに移動すると、プレート保持部362の溝部362aから固定部364の固定ピン364cが外れる状態となり、プレート保持部362の溝部362aに、固定部364の固定ピン364bが入り込む。このとき、第2位置決めピン38bはチャンバ30内に固定されており、スキージ36と連動して動くことはない。また、このとき、左方向Lへ移動していたスキージ36は停止する。固定ピン364bが溝部362aに入り込み、接触することで、固定ピン364bとプレート保持部362との間で摩擦力が生じる。この摩擦力によって、可撓性プレート361およびプレート保持部362に作用する重力によるプレート保持部362の回転を抑制し、傾斜角-αを保持する効果が得られる。これによって、可撓性プレート361が鉛直方向から傾斜角αだけ回転した状態となる。以上のように、スキージ36が第2端部である左端に到達し、第2位置決めピン38bと接触したときに、Z軸方向を基準にして左端部側に可撓性プレート361が傾斜角αで傾斜した状態で固定される。
When the
実施の形態1では、回動部363をモータ等のアクチュエータを用いて可撓性プレート361を回転軸363bの回りに回転させていたが、上記したように実施の形態2では、チャンバ30内に取り付けた第1位置決めピン38aおよび第2位置決めピン38bと接触させたときに受ける力によって、プレート保持部362を回転させる。このため、回動部363を回転させるアクチュエータを設けることなく、また定められた傾斜角に保持するための電力を必要としない。なお、傾斜角αを保持する機構は、図16および図17に示される例に限定されない。
In the first embodiment, the
実施の形態2による三次元造形装置1Bを用いた三次元造形物Oの製造方法は、基本的には、実施の形態1の図9で説明した手順と同様である。ただし、ステップS12の造形用粉末層51の形成処理の詳細の手順が一部異なる。そこで以下では、造形用粉末層51の形成処理の詳細な手順について説明する。
The method for manufacturing the three-dimensional structure O using the three-
図18は、図9のステップS12の造形用粉末層の形成処理の詳細な手順の一例を示すフローチャートである。まず、スキージ移動機構は、可撓性プレート361の傾斜角をαに固定した状態でスキージ36をガイド37に沿って右方向Rに移動させる(ステップS51)。つまり、固定部364の固定ピン364bをプレート保持部362の溝部362aに嵌合させた状態で、スキージ移動機構はスキージ36をガイド37に沿って右方向Rに移動させる。これによって、スキージ36が造形ボックス31の上方を移動し、右端に到達するまでの間に、造形ボックス31の上方に配される造形用粉末Aが敷き均される。
FIG. 18 is a flowchart showing an example of a detailed procedure for forming the modeling powder layer in step S12 of FIG. First, the squeegee moving mechanism moves the
スキージ36が右方向Rの端部に達した後、図16に示されるように、スキージ36のプレート保持部362をチャンバ30内に固定されている第1位置決めピン38aと接触させ、固定位置を中心に反時計回りにプレート保持部362を回転させ、可撓性プレート361の傾斜角が基準の位置から-αとなるようにプレート保持部362を固定部364に固定させる(ステップS52)。つまり、プレート保持部362の溝部362aから固定部364の固定ピン364bが外れ、固定ピン364cが入り込む。その後、スキージ移動機構は、可撓性プレート361の傾斜角を-αに固定した状態でスキージ36をガイド37に沿って左方向Lに移動させる(ステップS53)。これによって、スキージ36が造形ボックス31の上方を移動し、左端に到達するまでの間に、造形ボックス31の上方に配される造形用粉末Aが敷き均される。
After the
スキージ36が左方向Lの端部、すなわち初期位置に達した後、プレート保持部362をチャンバ30内に固定されている第2位置決めピン38bと接触させ、固定位置を中心に時計回りにプレート保持部362を回転させ、可撓性プレート361の傾斜角が基準の位置からαとなるようにプレート保持部362を固定部364に固定させる(ステップS54)。つまり、プレート保持部362の溝部362aから固定部364の固定ピン364cが外れ、固定ピン364bが入り込む。以上のように、プレート保持部362をX軸方向の両端部で第1位置決めピン38aおよび第2位置決めピン38bと接触させて、プレート保持部362を機械的に回転させ、固定部364の固定ピン364b,364cとプレート保持部362の溝部362aとを嵌合させることで、可撓性プレート361の傾斜角を往復動作中に一定とすることができる。また、上記した説明では、右方向Rへのスキージ36の移動時と左方向Lへのスキージ36の移動時とにおける可撓性プレート361の傾斜角の絶対値が同じであったが、固定ピン364b,364cの位置を変えることで、右方向Rへのスキージ36の移動時と左方向Lへのスキージ36の移動時とで、可撓性プレート361の傾斜角の絶対値を異ならせてもよい。以上で処理が終了し、図9に処理が戻る。
After the
実施の形態2によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 The second embodiment can also provide the same effects as the first embodiment.
実施の形態3.
実施の形態1では、可撓性プレート361が定められた傾斜角となるように回動部363をモータ等のアクチュエータを用いて回動させ、可撓性プレート361が傾斜角を保持した状態でスキージ36を駆動させていた。実施の形態3では、制御部4が可撓性プレート361の傾斜角を造形処理中に制御しながら三次元造形物Oを製造する場合を説明する。
In the first embodiment, the
実施の形態3に係る三次元造形装置1Aの構成は、実施の形態1で説明したものと同様であるが、制御部4は、実施の形態1とは異なり、以下に示す機能をさらに有する。つまり、制御部4は、造形ボックス31に造形用粉末Aを供給した後のスキージ36を用いた造形用粉末層51の形成処理の際に、スキージ移動機構を構成するアクチュエータがスキージ36をガイド37に沿って移動させているときの負荷を取得し、負荷が定められた基準値よりも大きい場合に、負荷が基準値よりも小さくなるように傾斜角の絶対値を増加させる。基準値は、可撓性プレート361の破損の可能性がある負荷の値である。制御部4は、アクチュエータから出力される駆動電流の値を負荷に用いることができる。
The configuration of the three-
また、制御部4は、傾斜角の絶対値を増加させたことによって変化した造形用粉末層51の厚さと、造形された三次元造形物Oの高さと、三次元造形物Oの残りの高さと、を算出し、さらに残りの造形層数を算出する。制御部4は、まだ造形されていない部分の三次元造形物Oの三次元CADデータを残りの造形層数に基づいて再分割してスライスデータを生成する。
The control unit 4 also controls the thickness of the
つぎに、三次元造形物Oの製造方法について説明する。図19および図20は、実施の形態3に係る三次元造形物の製造方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、シャッタ352の開閉により、ホッパ35から所望の粉末供給量の造形用粉末Aを照射領域Cに供給する(ステップS71)。ステップS71の工程は、粉末供給工程に対応する。ついで、スキージ移動機構のアクチュエータによってスキージ36を移動させることで、ベースプレート33および支持用粉末層50上に造形用粉末Aを敷き均し、造形ボックス31に造形用粉末層51を形成する(ステップS72)。ステップS72の工程は、造形用粉末層形成工程に対応する。なお、最初に設定される可撓性プレート361の傾斜角は、基準の傾斜角αとされる。
Next, a method for manufacturing the three-dimensional structure O will be explained. 19 and 20 are flowcharts illustrating an example of the processing procedure of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the third embodiment. First, by opening and closing the
その後、制御部4は、スキージ移動機構のアクチュエータから出力される駆動電流の値を取得する(ステップS73)。アクチュエータから出力される駆動電流の大きさは、可撓性プレート361、すなわちスキージ36が受ける負荷を間接的に表していると考えられる。制御部4は、出力された駆動電流の値が定められた基準値以上であるかを判定する(ステップS74)。基準値は、過去の実験結果に基づいて、可撓性プレート361が破損したまたは三次元造形物Oが破損した場合の駆動電流の最小値である。一例では、基準値は、過去の実験結果に基づいて、駆動電流の値、可撓性プレート361の状態、造形用粉末層51の外観および厚みの均一性等を含む複数の情報に基づいて定められる。
After that, the control unit 4 acquires the value of the drive current output from the actuator of the squeegee moving mechanism (step S73). It is considered that the magnitude of the drive current output from the actuator indirectly represents the load that the
駆動電流の値が基準値以上である場合(ステップS74でYesの場合)には、スキージ36に負荷がかかり可撓性プレート361が破損する可能性があると判断し、制御部4は、スキージ移動機構を介して、スキージ36を一時停止させる(ステップS75)。その後、制御部4は、スキージ移動機構を介して、駆動開始位置までスキージ36を移動させる(ステップS76)。さらに、制御部4は、現在の傾斜角よりも絶対値を増加させた傾斜角α1とする(ステップS77)。これは、図5に示したように、傾斜角の絶対値を増加させることで、可撓性プレート361に作用する曲げ応力を小さくすることができるためである。これによって、傾斜角の絶対値を増加させる前に比してスキージ36の駆動電流を小さくすることが可能となる。
If the value of the drive current is equal to or greater than the reference value (Yes in step S74), it is determined that there is a possibility that the
傾斜角の絶対値を増加させた後、制御部4は、現在の傾斜角α1が造形用粉末層51を形成することができる傾斜角の上限である上限傾斜角γ以上であるかを判定する(ステップS78)。上限傾斜角γは、過去の実験結果に基づき、造形用粉末層51を形成できなかった場合に関する複数の情報に基づいて定められる。現在の傾斜角α1が上限傾斜角γ以上である場合(ステップS78でYesの場合)には、可撓性プレート361の現在の傾斜角α1では造形用粉末層51を形成することができないので、処理が終了する。また、現在の傾斜角α1が上限傾斜角γ未満である場合(ステップS78でNoの場合)には、ステップS74で駆動電流の値が基準値未満となるまで、ステップS71からステップS77までの処理が繰り返し実行される。
After increasing the absolute value of the inclination angle, the control unit 4 determines whether the current inclination angle α1 is greater than or equal to the upper limit inclination angle γ, which is the upper limit of the inclination angle at which the
ステップS74で駆動電流の値が基準値未満である場合(ステップS74でNoの場合)には、ステップS72で現在の傾斜角の絶対値を増加させることなくスキージ36を移動させ、造形ボックス31上に造形用粉末層51が形成される状態となる。
If the drive current value is less than the reference value in step S74 (No in step S74), the
ついで、照射領域Cに対し予熱用電子ビームを照射し、造形用粉末層51を予熱する(ステップS79)。その後、制御部4は、生成されたスライスデータに基づいて造形用粉末層51に溶融用電子ビームを照射し、三次元造形物Oを1層分造形する(ステップS80)。ステップS80の工程は、電子ビーム照射工程に対応する。以上により、三次元造形物Oの1層分が造形される。
Next, the irradiation area C is irradiated with a preheating electron beam to preheat the modeling powder layer 51 (step S79). Thereafter, the control unit 4 irradiates the
その後、制御部4は、基準の傾斜角αと現在の傾斜角α1とから、上記の処理で形成した造形用粉末層51の厚さを算出する(ステップS81)。図21および図22は、傾斜角をαからα1に変化させたときの造形用粉末層の厚さの変化量を算出する方法の一例を示す図である。可撓性プレート361が基準の傾斜角αで傾斜している場合には、図21に示されるように、スキージ36の移動によって形成された造形用粉末層51は基準の厚さdとなる。ここでdは造形用粉末Aの粒径に左右される。上述の通り、造形用粉末Aには、20μm以上150μm程度以下の粒径の粉末が用いられることが多いため、dの範囲は20μm以上150μm以下であることが望ましいが、これに限定されない。
After that, the control unit 4 calculates the thickness of the
図22に示されるように、可撓性プレート361の傾斜角をαからα1に増加させた場合には、スキージ36の移動によって形成された造形用粉末層51の厚さは基準の厚さdよりも大きいd1となる。形成された造形用粉末層51の厚さの変化量Δdは、次式(1)に示されるように、造形用粉末層51の傾斜角α1のときの厚さd1と、基準の厚さdを用いて表される。また、可撓性プレート361の長さをLとすると、ベースプレート33の上面または直前に形成した造形用粉末層51の上面と、可撓性プレート361のプレート保持部362における付け根部分と、の間のZ軸方向の距離は、傾斜角を変えても同じであるので、次式(2)が成り立つ。(1)式および(2)式を用いて、造形用粉末層51の厚さの変化量Δdは、次式(3)で表される。そして、基準となる厚さdに厚さの変化量Δdを加えることで、現在の傾斜角α1での造形用粉末層51の厚さを求めることができる。
As shown in FIG. 22, when the inclination angle of the
Δd=d1-d ・・・(1)
d1+Lcosα1=d+Lcosα ・・・(2)
Δd=L(cosα-cosα1) ・・・(3)
Δd=d1-d...(1)
d1+Lcosα1=d+Lcosα...(2)
Δd=L(cosα−cosα1) (3)
図20に戻り、制御部4は、算出した現在の傾斜角α1における造形用粉末層51の厚さから、残りの三次元造形物Oの高さを算出し(ステップS82)、三次元造形物Oにおいて、まだ造形されていない三次元造形物Oのスライスデータを再生成する(ステップS83)。具体的には、制御部4は、形成された造形用粉末層51の変化量Δdを記録しておき、基準となる厚さdと、造形用粉末層51の変化量Δdと、造形した総数と、から、現在までに造形された造形用粉末層51の高さ、すなわち現在までに製造された三次元造形物Oの高さを求めることができる。制御部4は、目標となる三次元造形物Oの高さから現在までに製造された三次元造形物Oの高さを引くことによって、残りの三次元造形物Oの高さを求めることができる。また、制御部4は、目標の三次元造形物Oを得るために必要な残りの造形層数Nlayerを次式(4)に基づいて算出する。ただし、三次元造形物Oの高さをHで表すものとし、三次元モデル上の三次元造形物Oの高さをHmodelとし、現在までに造形された三次元造形物Oの高さをHcurrentとし、現在の積層厚さをdcurrentと表すものとする。
Returning to FIG. 20, the control unit 4 calculates the height of the remaining three-dimensional structure O from the thickness of the
Nlayer=(Hmodel-Hcurrent)/dcurrent ・・・(4) N layer = (H model - H current )/d current ... (4)
制御部4は、三次元造形物Oにおいて、まだ造形されていない三次元造形物Oの三次元CADデータを、(4)式で算出した残りの造形層数Nlayerに基づいて再分割し、スライスデータを再生成する。このように、残りの造形層数Nlayerを算出し、スライスデータを再生成することで、造形途中で傾斜角を変化させ、1層あたりの造形用粉末層51の厚さが増加した場合においても、所望の高さの三次元造形物Oを得ることができる。
The control unit 4 re-divides the 3D CAD data of the 3D object O that has not yet been modeled based on the remaining number of building layers N layer calculated by equation (4), Regenerate slice data. In this way, by calculating the remaining number of modeling layers Nlayer and regenerating the slice data, even if the inclination angle is changed during modeling and the thickness of the
制御部4は、三次元造形物Oの造形が完了したか否かを判定する(ステップS84)。一例では、三次元造形物Oが所望の高さに達していない場合に、造形が完了していないと判定する。三次元造形物Oの造形が完了していない場合(ステップS84でNoの場合)には、制御部4は、1層分の高さだけ昇降ステージ32を降下させる(ステップS85)。この場合、現在の積層厚さdcurrent=d+Δdだけ、昇降ステージ32を降下させる。ステップS85の工程は、ステージ降下工程に対応する。そして、処理がステップS71に戻る。そして、三次元造形物Oの全ての層の造形が完了するまで、ステップS71からステップS84までの手順が繰り返される。
The control unit 4 determines whether modeling of the three-dimensional structure O is completed (step S84). In one example, when the three-dimensional structure O has not reached a desired height, it is determined that the modeling is not completed. If the modeling of the three-dimensional structure O is not completed (No in step S84), the control unit 4 lowers the elevating
全ての層の造形が完了した場合、すなわち三次元造形物Oの造形が完了した場合(ステップS84でYesの場合)には、制御部4は、三次元造形物Oの製造が完了したと判断し、処理が終了する。 When the modeling of all the layers has been completed, that is, when the modeling of the three-dimensional structure O has been completed (Yes in step S84), the control unit 4 determines that the manufacturing of the three-dimensional structure O has been completed. and the process ends.
実施の形態3では、制御部4は、造形処理中にスキージ36をガイド37に沿って移動させているときのスキージ移動機構の負荷を取得し、負荷の大きさから可撓性プレート361の破損の可能性を判定する。制御部4は、可撓性プレート361の破損の可能性がある場合には、傾斜角の絶対値を増加させる。また制御部4は、傾斜角の絶対値を増加させたことによる造形用粉末層51の厚さの変化に対応して、造形されていない三次元造形物Oについてのスライスデータを再生成する。具体的には、制御部4は、傾斜角の絶対値を増加させたことによって変化した造形用粉末層51の厚さと、造形された三次元造形物Oの高さと、三次元造形物Oの残りの高さと、を算出し、さらに残りの造形層数を算出する。そして、制御部4は、まだ造形されていない部分の三次元造形物Oの三次元CADデータを残りの造形層数に基づいて再分割してスライスデータを再生成する。これによって、可撓性プレート361の破損および三次元造形物Oの破損を抑制することができる。また、造形用粉末層51の厚さが変化した場合に、スライスデータを変更しない場合には、三次元造形物Oの形状が目標の三次元造形物Oから変化してしまうが、実施の形態3では、造形用粉末層51の厚さの変化による三次元造形物Oの形状の変化を抑制することができる。
In the third embodiment, the control unit 4 acquires the load on the squeegee moving mechanism while moving the
実施の形態4.
実施の形態3では、制御部4は、造形中に可撓性プレート361の破損の可能性がある場合に、傾斜角の絶対値を増加させるように制御し、傾斜角の絶対値を増加させることによる造形用粉末層51の厚さの変化に応じて、スライスデータを再生成した。しかし、実施の形態3では、造形用粉末層51の厚さの変化による電子ビームBの照射条件、具体的には電子ビームBの投入熱量については変更していない。実施の形態4では、造形用粉末層51の厚さの変化による電子ビームBの照射条件の制御を行う場合について説明する。
Embodiment 4.
In the third embodiment, when there is a possibility of damage to the
実施の形態4に係る三次元造形装置1Aの構成は、実施の形態3で説明したものと同様であるが、制御部4は、実施の形態3とは異なり、以下に示す機能をさらに有する。つまり、制御部4は、可撓性プレート361の傾斜角の絶対値を増加させ、造形用粉末層51の厚さの変化による予熱用電子ビームおよび溶融用電子ビームの照射条件を再計算する。そして、制御部4は、再計算した予熱用電子ビームおよび溶融用電子ビームの照射条件に従って、電子ビームBの照射を行う。
The configuration of the three-
つぎに、三次元造形物Oの製造方法について説明する。図23は、実施の形態4に係る三次元造形物の製造方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、ステップS71からステップS78までは図19と同一であるので、図示を省略している。また、図20と同一の処理には同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。ステップS71からステップS78までは、実施の形態3と同一であり、造形処理中にスキージ移動機構を構成するアクチュエータから出力される駆動電流が基準値未満となるまで、傾斜角の絶対値を増加させる処理を行う。 Next, a method for manufacturing the three-dimensional structure O will be explained. FIG. 23 is a flowchart illustrating an example of the processing procedure of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the fourth embodiment. Note that steps S71 to S78 are the same as those in FIG. 19, so illustration is omitted. Further, the same step numbers are given to the same processes as in FIG. 20, and the description thereof will be omitted. Steps S71 to S78 are the same as in the third embodiment, and the absolute value of the inclination angle is increased until the drive current output from the actuator that constitutes the squeegee movement mechanism becomes less than the reference value during the modeling process. Perform processing.
ステップS74で、駆動電流が基準値未満の場合(ステップS74でNoの場合)には、制御部4は、傾斜角の絶対値を増加させたことにより形成された1層の造形用粉末層51の厚さの増加量Δdを算出する(ステップS91)。造形用粉末層51の厚さの増加量Δdは、(1)式から(3)式を用いて算出される。また、制御部4は、造形用粉末層51の厚さの増加に伴う予熱用電子ビームの投入熱量の増加量を算出する(ステップS92)。算出方法については、過去の実験結果に基づいて算出する方法、予め制御部4に入力した材料物性に基づいて算出する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。予熱用電子ビームの投入熱量を増加させる方法には、予熱時の電子ビームBの電流、電圧または照射時間を増加させる方法が挙げられるが、これらに限定されない。
In step S74, if the drive current is less than the reference value (No in step S74), the control unit 4 controls the one-layer
ついで、制御部4は、造形用粉末層51の厚さの増加に伴う溶融用電子ビームの投入熱量の増加量を算出する(ステップS93)。算出方法については、過去の実験結果に基づいて算出する方法、予め制御部4に入力した材料物性に基づき算出する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。溶融用電子ビームの投入熱量を増加させる方法には、溶融時の電子ビームBの電流または電圧を増加させる方法、溶融時の電子ビームBの走査速度を減少させる方法等が挙げられるが、これらに限定されない。 Next, the control unit 4 calculates the amount of increase in the amount of heat input by the melting electron beam due to the increase in the thickness of the modeling powder layer 51 (step S93). Examples of the calculation method include, but are not limited to, a method of calculating based on past experimental results, a method of calculating based on material physical properties input into the control unit 4 in advance, and the like. Methods for increasing the amount of heat input into the melting electron beam include increasing the current or voltage of the electron beam B during melting, decreasing the scanning speed of the electron beam B during melting, etc. Not limited.
その後は、図20のステップS79以降の処理が実行される。ただし、ステップS79では、ステップS92で算出した予熱用電子ビームの投入熱量の増加量を用いて補正した予熱用電子ビームが用いられる。また、ステップS80では、ステップS93で算出した溶融用電子ビームの投入熱量の増加量を用いて補正した溶融用電子ビームが用いられる。 After that, the processes from step S79 in FIG. 20 are executed. However, in step S79, the preheating electron beam corrected using the increase in the input heat amount of the preheating electron beam calculated in step S92 is used. Further, in step S80, the melting electron beam corrected using the increase in the input heat amount of the melting electron beam calculated in step S93 is used.
実施の形態4では、制御部4は、傾斜角の絶対値を増加させたことによる造形用粉末層51の厚さの変化に伴う電子ビームBの投入熱量の増加量を算出し、算出した投入熱量の増加量を用いて補正した電子ビームBを照射するように電子ビーム出射部2を制御する。これによって、造形用粉末層51の厚さが変化した場合でも、造形用粉末層51に一定の入熱を与えることができ、造形品質を安定させることができる。
In the fourth embodiment, the control unit 4 calculates the amount of increase in the input heat amount of the electron beam B due to the change in the thickness of the
実施の形態5.
実施の形態4では、傾斜角の制御に加え、電子ビームBの制御を追加したが、傾斜角を変えて形成された造形用粉末層51の1層の厚さが増加することで、生成されるスライスデータ数が減少し、三次元造形物Oの寸法精度が低下する可能性がある。そこで、実施の形態5では、三次元造形物Oの寸法精度の低下を実施の形態4の場合に比して抑制することができる三次元造形装置1Aおよび三次元造形物Oの製造方法について説明する。
Embodiment 5.
In Embodiment 4, control of the electron beam B is added in addition to control of the tilt angle, but the thickness of one layer of the
実施の形態5に係る三次元造形装置1Aの構成は、実施の形態4で説明したものと同様であるが、制御部4は、実施の形態4とは異なり、以下に示す機能をさらに有する。つまり、制御部4は、1層の造形用粉末層51による造形層の造形が終了した後、すなわち電子ビームBを照射した後、傾斜角が基準の傾斜角αとは異なる場合に、傾斜角を基準の傾斜角αに戻すとともに、スライスデータを再生成する。スライスデータの再生成は、実施の形態3で説明したものと同様の手順で行うことができる。
The configuration of the three-
つぎに、三次元造形物Oの製造方法について説明する。図24は、実施の形態5に係る三次元造形物の製造方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、ステップS71からステップS78までは図19と同一であるので、図示を省略している。また、図23と同一の処理には同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。ステップS71からステップS82までは、実施の形態4と同一である。ステップS82で残りの三次元造形物Oの高さを算出した後、制御部4は、現在の傾斜角が基準の傾斜角αと異なるかを判定する(ステップS111)。傾斜角が基準の傾斜角αである場合(ステップS111でNoの場合)には、処理がステップS84に進む。 Next, a method for manufacturing the three-dimensional structure O will be explained. FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of the processing procedure of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the fifth embodiment. Note that steps S71 to S78 are the same as those in FIG. 19, so illustration is omitted. Further, the same steps as those in FIG. 23 are given the same step numbers, and the description thereof will be omitted. Steps S71 to S82 are the same as in the fourth embodiment. After calculating the height of the remaining three-dimensional structure O in step S82, the control unit 4 determines whether the current tilt angle is different from the reference tilt angle α (step S111). If the inclination angle is the reference inclination angle α (No in step S111), the process proceeds to step S84.
傾斜角が基準の傾斜角αと異なる場合(ステップS111でYesの場合)には、制御部4は、傾斜角を基準の傾斜角αに戻す(ステップS112)。その後、制御部4は、目標の三次元造形物Oを得るために必要な残りの造形層数を算出し、ステップS82で算出した残りの三次元造形物Oの高さと合わせ、スライスデータを再生成する(ステップS113)。具体的には、三次元モデル上の三次元造形物Oの高さをHmodelとし、現在までに造形された三次元造形物Oの高さをHcurrentとし、基準の積層厚さをdとすると目標の三次元造形物Oを得るために必要な残りの造形層数Nlayerは次式(5)で表される。 If the inclination angle is different from the reference inclination angle α (Yes in step S111), the control unit 4 returns the inclination angle to the reference inclination angle α (step S112). After that, the control unit 4 calculates the remaining number of building layers necessary to obtain the target three-dimensional structure O, and reproduces the slice data by combining it with the height of the remaining three-dimensional structure O calculated in step S82. (Step S113). Specifically, let H model be the height of the 3D object O on the 3D model, H current be the height of the 3D object O built up to now, and d be the standard lamination thickness. Then, the remaining number of modeling layers N layer required to obtain the target three-dimensional structure O is expressed by the following equation (5).
Nlayer=(Hmodel-Hcurrent)/d ・・・(5) N layer = (H model - H current )/d...(5)
その後は、ステップS84以降の処理が実行される。 After that, the processing from step S84 onwards is executed.
実施の形態5では、制御部4は、傾斜角の絶対値を増加させて1層の造形用粉末層51を形成した後、つぎの造形用粉末層51を形成する前に傾斜角を基準の傾斜角αに戻し、残りの造形物の高さについてスライスデータを再生成する。これによって、可撓性プレート361の破損を防ぎつつ、三次元造形物Oの寸法精度を保つことができるという効果を有する。
In the fifth embodiment, after forming one layer of
実施の形態6.
実施の形態3では、可撓性プレート361の傾斜角の絶対値を増加させることで、造形用粉末層51の厚さdを厚くし、可撓性プレート361に作用する応力を減少させた。しかし、実施の形態3では、傾斜角が上限傾斜角γ以上となった場合には、造形用粉末層51を形成することができないため、三次元造形物Oの製造方法を終了させていた。実施の形態6では、傾斜角が上限傾斜角γ以上となった場合でも、三次元造形物Oの製造方法を可能な限り終了させずに、可撓性プレート361に作用する応力を減少させることができる三次元造形装置1Aおよび三次元造形物Oの製造方法について説明する。
Embodiment 6.
In the third embodiment, by increasing the absolute value of the inclination angle of the
実施の形態6に係る三次元造形装置1Aの構成は、実施の形態1,3から5で説明したものと同様であるが、制御部4は、実施の形態1,3から5とは異なり、以下に示す機能をさらに有する。つまり、制御部4は、可撓性プレート361の傾斜角が上限傾斜角γ以上となった場合に、スキージ36のZ軸方向の位置を変更することで、造形用粉末層51の形成処理を可能にするとともに、可撓性プレート361に作用する応力を減少させる。
The configuration of the three-
図25および図26は、実施の形態6に係る三次元造形装置におけるスキージの位置と変形との関係の一例を示す図である。図25は、Z軸方向においてスキージ36が仮焼結体55の近くに配置される場合を示し、図26は、Z軸方向においてスキージ36が図25の場合に比して仮焼結体55から離れて配置される場合を示している。プレート保持部362に取り付けられた可撓性プレート361の付け根から仮焼結体55までの可撓性プレート361に沿った距離をL1とすると、図25に示されるように、L1が比較的小さい場合、すなわち可撓性プレート361の長さ方向の中央部付近で仮焼結体55と接触するような場合には、可撓性プレート361における変形できる長さが短くなる。このため、可撓性プレート361が塑性変形しやすくなり、可撓性プレート361に破損が生じやすい。一方、図26に示されるように、可撓性プレート361の先端部で仮焼結体55と接触するようにスキージ36の位置を上昇させることで、L1が長くなる。このため、可撓性プレート361が仮焼結体55と接触しても、可撓性プレート361の変形が弾性変形域に収まる。この結果、可撓性プレート361の破損を抑制する効果が得られる。以上のことから、可撓性プレート361の変形が弾性変形域に収まる位置で可撓性プレート361が仮焼結体55と接触するように、L1が定められる。
25 and 26 are diagrams showing an example of the relationship between the position of the squeegee and deformation in the three-dimensional printing apparatus according to the sixth embodiment. FIG. 25 shows a case where the
図27は、実施の形態6に係る三次元造形装置におけるスキージのZ軸方向の位置の調整方法の一例を示す図である。スキージ36をZ軸方向すなわち上下方向に昇降させる方法には、図27に示されるようにスキージ36と締結されているガイド37を上下方向に昇降させる方法が挙げられる。この場合には、三次元造形装置1Aは、ガイド37を上下方向に駆動させるアクチュエータを備える。また、アクチュエータは、制御部4からの制御信号によってガイド37を上下方向に昇降する。
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a method for adjusting the position of the squeegee in the Z-axis direction in the three-dimensional printing apparatus according to the sixth embodiment. A method for raising and lowering the
図28は、実施の形態6に係る三次元造形装置におけるスキージのZ軸方向の位置の調整方法の他の例を示す図である。図27に示される方法の他に、図28に示されるようにガイド37とスキージ36とを繋ぐアーム部371を上下方向に昇降させることで、スキージ36を上下方向に昇降させる方法が挙げられる。この場合には、三次元造形装置1Aは、アーム部371を上下方向に駆動させるアクチュエータを備える。また、アクチュエータは、制御部4からの制御信号により、アーム部371を上下方向に昇降する。なお、スキージ36を上下に昇降させる方法には、上記の2つの例を挙げたが、スキージ36を上下方向に昇降させる方法はこれらに限定されない。
FIG. 28 is a diagram showing another example of the method for adjusting the position of the squeegee in the Z-axis direction in the three-dimensional printing apparatus according to the sixth embodiment. In addition to the method shown in FIG. 27, there is a method of raising and lowering the
つぎに、三次元造形物Oの製造方法について説明する。図29および図30は、実施の形態6に係る三次元造形物の製造方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図19および図24と同一の処理には同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。また、三次元造形物Oの製造方法の開始時において、スキージ36のZ軸方向の位置は、定められた基準位置にあり、可撓性プレート361の傾斜角は、基準傾斜角αであるものとする。基準位置は、スキージ36のZ軸方向の位置を変更しなかった実施の形態1,3から5でのスキージ36の位置であり、実験等によって予め定められた位置である。
Next, a method for manufacturing the three-dimensional structure O will be explained. 29 and 30 are flowcharts illustrating an example of the processing procedure of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the sixth embodiment. Note that the same step numbers are given to the same processes as in FIGS. 19 and 24, and the description thereof will be omitted. Furthermore, at the start of the method for manufacturing the three-dimensional structure O, the position of the
ステップS76で駆動開始位置までスキージ36を移動させた後、実施の形態6では、現在の傾斜角が上限傾斜角γ以上であるかを判定する(ステップS131)。現在の傾斜角が上限傾斜角γよりも小さい場合(ステップS131でNoの場合)には、現在の傾斜角よりも絶対値を増加させた傾斜角α1とし(ステップS132)、ステップS71に処理が戻る。
After moving the
現在の傾斜角が上限傾斜角γ以上である場合(ステップS131でYesの場合)には、可撓性プレート361の傾斜角を基準の傾斜角αとし(ステップS133)、スキージ36を上昇させる(ステップS134)。
If the current inclination angle is greater than or equal to the upper limit inclination angle γ (Yes in step S131), the inclination angle of the
ついで、現在の積層厚さd1が上限の積層厚さdlimit以上であるかを判定する(ステップS135)。現在の積層厚さd1が上限の積層厚さdlimit以上である場合(ステップS135でYesの場合)には、制御部4は、造形を停止する。すなわち、三次元造形物Oの製造方法が終了する。ここで、上限の積層厚さdlimitは過去の実験結果に基づき、造形用粉末層51を形成できなかった場合の積層厚さ、三次元造形物Oの精度等に関する複数の情報に基づいて定められる。現在の積層厚さd1は次式(6)に基づいて算出される。だだし、基準の積層厚さをdとし、スキージ36の上昇量をxとする。
Next, it is determined whether the current stacking thickness d1 is greater than or equal to the upper limit stacking thickness d limit (step S135). If the current stacking thickness d1 is equal to or greater than the upper limit stacking thickness d limit (Yes in step S135), the control unit 4 stops modeling. That is, the method for manufacturing the three-dimensional structure O ends. Here, the upper limit stacking thickness d limit is determined based on past experimental results, the stacking thickness when the
d1=d+L(cosα-cosγ)+x ・・・(6) d1=d+L(cosα−cosγ)+x (6)
現在の積層厚さd1が上限の積層厚さdlimit未満である場合(ステップS135でNoの場合)には、処理がステップS71に戻る。このように、可撓性プレート361の傾斜角が上限傾斜角γを超えた場合でも、現在の積層厚さd1が上限の積層厚さdlimit以上となるまでは、ステップS71からステップS135までの処理が繰り返し実行される。つまり、現在の積層厚さd1が上限の積層厚さdlimit以上となるまでは、スキージ移動機構の駆動電流が基準値未満となるスキージ36の上下方向の位置および可撓性プレート361の傾斜角を変化させることが可能となる。
If the current stacking thickness d1 is less than the upper limit stacking thickness d limit (No in step S135), the process returns to step S71. In this way, even if the inclination angle of the
ステップS74で駆動電流の値が基準値未満である場合(ステップS74でNoの場合)には、制御部4は、現在の積層厚さd1から造形用粉末層51の厚さの変化量Δdを算出する(ステップS136)。積層厚さの変化量Δdは、(6)式を用いて、次式(7)によって算出される。
If the value of the drive current is less than the reference value in step S74 (No in step S74), the control unit 4 calculates the amount of change Δd in the thickness of the
Δd=d1-d
=L(cosα-cosγ)+x ・・・(7)
Δd=d1-d
=L(cosα−cosγ)+x (7)
ついで、制御部4は、造形用粉末層51の厚さの変化に伴う予熱用電子ビームの投入熱量の増加量を算出する(ステップS137)。これは、実施の形態4の図23のステップS92で説明したものと同様の方法で実行される。 Next, the control unit 4 calculates the amount of increase in the amount of heat input by the preheating electron beam due to the change in the thickness of the modeling powder layer 51 (step S137). This is performed in the same manner as described in step S92 of FIG. 23 of the fourth embodiment.
また、制御部4は、造形用粉末層31の厚さの変化に伴う溶融用電子ビームの投入熱量の増加量を算出する(ステップS138)。これは、実施の形態4の図22のステップS93で説明したものと同様の方法で実行される。 Further, the control unit 4 calculates the amount of increase in the amount of heat input to the melting electron beam due to the change in the thickness of the modeling powder layer 31 (step S138). This is performed in the same manner as described in step S93 of FIG. 22 of the fourth embodiment.
ついで、ステップS79では、ステップS137で算出した予熱用電子ビームの投入熱量の増加量を用いて補正した予熱用電子ビームを照射領域Cに照射して造形用粉末層51を予熱する。また、ステップS80では、ステップS138で算出した溶融用電子ビームの投入熱量の増加量を用いて補正した溶融用電子ビームを、スライスデータに基づいて造形用粉末層51に照射し、1層分の三次元造形物Oを造形する。
Next, in step S79, the irradiation region C is irradiated with the preheating electron beam corrected using the increase in the input heat amount of the preheating electron beam calculated in step S137, to preheat the
その後、制御部4は、算出した現在の積層厚さd1から残りの三次元造形物Oの高さを算出する(ステップS139)。ついで、制御部4は、現在の傾斜角が基準の傾斜角αと異なるかを判定し(ステップS111)、傾斜角が基準の傾斜角αと異なる場合(ステップS111でYesの場合)には、制御部4は、傾斜角を基準の傾斜角αに戻す(ステップS112)。 After that, the control unit 4 calculates the height of the remaining three-dimensional structure O from the calculated current stacked thickness d1 (step S139). Next, the control unit 4 determines whether the current tilt angle is different from the reference tilt angle α (step S111), and if the tilt angle is different from the reference tilt angle α (Yes in step S111), The control unit 4 returns the tilt angle to the reference tilt angle α (step S112).
その後、または傾斜角が基準の傾斜角αである場合(ステップS111でNoの場合)には、制御部4は、スキージ36の位置が基準位置と異なるかを判定する(ステップS140)。スキージ36の位置が基準位置である場合(ステップS140でNoの場合)には、処理がステップS84に進み、造形を継続する。スキージ36の位置が基準位置と異なる場合(ステップS140でYesの場合)には、スキージ36の位置を基準位置に戻す(ステップS141)。
After that, or if the inclination angle is the reference inclination angle α (No in step S111), the control unit 4 determines whether the position of the
その後、制御部4は、目標となる三次元造形物Oを得るために必要な残りの造形層数を算出し、ステップS139で算出した残りの三次元造形物Oの高さと合わせ、まだ造形されていない三次元造形物Oのスライスデータを再生成する(ステップS142)。具体的には、制御部4は、三次元モデル上の三次元造形物Oの高さをHmodelとし、現在までに造形された三次元造形物Oの高さをHcurrentとし、基準の積層厚さをdとしたときに、次式(8)に基づいて目標の三次元造形物Oを得るために必要な残りの造形層数Nlayerを算出する。 After that, the control unit 4 calculates the remaining number of modeling layers necessary to obtain the target three-dimensional model O, and calculates the number of remaining modeling layers necessary to obtain the target three-dimensional model O, and calculates the remaining number of modeling layers by combining it with the height of the remaining three-dimensional model O calculated in step S139. Slice data of the three-dimensional structure O that has not been completed is regenerated (step S142). Specifically, the control unit 4 sets the height of the three-dimensional structure O on the three-dimensional model as H model , the height of the three-dimensional structure O that has been modeled up to now as H current , and sets the standard stacked structure. When the thickness is set to d, the remaining number N layers required to obtain the target three-dimensional structure O is calculated based on the following equation (8).
Nlayer=(Hmodel-Hcurrent)/d ・・・(8) N layer = (H model - H current )/d...(8)
制御部4は、三次元造形物Oにおいて、まだ造形されていない三次元造形物Oの三次元CADデータを、(8)式で算出した残りの造形層数Nlayerに基づいて再分割し、スライスデータを再生成する。その後、処理がステップS84に移る。 The control unit 4 re-divides the 3D CAD data of the 3D object O that has not yet been modeled based on the remaining number of building layers N layer calculated by equation (8), Regenerate slice data. After that, the process moves to step S84.
なお、図29および図30では、三次元造形装置1Aで三次元造形物Oを製造する手順において、傾斜角を制御した後にスキージ36の昇降を制御する例を示したが、制御する順番はこれに限定されない。また、上述の通り、スキージ36の昇降だけで、スキージ36の破損を抑制する効果が得られるため、傾斜角を備えない状態でスキージ36を昇降させてもよい。
Note that although FIGS. 29 and 30 show an example in which the elevation of the
実施の形態6では、制御部4は、可撓性プレート361の傾斜角が上限値以上となった場合に、スキージ36のZ軸方向の位置を変更する。これによって、傾斜角が上限傾斜角γを超えた場合でもスキージ36の高さを変えることによって、造形用粉末層51の形成処理を可能にするとともに、可撓性プレート361に作用する応力を減少させることができる。この結果、可撓性プレート361の破損を抑制することができる。
In the sixth embodiment, the control unit 4 changes the position of the
実施の形態1から6に示した三次元造形物Oの製造方法はそれぞれ個別で実施する必要はなく、それぞれの実施の形態を組み合わせてもよい。 The methods for manufacturing the three-dimensional structure O shown in Embodiments 1 to 6 do not need to be performed individually, and the respective embodiments may be combined.
ここで、三次元造形装置1A,1Bの制御部4のハードウェア構成について説明する。図31は、実施の形態1から6に係る三次元造形装置の制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。
Here, the hardware configuration of the control section 4 of the three-
制御部4は、図31に示される制御回路400、すなわちプロセッサ401およびメモリ402により実現することができる。プロセッサ401の例は、CPU(中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)またはシステムLSI(Large Scale Integration)である。メモリ402の例は、RAMまたはROMである。
The control unit 4 can be realized by a
プロセッサ401がメモリ402に記憶されている、制御部4での処理を実行するためのプログラムである制御プログラムを読み出して実行することによって、制御部4の機能は実現される。また、この制御プログラムは、制御部4における三次元造形装置1A,1Bの制御方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。制御部4で実行される制御プログラムは、昇降ステージ32の昇降制御、シャッタ352の開閉制御、スキージ36の作動制御、電子ビームBの出射制御、偏向コイル23の作動制御、および回動部363の回動制御をモジュール化したモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。
The functions of the control unit 4 are realized by the processor 401 reading and executing a control program stored in the memory 402, which is a program for executing processing in the control unit 4. Further, it can be said that this control program causes the computer to execute a method for controlling the three-
メモリ402は、スライスデータを記憶する。メモリ402は、プロセッサ401が各種処理を実行する際の一時メモリにも使用される。 Memory 402 stores slice data. The memory 402 is also used as temporary memory when the processor 401 executes various processes.
プロセッサ401が実行する制御プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されてもよい。また、プロセッサ401が実行する制御プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由で三次元造形装置1A,1Bの制御部4に提供されてもよい。
The control program executed by the processor 401 may be an installable or executable file stored in a computer-readable storage medium and provided as a computer program product. Further, the control program executed by the processor 401 may be provided to the control unit 4 of the three-
また、制御部4を専用のハードウェアで実現してもよい。また、制御部4の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。 Further, the control unit 4 may be realized by dedicated hardware. Furthermore, some of the functions of the control unit 4 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.
1A,1B 三次元造形装置、2 電子ビーム出射部、3 造形部、4 制御部、21 電子銃部、22 収束コイル、23 偏向コイル、24 コラム、30 チャンバ、31 造形ボックス、32 昇降ステージ、33 ベースプレート、34 昇降機、35 ホッパ、36 スキージ、37 ガイド、38a 第1位置決めピン、38b 第2位置決めピン、50 支持用粉末層、51 造形用粉末層、55 仮焼結体、351 排出口、352 シャッタ、361 可撓性プレート、362 プレート保持部、362a 溝部、363 回動部、363b,364a 回転軸、364 固定部、364b,364c 固定ピン、371 アーム部、A 造形用粉末、B 電子ビーム、C 照射領域、O 三次元造形物。 1A, 1B three-dimensional modeling device, 2 electron beam emission unit, 3 modeling unit, 4 control unit, 21 electron gun unit, 22 converging coil, 23 deflection coil, 24 column, 30 chamber, 31 modeling box, 32 lifting stage, 33 base plate, 34 elevator, 35 hopper, 36 squeegee, 37 guide, 38a first positioning pin, 38b second positioning pin, 50 support powder layer, 51 modeling powder layer, 55 temporary sintered body, 351 discharge port, 352 shutter , 361 flexible plate, 362 plate holding part, 362a groove part, 363 rotating part, 363b, 364a rotating shaft, 364 fixed part, 364b, 364c fixing pin, 371 arm part, A modeling powder, B electron beam, C Irradiation area, O 3D object.
Claims (10)
三次元造形物を造形する土台となるベースプレート上に供給される造形用粉末を、前記ベースプレートを含む前記昇降ステージの上部で敷き均して造形用粉末層を形成するスキージと、
前記ベースプレートまたは前記造形用粉末層に電子ビームを照射する電子ビーム出射部と、
前記スキージを保持し、前記昇降ステージの上部で前記第1軸と直交する第2軸に沿った方向への前記スキージの移動をガイドするガイドと、
目標とする三次元造形物の三次元データに基づいて生成された前記目標とする三次元造形物を二次元においてスライスしたときのデータであるスライスデータに基づいて、前記電子ビームを前記造形用粉末層に照射する制御部と、
を備える三次元造形装置であって、
前記スキージは、
前記第1軸および前記第2軸の両方に直交する第3軸の方向に延在し、前記造形用粉末を敷き均す可撓性プレートと、
前記可撓性プレートを保持するプレート保持部と、
前記プレート保持部を前記ガイドに支持させる支持部と、
を有し、
前記スキージを前記第2軸の方向へ移動させて前記造形用粉末を敷き均す場合に、前記第1軸の方向を基準にして前記スキージの移動する方向とは反対側に定められた傾斜角で前記可撓性プレートを傾斜させるように、前記プレート保持部が前記支持部に保持されることを特徴とする三次元造形装置。 an elevating stage provided in the modeling box and movable in the direction of a first axis, which is the vertical direction;
a squeegee that spreads modeling powder supplied onto a base plate, which is a base for modeling a three-dimensional object, on the upper part of the elevating stage including the base plate to form a modeling powder layer;
an electron beam emitting unit that irradiates the base plate or the modeling powder layer with an electron beam;
a guide that holds the squeegee and guides movement of the squeegee in a direction along a second axis perpendicular to the first axis above the lifting stage;
The electron beam is applied to the modeling powder based on slice data that is data obtained when the target three-dimensional model is sliced in two dimensions, which is generated based on the three-dimensional data of the target three-dimensional model. a control unit that irradiates the layer;
A three-dimensional printing device comprising:
The squeegee is
a flexible plate extending in the direction of a third axis perpendicular to both the first axis and the second axis, and spreading the modeling powder evenly;
a plate holding part that holds the flexible plate;
a support portion that supports the plate holding portion on the guide;
has
When moving the squeegee in the direction of the second axis to spread the modeling powder, an inclination angle that is set on the opposite side to the direction in which the squeegee moves with respect to the direction of the first axis. A three-dimensional printing apparatus, wherein the plate holding section is held by the supporting section so as to tilt the flexible plate.
前記ガイドの前記第2軸の方向の他方の端部である第2端部に設けられる、前記プレート保持部と接触する第2位置決めピンと、
をさらに備え、
前記プレート保持部は、前記支持部との固定位置を中心に回転可能に保持され、
前記スキージは、前記スキージが前記第1端部に到達し、前記第1位置決めピンと接触したときに、前記第1軸の方向を基準にして前記第1端部側に前記可撓性プレートが前記傾斜角で傾斜した状態で固定され、前記スキージが前記第2端部に到達し、前記第2位置決めピンと接触したときに、前記第1軸の方向を基準にして前記第2端部側に前記可撓性プレートが前記傾斜角で傾斜した状態で固定されるように、前記プレート保持部を前記支持部に固定する固定機構を有することを特徴とする請求項1に記載の三次元造形装置。 a first positioning pin that is provided at a first end that is one end in the direction of the second axis of the guide and contacts the plate holding part;
a second positioning pin that is provided at a second end that is the other end in the direction of the second axis of the guide and comes into contact with the plate holding part;
Furthermore,
The plate holding part is held rotatably around a fixed position with the support part,
The squeegee is configured such that when the squeegee reaches the first end and contacts the first positioning pin, the flexible plate moves toward the first end with reference to the direction of the first axis. When the squeegee reaches the second end and comes into contact with the second positioning pin, the squeegee moves toward the second end with reference to the direction of the first axis. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, further comprising a fixing mechanism that fixes the plate holding part to the support part so that the flexible plate is fixed in a state inclined at the inclination angle.
前記制御部は、前記第2軸に沿った前記スキージの移動の前に、前記第1軸の方向を基準にして前記スキージを移動させる方向とは逆方向に前記傾斜角で前記可撓性プレートが傾斜した状態となるように前記回動部を回転させ、前記傾斜角を保持した状態で前記スキージを移動させることを特徴とする請求項1に記載の三次元造形装置。 The support part is a rotating part that rotates the plate holding part around an axis parallel to the third axis,
Before moving the squeegee along the second axis, the control unit controls the flexible plate at the inclination angle in a direction opposite to the direction in which the squeegee is moved with respect to the direction of the first axis. 2. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the rotating part is rotated so that the angle of inclination is maintained, and the squeegee is moved while maintaining the inclination angle.
前記制御部は、前記スキージを前記ガイドに沿って移動させているときの前記スキージ移動機構の負荷が定められた基準値よりも大きい場合に、前記負荷が前記基準値よりも小さくなるように前記傾斜角の絶対値を大きくすることを特徴とする請求項3に記載の三次元造形装置。 further comprising a squeegee moving mechanism that moves the squeegee along the guide,
When the load on the squeegee moving mechanism while moving the squeegee along the guide is larger than a predetermined reference value, the control unit controls the control unit so that the load becomes smaller than the reference value. 4. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3, wherein the absolute value of the inclination angle is increased.
前記ベースプレート上の前記造形用粉末を、前記第1軸と直交する第2軸に沿った方向に、前記第1軸および前記第2軸の両方に直交する第3軸の方向に延在する可撓性プレートを保持するプレート保持部を有するスキージを移動させて、前記造形用粉末を敷き均して造形用粉末層を形成する造形用粉末層形成工程と、
目標とする三次元造形物の三次元データに基づいて生成された前記目標とする三次元造形物を二次元においてスライスしたときのデータであるスライスデータに基づいて、電子ビームを前記造形用粉末層に照射する電子ビーム照射工程と、
前記造形用粉末層の高さ分だけ前記昇降ステージを降下させるステージ降下工程と、
を含み、
前記造形用粉末層形成工程では、前記スキージを前記第2軸の方向へ移動させて前記造形用粉末を敷き均す場合に、前記第1軸の方向を基準にして前記スキージの移動する方向とは反対側に定められた傾斜角で前記可撓性プレートを傾斜させるように、前記プレート保持部が保持され、
前記目標とする三次元造形物が造形されるまで、前記粉末供給工程から前記ステージ降下工程までの処理が実行されることを特徴とする三次元造形物の製造方法。 a powder supply step of supplying modeling powder onto a base plate that is placed on an elevating stage movable in the direction of a first axis, which is the vertical direction within the modeling box, and serves as a base for modeling a three-dimensional object;
The modeling powder on the base plate can be extended in a direction along a second axis perpendicular to the first axis and in a direction of a third axis perpendicular to both the first axis and the second axis. a modeling powder layer forming step of moving a squeegee having a plate holding part that holds a flexible plate and leveling out the modeling powder to form a modeling powder layer;
Based on the slice data, which is the data obtained when the target three-dimensional model is sliced in two dimensions, the electron beam is generated based on the three-dimensional data of the target three-dimensional model. an electron beam irradiation step to irradiate the
a stage lowering step of lowering the elevating stage by the height of the modeling powder layer;
including;
In the modeling powder layer forming step, when the modeling powder is spread evenly by moving the squeegee in the direction of the second axis, the direction in which the squeegee moves is based on the direction of the first axis. the plate holder is held so as to tilt the flexible plate at a predetermined inclination angle on the opposite side;
A method for manufacturing a three-dimensional structure, characterized in that processes from the powder supply step to the stage lowering step are executed until the target three-dimensional structure is modeled.
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